煤矿地质教材.doc

目录 宇宙中的地球 矿物、岩石的基本知识 矿物 岩石 地史的基本知识与煤 煤及煤层的相关知识 煤的形成及煤 煤层 煤层的空间形态与地质构造 单斜构造及产状 褶皱构造 断裂构造 岩溶陷落柱 河流冲刷带 矿井瓦斯与煤尘 瓦斯 煤尘 矿井水 地下水的基本知识 矿井充水条件 矿井水的观测 矿井水的防治 生产矿井的地质工作 井下地质编录 煤矿主要地质图及识别 煤炭储量 煤炭储量的计算 储量管理 附录一 主要地形地物符号 附录二 常用地质图例 附录三 地层代号和色谱表 附录四 煤的化学成分和工艺性质常用指标名称及代号 绪　　　论 山西是全国煤炭大省，煤炭产业是山西的主导产业，在传统的煤炭开采过程中，由于其地质条件相对简单，普遍存在着重生产，轻安全的思想。 随着我省浅部煤层（地质条件相对简单）的日益枯竭，煤炭开采正逐步向煤田的纵深发展，地质条件也日趋复杂化，由此，造成了煤矿安全事故时有发生，煤矿安全生产问题也被突显出来。在此形势下，晋城煤业集团公司高瞻远瞩，委托我院相关专业的资深教师组织编写了一套煤矿知识培训教材，这应该说是煤矿企业的明智之举，也是一大幸事。 我所编写的这部煤矿地质培训教材，正是在这种形势下完成的，全书共分九个单元，内容以地质理论为基础，紧紧围绕煤及煤炭开采条件等方面的基本知识加以综述。其中，重点阐述了煤的基本知识，煤层的赋存形态，和各种地质因素对煤炭开采的影响。 在编写过程中，我们尽可能让书本知识贴近于生产实践，力争做到通俗易懂，希望通过我们的努力确实能为广大的煤炭工作者服务。然而，由于编者知识水平有限，实践经验不足，书中难免会出现这样或那样的瑕疵，希望广大同行批评指正。 编者：刘国伟 于2011年7月 　 第一章 宇宙中的地球 宇宙诞生了地球，地球产生了生命，生命使地球欣欣向荣。地球为地球生命营造了唯一的生存空间，同时也为人类造就了煤层、石油等矿产资源。 一、地球的形、体、位 ⒈ 地球的形状 16世纪初，人们从麦哲伦的航海实践中，第一次证明了地球是一个球体。然而，地球并不像地球仪那样地“圆”。现代先进的科学技术手段已经证明，地球是一个北极稍凸，南极稍凹的“梨状体” （图1—1）。地球表面以海平面为界可划分出海洋和陆地两大地理单元，其中，陆地表面积只占地球总表面积的1/3。所以从世界地图上来看，陆地就好像几个“大孤岛”，“漂浮”在蓝色的海洋中，且多集聚于北半球（图1—2）。地球上最高的地方是珠穆朗玛峰达8848m，最低的地方是马里亚纳海沟达－11034m。 图1—1地球形状 图1—2海陆分布图 ⒉ 地球的大小 对过去的人们来讲，地球很大，茫茫无际。但随着科学的发展，现在的人们借助于现代化的科学技术手段一日可达地球的任何角落，从这个意义上来说，地球更像一个大“村庄”---- 地球村。事实上，在茫茫宇宙中，任何有形的实体都是微不足道的。如果将地球和太阳作一下比较，假定地球的体积为1，则太阳比地球大130万倍，而太阳在宇宙中也不过是一颗极普通的恒星。 地球的实际大小可用以下三个参数来说明：地球的平均半径为6371km，表面积5.1×108km2，体积约为1.08×1012km3。 ⒊ 地球的位置 宇宙是什么，古人称“四方上下曰宇，古往今来曰宙”。宇宙是无限、永恒、不断运动变化的客观物质世界。“宇”是空间的概念，是无边无际的；“宙”是时间的概念，是无始无终的；宇宙是无限的空间和时间的对立统一体。 宇宙中有许多巨大的星系团，在这些星系团内有数十亿乃至上千亿颗恒星，恒星的周围是数量不等的行星，行星的周围则是一些更小的卫星。 地球是宇宙中，银河系内，太阳系里的一颗行星。地球有一颗卫星，即月球。 二、地球的物理性质 地球作为宇宙间独一无二的天体，有她自己独特的性质，表征了其本身的属性，这些属性便是地球的物理性质。地球最主要的物理性质有：密度、地压、地温、地磁、重力、弹性和塑性等。 ⒈ 密度 根据牛顿的万有引力定律，计算出地球的质量再除以其体积可得到地球的平均密度为5.52g/cm3，而地表岩石的平均密度却只有2.8 g/cm3，这说明地球内部的物质密度要比外部大。从地震资料推定，地球内部的物质密度随着深度的加深而加大，越接近地心处，物质的密度越大，可达16 g/cm3，。这种变化反映出地球内、外部的物质在物质成分和物理状态上有着很大的差异。 ⒉ 地压 地压是指来自地球内部的压力，地压通常表现为二种方式。 静压力 指由于岩石本身的重量，上部岩石对下部岩石所产生的压力。静压力的大小随地壳深度的增加而增加。 地应力 指由于地壳运动所产生的来自岩层水平方向的压力。地应力也随深度的增加而增加。在矿山巷道中，对地应力的大小、方向和集中地带进行测量和研究，有助于解决巷道管理、煤与瓦斯突出等问题