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煤矿地质第五章
第五章 煤与含煤岩系
一、名词解释：
1、含煤岩系：含煤岩系是指一套含有煤层并且在成因上有联系的沉积岩系，简称为煤系，其同义词有含煤地层、含煤建造。
2、煤田是指同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。面积一般由几十到几百平方千米。如山西大同宁武煤田、辽宁阜新煤田、山东鲁西煤田等。
3、煤产地是指受后期大地构造变动和剥蚀作用而分隔开的一些单独的含煤岩系分布区，或面积和煤炭储量均较小的煤田。
4、矿田是煤田内划归一个矿山开采的部分，地下开采的矿田又称井田。一般一个井田即为一个煤矿。
二、填空：
1、成煤作用大致可分为两个阶段(图5—1)：第一阶段，泥炭化阶段；第二阶段，煤化阶段。
2、煤化作用分为煤成岩作用和煤变质作用两个阶段。
（1）煤成岩作用：泥炭或腐泥被掩埋后，在地温、压力等因素的影响下压实、脱水、固结，腐植酸向腐植质转变而成褐煤的过程称为煤成岩作用。
（2）煤变质作用：褐煤在地下受相对较高的温度、压力、时间等因素的影响转变为烟煤、无烟煤、天然焦、石墨等的地球化学作用称为煤变质作用。
3、煤岩成分指肉眼能观察到的煤的基本组成单位，即丝炭、镜煤、暗煤和亮煤。
4、宏观煤岩类型分为：光亮煤、半亮煤、半暗煤、暗淡煤。
5、煤中的有机质主要由C、H、O、N、S等五种元素组成，其中又以C、H、O为主，其总和占有机质的95％以上。
6、煤的工业分析包括测定煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等四个项目。
7、根据煤层中有无稳定的岩石夹层(夹矸)，将煤层分为两种结构类型。
(1)简单结构煤层 煤层中不含稳定的呈层状的岩石夹层，但含有呈透镜体或结核分布的矿物质。
(2)复杂结构煤层 煤层中常夹有稳定的呈层状的岩石夹层，少者1～2层，多者十几层。
8、煤层的分类
(1)按煤层倾角分类
煤 层 露天开采 地下开采
近水平煤层 ＜5° ＜8°
缓斜煤层(又称缓倾斜煤层) 5°～10° 8°～25°
中斜煤层(又称倾斜煤层) 10°～45° 25°～45°
急斜煤层(又称急倾斜煤层) ＞45° ＞45°
(2)按煤层厚度分类
煤 层 露天开采 地下开采
薄煤层 ＜3.5m ＜1.3m
中厚煤层 3.5～lOm 1.3～3.5m
厚煤层 ＞10m ＞3.5m
(3)按煤层稳定性分类
煤层稳定性指煤层形态、厚度、结构和可采性的变化程度。按照矿区(或井田)的煤层变化程度(即稳定程度)划分为四类。
稳定煤层 煤层厚度变化很小，规律明显，结构简单至较简单，全区可采或基本全区可采。
较稳定煤层 煤层厚度有一定变化，但规律较明显，结构简单至复杂，全区可采或大部分可采，可采范围内煤层厚度变化不大。
不稳定煤层 煤层厚度变化较大，无明显规律，结构复杂至极复杂。主要包括
①煤层厚度变化很大，具突然增厚、变薄现象，全区可采或大部分可采；
②煤层呈串珠状、藕节状，一般连续，局部可采，可采边界线不规则；
③难以进行分层对比，但可进行层组对比的复煤层。
极不稳定煤层 煤层厚度变化极大，呈透镜状、鸡窝状，一般不连续，很难找出规律，可采块段分布零星；或为无法进行分层对比，且层组对比也有困难的复煤层。
9、顶板
顶板指位于煤层上方一定距离的岩层。根据顶板岩层岩性、厚度以及采煤时顶板变形特征和垮落难易程度，将顶板分为伪顶、直接顶、基本顶三种(图5—7)。
(1)伪顶 是指直接覆盖在煤层之上的薄层岩层。岩性多为碳质页岩或碳质泥岩，厚度不大，一般为几厘米至几十厘米。它极易垮塌，常随采随落，所以它都混杂在原煤里，增加了煤的含矸率。
(2)直接顶 位于伪顶之上。岩性多为粉砂岩或泥岩，厚度为1～2m左右。它不像伪顶那样容易垮塌，但采煤回柱后一般能自行垮落，有的经人工放顶后也较易垮落。直接顶垮落后都充填在采空区内。
(3)基本顶 又称“老顶”。位于直接顶之上。岩性多为砂岩或石灰岩，一般厚度较大，强度也大。基本顶一般采煤后长时期内不易自行垮塌，只发生缓慢下沉。
10、底板指位于煤层下方一定距离的岩层。底板分为直接底和老底两种(图5—7)。
(1)直接底 指煤层之下与煤层直接接触的岩层。它往往是当初沼泽中生长植物的土壤，富含根须化石，所以又称为根土岩。岩性以碳质泥岩最为常见，厚度不大，常为几十厘米。
(2)老底 指位于直接底之下的岩层。其岩性多为粉砂岩或砂岩，厚度较大。
11、在我国成煤作用较强的三个时期是：石炭—二叠纪、三叠—侏罗纪、第三纪。
12、我国地史上三个主要聚煤期形成的煤田遍布各地，为研究和工作方便，以大型地质构造带为界，划分了五个聚煤区，东北聚煤区、西北聚煤区、华北聚煤区、滇藏聚煤区、华南聚煤区。
三、简答题
根据成煤古地理环境，将含煤岩类分为近海型和内陆型两大类。
1．近海型含煤岩系
亦称海陆交替相含煤岩系。这类煤系形成于近海地区，地形简单、平坦、广阔，因此容易发生大范围的海侵海退。海侵时形成海相地层，海退时形成陆相地层，使得海相、陆相交替出现。煤系分布范围广，横向上岩性、岩相变化不大，煤层层位比较稳定，容易对比。煤系中碎屑沉积物成分比较单一，分选性和磨圆度较好，粒度较细。煤系厚度不大，煤层的厚度也不大，但煤层数目较多，作为标志层的石灰岩层数也多。煤层结构较为简单，岩石夹层不多。煤层中常含黄铁矿结核，因此含硫较高。例如我国华北的石炭～二叠纪煤系即为近海型煤系(图5—5)。

2．内陆型含煤岩系
亦称陆相含煤岩系。这类煤系形成于距海较远的地区，往往是在内陆的一些小盆地中发育而成的。所以煤系中没有海相地层，全为陆相地层(图5—5)。由于沉积区较小，地形复杂，因此岩性、岩相在横向上变化较大，煤层不易对比。碎屑物质未经长距离搬运，碎屑颗粒较粗，分选性、磨圆度均较差。煤层数目不多，但厚度较大，厚度变化也大，常分叉、尖灭。煤层中岩石夹层较多，煤层结构复杂。如我国新疆的侏罗纪煤系即为内陆型煤系。