煤矿地质学培训教材

《煤矿地质学》一、绪论（一）地质学的研究对象和任务地质学是研究地球的一门自然科学。当前主要是研究固体地球的外层——岩石圈，研究的内容包括：地球内部组成物质的成分及其形成、分布和演化规律；地球内部结构和构造；地表形态的发展过程及其发育规律；勘察地下资源的方法等。地质学成为一门独立学科已有近二百年的历史。随着生产的发展，其任务越来越需要分出专门学科分别承担。这些学科有以下几个方面：1、研究岩石圈的物质成分及其形成、分布和变化规律方面有矿物学、岩石学、矿床学、地球化学等。2、研究岩石圈的结构、构造和地表形态的变化特征及发展规律方面有构造地质学、大地构造学、地质力学、地貌学、动力地质学等。3、研究岩石圈的形成历史、发展规律以及生物界演化特征方面有地文学、古生物学、地层学等。4、研究矿产资源的调查及勘探理论与方法方面的学科有地质矿产调查与勘探、地球物理探矿、探矿工程、遥感地质、水文及土程地质等。5、研究地球其它方面的学科有海洋地质学、地震地质学、深部地质学、地热地质学、环境地质学等。（二）煤矿地质学的研究对象煤矿地质学的研究对象主要是煤矿建设、生产过程中出现的各种地质问题，包括煤层赋存、地质构造、水文地质、工程地质、瓦斯地质、煤尘等方面的情况。煤矿地质学运用地质学的基础理论，查明影响煤矿建设、生产的各种地质因素及其规律性，研究相应的处理 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和措施，保证煤炭资源的正常开采与合理利用。（三）煤矿地质学的任务煤矿地质学的任务是研究从矿井基本建设开始直至开采结束为止全过程中的所有地质现象，找出其规律，解决煤矿建设、生产中出现的各种地质问题。煤矿地质学的主要任务如下：1、研究煤矿地质规律：根据地质勘探部门提供的原始地质资料和煤矿建设生产中披露出来的地质现象,研究矿区煤系地层、地质构造、煤层和煤质的变化规律，查明影响煤矿建设、生产的各种地质因素。2、矿井地质工作：进行矿井地质勘探、地质观察、地质编录和综合分析，提交煤矿建设、生产各阶段所需的地质资料，处理采掘工作中的地质问题。3、矿井储量管理：计算和核实矿井储量，测定和统计储量动态，分析储量损失，编制矿井储量表，为提高矿井储量级别和扩大矿井储量提供依据，为生产正常接替、资源合理利用服务。4、水文地质调查：地面与井下相结合，开展矿区水文地质调查。查明矿井水的来源、两水通道、涌水量大小及其影响因素与变化规律，研究和制定防治水措施与方案，同时为煤矿生产、生活寻找和提供优质水源。5、地质灾害预测预报对危及煤矿建设生产的各种地质灾害，如瓦斯突出、水害、热害、煤尘、崩塌、滑坡等，查明其形成机理，对各类地质灾害的分布范围、突发时间及危害程度进行预测预报，提出防范措施与治理方案。6、环境地质调查：开展矿区(井)环境地质调查工作，查明污染矿区(井)环境的地质因素及其危害程度，研究环境地质的治理措施，配合环保部门提出矿区(井)环境保护方案。7、矿产资源综合利用：调查研究煤系地层中伴生矿产资源的性质、特征、储量、分布规律和利用价值，为化废为宝、综合利用、保护环境、提高煤矿经济效益提供依据。二、地质作用地球的物质组成、内部构造和外部形态时刻都在变化着，只是这种变化，有些进行得快，易于被人们觉察和观测，如地震和火山活动等；有些则进行得十分缓慢，不易被人们发现，如岩石的风化、地壳大范围的升降和水平运动等。这些由自然动力促使地球物质组成、内部构造和外部形态发生变化与发展的过程称为地质作用。其中，作用于整个地壳或岩石圈，能源主要来自地球本身的称内力地质作用；作用于地壳表层，能源主要来自地球以外的称外力地质作用。（一）内力地质作用主要由地球旋转、重力、放射性元素蜕变、地热以及结晶相变、化学性质活泼的流体等在地球内部产生的动力，促使地壳或岩石圈的物质组成、内部构造及外部形态发生变化的过程称为内力地质作用。按作用的性质和方式，内力地质作用可分为构造运动、地震作用、岩浆作用和变质作用等。1、构造运动由地球内动力引起地壳(或岩石圈)组成物质变形变位的机械运移过程称构造运动。构造运动控制着地表海陆分布的轮廓和地形，改变着岩石的原始产状，形成形式多样的地质构造及其组合。根据构造运动发生的时期，又将发生在晚第三纪末以来的构造运动称为新构造运动，其中人类历史时期至现代的新构造运动，还称为现代构造运动。2、地震作用地震是构造运动的综合表现形式之一。它是岩石圈内积聚的能量聚然释放而引起的大地颤抖。按成因可分为陷落地震、构造地震、火山地震。3、岩浆作用岩浆是饱含挥发组分、过热水及蒸汽的硅酸盐熔融体。它在地壳深处或上地幔处于高温高压的相对平衡状态，具有极大的活动性。当局部温度或压力稍有变化，岩浆就向压力较小的地带运移，沿岩石裂缝或薄弱带上升，侵入岩石圈上部甚至喷出地表。岩浆在上升运移中与围岩相互作用，不断地改变自身的化学成分和物理状态，最后在一定的温度、压力条件下冷凝固结成各种火成岩及相关的金属、非金属矿产。这种岩浆形成、活动直至冷凝成岩的过程称为岩浆作用。岩浆作用可分为喷出作用和侵入作用。4、变质作用变质作用是指地壳中原有的岩石受物理和化学条件变化的影响，使其结构、构造和矿物成分等发生变化而形成一种新的岩石的过程。变质作用不仅改造了原岩，也改造了原有矿床，甚至形成新的矿床，所以，变质作用也是重要的成矿作用。大量金属和非金属矿产都与变质作用有关并赋存于变质岩中，如铁矿、磷矿、石墨矿、滑石矿等。（二）外力地质作用大气、水和生物在太阳辐射能、重力能和日月引力等影响下产生的动力对地壳表层进行的各种作用，统称外力地质作用。按作用的方式及其产物，外力地质作用可分为风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩作用等。外力地质作用夷平地表，重塑地表形态，并引起地表物质的迁移、分散和富集。1、风化作用风化作用是指岩石在地表条件下，由于温度变化，水或水溶液以及生物活动等影响而发生的机械破裂和化学分解作用。可分为物理风化、化学风化和生物风化三种类型。2、剥蚀作用剥蚀作用是指地表水体、地下水、冰川和风等介质在运动状态下对地壳表层岩石进行破坏并将破坏产物搬走的过程。剥蚀作用按运动介质和方式可分为许多类型，其中主要有风地表流水、海水、地下水的剥蚀作用和冰川的刨蚀作用等。3、搬运作用风化、剥蚀作用的产物，被流水、海洋、风、冰川等运动介质以机械或化学的方式转移到他处的过程称为搬运作用。搬运过程中被搬运物质也经受着不断的改造、分选或分异。4、沉积作用搬运过程中的物质，由于搬运介质能量减弱或物理化学条件的改变以及生物作用等因素的影响，在适当的环境停顿堆积的过程称为沉积作用。沉积作用按沉积地域可分为海洋沉积和陆地沉积；按沉积方式有机械沉积、化学沉积和生物化学沉积等。5、成岩作用松散沉积物被覆盖与原介质隔绝逐渐固结成岩，直至遭受变质作用或风化作用之前的各种物理，化学、生物作用统称为沉积岩的成岩作用。成岩作用的主要方式有压固、胶结和重结晶等。三、矿物（一）矿物的概念矿物是由一种或多种元素在各种地质作用下形成的自然产物。具有比较固定的化学成分，绝大多数矿物内部质点有序排列（晶体矿物）。其状态以是固态为主，有少数矿物为液态和气态。（二）矿物的主要特点和性质不同的矿物具有不同的特征与性质，在地质工作中可以根据其不同的特征与性质来识别和鉴定矿物。1、矿物的形态在相同的生长条件下，一定成分的同种矿物往往呈现相同的形态，这种性质称为矿物的结晶习性。自然界部分矿物是以单个晶体产出的，但多数矿物是以集合体形式出现。2、矿物的光学性质矿物的光学性质，是指矿物对自然光的吸收、反射、折射等所表现出的各种性质。主要有矿物的颜色、条痕、光泽、透明度等。1）颜色矿物的颜色是矿物最直观的光学性质，是鉴定矿物的重要标志。矿物的颜色可以分为白色、他色、假色三种。自色：矿物自身固有的颜色，是由矿物的化学成分与内部结构所决定的，对同一种矿物而言，自色一般比较固定。例如黄铁矿的浅铜黄色，方铅矿的铅灰色，孔雀石的翠绿色，雌黄的黄色等，具有重要的鉴定意义。他色：矿物内部的气液包裹体或带色的机械混人物而引起的一种颜色。他色与矿物的化学成分与内部结构无关。假色：由于某种物理光学过程引起矿物呈色的现象，与矿物的化学成分与内部结构无关。2）条痕条痕是矿物粉末的颜色，即矿物在条痕板(白色无釉瓷板)上擦划后留下粉末的颜色。矿物的条痕消除了假色，减弱了他色，因而比矿物颗粒的颜色更为稳定，因而更有鉴定意义。条痕对鉴定不透明矿物至关重要。3）光泽矿物的光泽指矿物表面反射可见光的能力。矿物表面反射可见光由强到弱，其光泽可分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽等四类。4）透明度矿物的透明度指矿物透过可见光波的程度。金属矿物吸收率高，一般都不透明；非金属矿物吸收率低，一般都透明。矿物越薄，透明度越高；反之亦然，例如极薄的金箔也能透过部分可见光波。3、矿物的力学性质矿物的力学性质是指矿物在外力作用之下所表现的性质。主要有硬度、解理、断口等。1）硬度矿物的硬度是指矿物抵抗外力作用(如刻划、压入、研磨等)的机械强度。确定矿物的硬度一般采用摩氏硬度为计量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。摩氏硬度亦称相对硬度。FriedrichMohsl882年提出通过矿物的相互刻划、比较来确定矿物的相对硬度，并将10种矿物按硬度相对大小排列为10个等级，它们从1级到10级分别为：①滑石；②石膏；②方解石；④萤石；⑤磷灰石；⑧正长石；⑦石英3⑧黄玉⑨刚玉；⑩金刚石。人们将以上10种标准硬度矿物称为摩氏硬度计。此外，指甲的硬度为2.5，小钢刀的硬度为5.5。2）解理矿物的解理是指矿物在外力打击之下，总是沿一定方向裂开成光滑平面的性质。裂开的光滑平面称为解理面。3）断口矿物的断口指矿物在外力作用下在任意方向产生不平整断面的性质。断口无论在结晶质或非晶质矿物中都可能出现。具有良好解理的矿物受力时极易沿解理方向裂开，在解理面上难看到断口，所以断口与解理互为消长关系，即解理发育的矿物难于出现断口，易出现断口的矿物解理不发育。4、矿物的其它性质1）相对密度矿物的相对密度是指纯净的单矿物在空气中的重量与4℃时同体积水的重量之比矿物的相对密度相差甚大，小的不到1，大的可达22以上，但多数矿物的相对密度在2—3.5之间。2）磁性矿物的磁性是指矿物在外磁场作用下被吸引或排斥的性质。四、岩石分类岩石是由一种或一种以上的矿物或岩屑组成的有规律的集合体，是地质作用的产物。岩石是组成岩石圈的基本单位。岩石类型复杂多样，按岩石形成的自然作用类型，可将它们分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类。（一）岩浆岩岩浆岩是由来自地球内部的熔融物质，在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石。当岩浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石，称喷出岩或称火山岩。常见的火山岩有玄武岩、安山岩和流纹岩等。当岩浆上升未达地表而在地壳一定深度凝结而形成的岩石称侵入岩，按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩。花岗岩、辉长岩、闪长岩是典型的深成岩。花岗斑岩、辉长玢岩和闪长玢岩是常见的浅成岩。根据化学组分又可将岩浆岩分为超基性岩（SiO2，小于45%）、基性岩（SiO2，45%～52%）、中性岩（SiO2，52%～65%）、酸性岩（SiO2，大于65%）和碱性岩（含有特殊碱性矿物，SiO2，52%～66%）。（二）沉积岩在地表常温、常压条件下，由风化物质、火山碎屑、有机物及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩作用形成的层状岩石。组成沉积岩的物质来自陆地上已生成的各类岩石，它们称为沉积岩的母岩(或源岩)。除以上母岩外，火山喷出物、生物物质、水体中的化学沉淀物也是沉积岩的组成部分，在一定条件下，沉积岩中还有宇宙物质加入。按成因可分为碎屑岩、粘土岩和化学岩(包括生物化学岩)。常见的沉积岩有砾岩、砂岩、泥岩、页岩、石灰岩、白云岩、硅质岩、铁质岩、磷质岩等。沉积岩在地表分布则甚广，约占陆地面积的75%，而海底几乎全部为沉积物所覆盖。（三）变质岩地壳内早先形成的岩石(岩浆岩、沉积岩)为适应新的温度和压力条件，在不断发生整体熔融的固态前提下，矿物成分和岩石结构发生不同程度的变化，称为变质作用。经过变质作用后形成的岩石称变质岩。变质岩形成后还可经历新的变质作用过程，有的变质岩是多次变质作用的产物。根据变质作用类型的不同，可将变质岩分为5类：动力变质岩、接触变质岩、区域变质岩、混合岩和交代变质岩。常见的变质岩有糜棱岩、碎裂岩、角岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩、角闪岩、片粒岩、榴辉岩、混合岩等。虽然岩浆岩和变质岩都是内生地质作用的产物，但两者的形成机制和特征有很大的不同。它们之间的主要区别是：前者主要是从流体相(岩浆)结晶转变成固相(岩石)的降温过程产物；后者主要经历了温度和压力的变化，是从一种固相转变为另一种固相的结晶过程。沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用成为变质岩。在地球表面，岩浆岩、变质岩又可以通过风化——搬运——沉积转变成沉积岩；变质岩、沉积岩进入地下深处，在一定的温度压力条件下熔融成岩浆，再经历冷却结晶作用又可生成岩浆岩。因此，在地壳——地幔范围内，三类岩石处于不断循环演化过程中。五、地层系统与地质年代地层是指在某一地质年代因岩浆活动形成的岩体及沉积作用形成的地层的总称。所谓的地层是指在地壳发展过程中形成的各种成层和非成层岩石的总称。从岩性上讲，地层包括各种沉积岩、岩浆岩和变质岩；从时代上讲，地层有老有新，具有时间的概念。地壳是由一层一层的岩石构成的。这种在地壳发展过程中所形成的各种成层岩石（包括松散沉积层）及其间的非成层岩石的系统总称，叫做地层系统。地层系统按等级划分为宇、界、系、统、阶、亚阶等六个地层单位。地层系统分类的第一级是“宇”，分为隐生宇（现已该称太古宇和元古宇）和显生宇。地质年代就是指地球上各种地质事件发生的时代。它包含两方面含义：其一是指各地质事件发生的先后顺序，称为相对地质年代；其二是指各地质事件发生的距今年龄，由于主要是运用同位素技术，称为同位素地质年龄。这两方面结合，才构成对地质事件及地球、地壳演变时代的完整认识，地质年代表正是在此基础上建立起来的。地球的历史按等级划分为：宙、代、纪、世、期、亚期等六个地质年代单位。地质年代分期的第一级是宙，分为隐生宙（现已该称太古宙和元古宙）和显生宙。地质年代的划分和研究，是通过岩石和化石的历史来确定的。详见以下地质系统和地质年代表。表1地质系统和地质年代表 宙（宇） 代（届） 纪（系） 世（统） 代号 距今大约年代（百万年） 显生宙（宇） 新生代（届）Kz 第四纪（系） 全新世（统） Q 現代--0.01 更新世（统） 0.01--1.8 新近纪（系） 上新世（统） N 1.8--5.3 中新世（统） 5.3--23.8 古近纪（系） 渐新世（统） E 23.8--33.7 始新世（统） 33.7--55 古新世（统） 55--65.5 中生代（届）Mz 白垩纪（系） K 65.5--142 侏罗纪（系） J 142--205 三叠纪（系） T 205--250 古生代（届）Pz 二叠纪（系） P 250--292 石炭纪（系） C 292--354 泥盆纪（系） D 354--417 志留纪（系） S 417--440 奥陶纪（系） O 440--495 寒武纪（系） € 495--545 元古宙（宇） 元古代（届） 震旦纪（系） Z 545--800 Pt 800--2,500 太古宙（宇） 太古代（届） Ar 2,500--4,600六、地质构造地质构造是指组成地壳的岩石（岩体）在内、外动力地质作用下发生的变形与变位，而形成的各种（构造）现象，诸如褶皱、断裂、劈理以及其它各种面、线状构造等。以下主要介绍褶皱和断层。（一）褶皱岩层受到构造作用后，在保持连续性的情况下产生的弯曲变形称为褶皱构造。通常把褶皱构造中的一个单独的弯曲称为褶曲。1、褶皱的基本形态褶皱构造有背斜和向斜两种基本形态（如图1）图1褶皱的基本类型A—背斜构造B—向斜构造（1）背斜中部岩层向上拱起的弯曲，正常情况下，两侧岩层向外倾斜。在同一水平面上，中心部分岩层时代较老，两侧岩层依次变新，并且两边对称出现。（2）向斜中部岩层向下凹陷的弯曲，正常情况下，两侧岩层向内倾斜。在同一水平面上，中心部分岩层时代较新，两侧岩层依次变老，并且两边对称出现。2、褶皱要素褶皱构造的各个组成部分称为褶皱要素。褶皱的中心称为核；核部两侧对称出现的地层称为翼；同一褶皱面上最大弯曲点的连线称为枢纽；褶皱各层枢纽连成的面(假想的面)称为轴面；褶皱面从一翼过渡到另一翼的弯曲部分称为转折端；正交剖面上两翼间的内夹角称为翼间角；同一褶皱面上最高点的连线称为脊线；同一褶皱面上最低点的连线称为槽线；由向形向背形转折过渡(公共翼上)的几何点称为拐点图2褶皱几何要素示意图（二）断裂构造岩层受构造应力作用超过其强度时就会发生裂缝或错断，破坏了岩体的完整性而形成断裂构造。断裂构造主要分为节理和断层两大类。凡岩体沿破裂面没有明显位移或仅有微量位移称为节理；岩体沿破裂面两侧发生了明显的位移或较大错动称为断层。1、节理（1）节理的分类它普遍存在于岩体或岩层中。节理可按成因、力学性质和几何形态等进行分类。A、节理的成因分类分化节理由分化作用造成，多分布于近地表处，向下延伸不深，无一定方向性。原生节理是在成岩过程中形成的。构造节理是构造应力作用形成，其特点是分布广，具有明显的方向性和规律性，常常成组出现。B、节理的力学性质分类剪节理是岩石受剪（扭）应力作用形成的破裂面，其两组剪切面一般形成“X”型节理。张节理是岩层受张力作用而形成的破裂面，在褶皱弯曲顶部多为张节理。劈理实际上就是密集的构造微节理，可分为破劈理和流劈理两种。破劈理只是在构造运动强烈、应力集中的地段才出现。流劈理是由于压应力的作用，岩石中的矿物发生塑性流动、拉长、压扁和重结晶，使矿物平行排列形成密集裂面。2、断层断层是构造应力作用形成的主要地质构造类型，在地壳中广泛分布。断层种类很多，形态各异，规模大小不一，小断层在岩石标本上就可见到，大断层延伸很远，可达数百公理以上，影响范围很广。（1）断层要素断层的基本组成部分叫断层要素，主要有断层面、断层线、断层带、断盘及断距等。断层面指岩层发生位移的错动面。它可以是平面或曲面，断层面的产状可用走向、倾向及倾角来表示。断层线指断层面与地面的交线。它反映断层在地表的延伸方向，可以是直线或曲线。断层带较大的断层错动常形成一个带，包括断层破碎带与影响带。断盘断层面两侧相对位移的岩块称为断盘。在断层面上部的岩块称为上盘，下部的岩块称为下盘。若断层面直立则无上下盘之分。断距指断层两盘相对错开的距离。岩层原来相连的两点，沿断层面错开的距离称为总断距，总断距的水平分量称为水平断距，铅直分量称为铅直断距。图3断层要素示意图A－断层面；B－下盘C－上盘；D－断层线（2）断层分类按断层的形态分类，主要是按断层的两盘相对位移情况，将断层分为正断层、逆断层和平移断层。A、正断层正断层的基本特征是上盘相对下移，下盘相对上移。它一般是受水平张应力或垂直作用是上盘向下滑动形成的。在野外有时见到数条正断层排列组合在一起形成阶梯式断层、地垒和地堑等。阶梯式断层岩层沿多个平行的断层面同一方向依次下降形成。地垒两边岩层沿断层面下降，中间岩层相对上升形成。地堑两边岩层沿断层面上升，中间岩层相对下降形成。B、逆断层逆断层的基本特征是上盘相对上移，下盘相对下移。逆断层一般是受水平压力沿着、剪切破裂面形成的，所以常与褶皱同时伴生。C、平移断层平移断层是断层两盘相对水平位移的断层。七、煤及煤系（一）成煤作用1、成煤作用煤是植物残骸经过复杂的生物化学、物理化学以及地球化学变化转变而来的，由植物死亡、堆积一直到转变为煤要经过一系列的演变过程，在这个转变过程中所经受的各种作用总称为成煤作用。成煤作用大致可分为两个阶段。第一阶段主要发生于地表的泥炭沼泽、湖泊以及浅海滨岸地带，植物死亡后的遗体在各种微生物的参与下，不断地分解、化合、聚积，在这一阶段中起主要作用的是表生的生物地球化学作用，结果使低等植物转变为腐泥，高等植物则形成泥炭，因此成煤作用的第一阶段称为腐泥化阶段或泥炭化阶段；已形成的泥炭或腐泥，由于地壳沉降等原因被沉积物覆盖掩埋于地下深处，成煤作用就进入第二阶段，即煤化作用阶段。在成煤作用的第二阶段中，起主导作用的是使煤在温度、压力条件下进一步转化的物理化学作用，即煤的成岩作用和变质作用。泥炭转变为年青褐煤所经受的作用，称作成岩作用，从年青褐煤再转变为老褐煤、烟煤、无烟煤所经受的作用，称为变质作用。2、成煤的必要条件1、植物条件——成煤的物质基础；2、气候条件——影响植物生长，同时影响植物的分解；3、自然地理条件——泥炭沼泽和能够形成泥炭沼泽的环境；4、地壳运动条件——提供成煤环境和形成厚煤层的条件。（二）煤的物质组成煤的化学组成可分为有机质和无机质两大部分，有机质主要由C、H、0、N、S等元素组成，是复杂的高分子有机化合物，是煤的主要组成部分，不同的煤，元素组成是不同的。煤中的无机质包括矿物杂质和水分，它降低了煤的利用价值，不同的煤，无机质的数量和性质各不相同。1、煤的水分（M）煤都含有水分。水分来源有几个方面，一是成煤植物本身就含有水分，在泥炭沼泽堆积时又吸收了水，成煤过程中，水分逐渐减少，但不能完全除去。二是煤层形成后地下水进入煤的裂隙中。三是煤层在开采时人工喷水。洗选时煤泡在水中，运输、堆放过程中接触到雨雪，空气中的水气也能进入煤中。2、煤的灰分(A)煤的灰分是指煤中所有可燃物质完全燃烧，煤中矿物质在一定温度下产生分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。煤的灰分来自煤中的矿物质，但其组成和质量与矿物质不同。所以煤灰不是煤中原有的成分，而是矿物质燃烧后形成的新产物。煤灰的质量通常低于矿物质的质量。煤的灰分是煤质的重要指标。3、煤的挥发分(V)称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样lg，在隔绝空气、900℃土10℃的高温下加热7min，煤样减轻的质量占原煤样质量的百分数，减去煤的内在水分（Mad），即为煤样的挥发分产率，用符号Vad表示。由于煤中的水分和矿物质的含量是变化的，而煤的挥发分只与有机质的性质有关，为了消除水分和矿物质对挥发分的影响，必须把空气干燥煤样基准(Vd,%)换算为干燥无灰基准(Vdah，%),才能反映有机质的特性。4、煤的固定碳（FC）煤的固定碳是指从煤中除去水分、灰分、挥发分后的残留物，其产率是通过测定煤的水分、灰分和挥发分后，用计算方法求出的。5、煤的元素分析煤的元素分析是指测定煤中有机质的主要元素含量的过程。煤的有机质主要由C、H、0、N、S等元素组成，还有少量的P和金属元素，其中C、H、0占95%以上。煤的元素分析就是测定这些元素的百分含量。（三）煤的化学工艺性质煤的化学工艺性质是指煤在加工利用过程中表现出来的化学工艺特性，包括煤的发热量、煤的粘结性和结焦性、煤的可磨性、煤的热稳定性、煤对CO2的反应性、煤的灰熔点和结渣性、煤的着火点、煤的可选性等。影响煤化学工艺性质的因素是煤岩成分、煤级、煤的风氧化程度和还原程度，而煤的化学工艺性质则决定了煤的利用方向。1、煤的发热量煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧所产生的全部热量，以符号Q表示。2、煤的粘结性和结焦性煤的粘结性是指煤粒（直径小于0.2mm）在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质形成焦块的能力；煤的结焦性是指煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭的性质。煤的粘结性是结焦的必要条件，结焦性好的煤，粘结性也好；粘结性差的煤，其结焦性一定很差。3、煤的抗碎强度指一定粒度的煤样自由落下后抗破碎的能力。抗碎强度与煤级、煤岩成分、矿物含量、煤的风氧化程度有关。（四）煤的分类我国煤炭资源丰富、煤种齐全。各工业部门对煤类和煤质均有特定的要求，为了正确区分煤的工业用途，充分合理第利用煤炭资源，就必须对煤进行工业分类，其依据是煤的煤化程度及工艺性能。我国于1956年提出了中国煤(以炼焦煤为主)分类方案，依据精煤可燃基挥发分Vr(%)和胶质层最大厚度Y(mm)，将我国煤从无烟煤到褐煤分为十大类二十四小类。此方案从1958年起在全国试用。经过20多年的实践，在总结经验的基础上，适应国民经济的发展和煤炭资源的开发利用的要求，煤炭、冶金等有关单位联合提出制定了新的中国煤炭分类国家标准(GB5751—86)，于1986年10月1日起试行、1989年10月1日起实施。中国煤炭分类国家标准（GB5751-86） 类别 代号 数码 分类指标 Vdaf/% GR.I. Y/mm b/% Hdaf/% PM/% Qgr,dafMJ/kg 无烟煤 WY 010203 ≤3.5＞3.5~6.5＞6.5~10.0 ≤2.0＞2.0~3.0＞3.0 贫煤 PM 11 ＞10.0~20.0 ≤5 贫瘦煤 PS 12 ＞10.0~20.0 ＞5~20 瘦煤 SM 1314 ＞10.0~20.0＞10.0~20.0 ＞20~50＞50~65 焦煤 JM 152425 ＞10.0~20.0＞20.0~28.0＞20.0~28.0 ＞65＞50~65＞65 ≤25.0≤25.0 (≤150)(≤150) 1/3焦煤 1/3JM 35 ＞28.0~37.0 ＞65 ≤25.0 (≤220) 肥煤 FM 162636 ＞10.0~20.0＞20.0~28.0＞28.0~37.0 ＞85＞85＞85 ＞25.0＞25.0＞25.0 (＞150)(＞150)(＞220) 气肥煤 CF 46 ＞37.0 ＞85 ＞25.0 (＞220) 气煤 QM 34434445 ＞28.0~37.0＞37.0＞37.0＞37.0 ＞50~65＞35~50＞50~65＞65 ≤25.0 (≤220) 1/2中粘煤 1/2ZN 2333 ＞20.0~28.0＞28.0~37.0 ＞30~50＞30~50 弱粘煤 RN 2232 ＞20.0~28.0＞28.0~37.0 ＞5~30＞5~30 不粘煤 BN 2131 ＞20.0~28.0＞28.0~37.0 ≤5≤5 长焰煤 CY 4142 ＞37.0＞37.0 ≤5＞5~3.5 ＞50 褐煤一号褐煤二号 HM1HM2 5152 ＞37.0＞37.0 ≤30＞30~50 ≤24（五）含煤岩系和煤田1、含煤岩系及其岩石特征含煤岩系指一套在成因上有共生关系并含有煤层的沉积岩系。其同义词有含煤沉积、含煤地层、含煤建造、煤系等。含煤岩系的简称即“煤系”。含煤岩系是具有三维空间形态的沉积实体，是特指含有煤层的一套沉积岩系，是充填于含煤盆地的具有共生关系的沉积总体。含煤岩系的顶底界面不一定是等时性界面，即可以是等时的也可以不等时的。含煤岩系具有其独特的岩性特征。含煤岩系一般是在潮湿气候条件下沉积的，其颜色主要以灰色、灰绿色及黑色的沉积岩组成，含有一定的杂色岩石；主要的岩石类型有各种粒度的砂岩、粉砂岩、泥质岩、碳质泥岩、煤、粘土岩、石灰岩，以及少量的砾岩等，有的还含有油页岩、硅质岩、火山碎屑岩等，这些岩石一般交互出现；岩性变化较大、不同地区具有明显的差异，即不同时代、不同地区的含煤岩系，其岩性组成差异很大，这主要取决于含煤岩系沉积时的古地理和古构造；经研究和对比，含煤岩系中往往含有厚度不等的火山岩及火山碎屑岩，因为火山作用可为成煤物质繁衍提供大气及土质条件；含煤岩系中含有大量植物化石，也有的含有较丰富的动物化石及各种结核；含煤岩系一般具有较好的旋回结构。2、煤层的形成煤层是由泥炭层转化而来的，泥炭沼泽可以发育于各种各样的沉积环境，形成的煤层也可以赋存于各种不同的沉积序列。泥炭的堆积必须具备下列条件：植物的大量繁殖，这是泥炭的物质来源，沼泽水位的逐步抬升，以避免有机质的氧化分解，碎屑沉积物的贫乏，以保证泥炭质量。只有泥炭层堆积界面的增高和沼泽水面的抬升保持均衡，泥炭层才能不断增厚。这种均衡状态一旦遭到破坏，泥炭的堆积过程就随之终止。由于各种地质因素的影响，沼泽水面抬升和植物遗体堆积加厚之间的平衡状态是有条件的、相对的和暂时的。泥炭堆积的整个过程中，往往是不同补偿方式的反复交替，因而形成不同的煤层形态和煤层结构。厚煤层的形成主要取决于有利的沉积构造条件，断陷聚煤盆地常常发育厚、巨厚煤层，盆地的形成和演化受盆缘主断裂和盆地基底断裂系的控制，具有间歇性单向沉陷的特征，在盆地由快速裂陷向盆地范围沉降的过渡阶段，湖盆填积淤浅并沼泽化，可以形成煤层聚集带和巨厚煤层。在大气降水转化为稳定的地下水源，并不断补给盆地时，沼泽水面随泥炭堆积加厚而不断抬升，从而形成巨厚的单一结构煤层。如我国云南一些第三纪溶蚀、侵蚀煤盆地，煤厚可达几十至百余米。地史期形成的泥炭层只有一小部分保存了下来，并转化为煤层。煤层的形成不但必须具备泥炭堆积的条件，同时又必须具备泥炭层保存的条件。这就是说当泥炭层堆积之后，只有在地壳沉降的构造背景下，泥炭层才会被上覆沉积物掩埋而保存下来。3、煤层的结构、顶底板1）煤层的结构煤层包含煤分层和岩石夹层，不含夹石层者称为简单结构煤层；反之，含有夹石层者则称为复杂结构煤层。煤层中的岩石夹层俗称夹矸。夹矸一般为粘土岩、炭质泥岩或粉砂岩，有时为石灰岩、硅质岩、油页岩、细砂岩或砾岩。2）煤层的顶底板在正常地层层序情况下，直接位于煤层之下的岩层，称为煤层底板；而煤层的直接上覆岩层，称为煤层顶板。煤层底板以泥岩、粘土岩最为常见，通常呈团块状，富含植物根茎化石和不规则滑面，俗称根土岩。根土岩常含有伊利石、蒙脱石、高岭石和其它粘土矿物。在陆相含煤岩系中，砂岩作为煤层底板亦比较常见，但在煤层和砂岩层之间往往存在薄层粘土岩，个别情况下，煤层底板为砾岩层或石灰岩层，煤层具有异地微异地搬运的待征。煤层顶板的岩石类型多种多样，最常见的是泥岩、粉砂岩、砂岩和石灰岩，这主要取决于泥炭沼泽所处的沉积环境。煤层与顶板的接触关系呈明显接触、过渡接触和冲蚀接触三种情况。明显接触是指煤层与顶板接触界限分明，界面平整，反映了沉积环境的迅速变化，过渡接触是指顶板和煤层之间夹有薄层炭质泥岩、泥岩，或炭质泥岩与煤薄层的互层（俗称伪顶），反映了泥炭沼泽向覆水盆地的逐渐演化；冲蚀接触通常表现为冲积相砂砾岩对下伏煤层的冲蚀，这种冲蚀作用可以发生于泥炭沼泽阶段，但更多的是发生在泥炭层被沉积物覆盖之后，冲蚀接触界限清楚，界面凸凹不平，造成煤层变薄或局部缺失。3）煤层厚度厚度是指煤层顶、底板岩层之间的垂直距离。依据煤层结构，可将煤层分为总厚度、有益厚度和可采厚度。煤层总厚度是煤层顶、底板之间各煤分层和夹石层厚度的总和；有益厚度是指煤层顶、底板之间各煤分层厚度的总和；可采厚度是指在现代经济技术条件下适于开采的煤层厚度。煤层的厚度差别很大，薄者仅数厘米，俗称煤线；厚者可达200余米。考虑到开采方法的不同，一般将可采煤层的厚度区分为五个厚度级：极薄煤层，0.3～0.5m；薄煤层，煤厚0.51～1.3m；中厚煤层，煤厚1.31～3.5m；厚煤层，煤厚3.6～8.0m；大于8m者为巨厚煤层。4、煤田及其再划分煤田和煤产地是我国煤田地质工作者习用的地质术语，二者都具有一定的生产实践含义。煤田一般是指在同一地质发展过程中形成的含煤岩系分布的广大地区，虽经后期构造和侵蚀作用的分割，但基本上仍连成一片或可以追踪，常常形成大型煤炭生产基地；单一地质时代的含煤盆地经历变形改造后基本保持连续分布、资源规模较小的煤田称为煤产地，在南方也称为煤田。通常一个煤田范围很大，在部署开采工程时需要进行再划分，即根据生产规模和 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 要求，把煤田进行划分，这就是井田。井田的划分依据有两个方面：一是地质条件，特别是大、中型构造的展布；二是技术边界，即在地质条件比较简单的情况下，根据生产规模和开采技术要求等将煤田划分成若干个区块，每个区块作为一个煤矿开采的范围。井田的边界可以是地质界线如大断层、褶皱轴、煤层露头等，也可以是人为划定的开采边界。矿区是指在煤田范围内，按开采区域划分的、包括几个煤矿或若干个煤矿统一规划开发的区域，矿区这个概念并不严格，没有大小限定。南方大多数地区和北方的部分地区，矿区与煤田相当。八、矿井水（一）地下水的概念地下水是指埋藏在地表以下，储存在岩石空隙中的水。它主要以气态水、吸着水、薄膜水、毛细水和重力水等几种形式存在于岩石空隙中。（二）含水层与隔水层岩石能含水的基本前提是岩石具有空隙。岩石(包括坚硬的和松散的)内部并不是致密的，有许多相互连通的孔隙、裂隙和洞穴，故地下水可在岩石中通过，岩石能被水透过的这种性能，称为岩石的透水性。能透水的岩层叫透水层。透水性最好的岩石是岩溶发育的石灰岩和白云岩，以及空隙大的砾岩和砂岩。而有些岩石(如泥岩、页岩)，虽有很多的空隙，但因它们太小或彼此间很少连通，地下水很难在其中流动，这种透水性能差，对地下水的运动、渗透起着阻滞或阻隔作用的岩层，称为隔水层或不透水层。透水层和不透水层在自然界是相对的，当某种岩层较其顶底板岩层的透水性能都好时，则其本身为透水层，而其顶底板岩层则起着隔水作用成为水隔水层。自然界中也有能透水而不含水的情况，能透水的岩层处于地下水位以上部分就是如此。所以，所谓含水层是指能透水且含有地下水的岩层。含水层的形成必须同时具备三个方面的条件。即岩层具有连通的空隙、隔水地质条件和足够的补给水源。（三）地下水的分类1、按地下水的埋藏条件分类1）上层滞水一般认为，上层滞水是指埋藏在离地表不深的饱气带中局部隔水层上的重力水。2）潜水潜水是指埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上，且具有自由水面的重力水。潜水的自由水面，称为潜水面；地表至潜水面的垂距，称为潜水埋藏深度；潜水面至其底板隔水层顶面间的距离，称为潜水含水层厚度；潜水面上任一点的标高，称为潜水位。3）承压水充满于上、下两稳定隔水层之间的含水层中的重力水，称为承压水。承压水由于有隔水顶板存在，故其补给区和分布区不一致，与水文因素季节变化的关系不甚明显，动态稳定，不易受污染；又因受其上、下隔水层的限制，故有一定的承压水头，其运动方式不是在重力作用下的自由流动，而是以传递静水压力的方式进行水的交替，就象自来水管中的水受供水水塔静水压力进行运动；故当地形条件适宜时，经钻孔揭露承压含水层后，承压水会喷出地表，因此承压水又称自流水。最适宜承压水形成的构造型式有向斜和单斜。2、按含水层空隙性质分类：1）孔隙水储存于疏松岩层孔隙中的水，称为孔隙水，孔隙水的存在条件和特征取决于岩石孔隙的发育情况。一般情况下，岩石颗粒大而均匀，则含水层孔隙大、透水性好、水量大、运动快、水质好；反之，则含水层孔隙小、透水性差、水量小、运动慢、水质也差。2）裂隙水埋藏于基岩裂隙中的地下水称为裂隙水。裂隙的性质和发育程度决定了裂隙水的存在、富水性及其运动条件。按成因，岩石的裂隙可分为风化裂隙、成岩裂隙和构造裂隙三种类型，相应的裂隙水也分为三种。3）岩溶水岩溶是发育在可溶性岩石地区的一系列独特的地质作用和现象的总称。这种地质作用包括地下水的溶蚀作用和冲蚀作用。产生的地质现象，就是由这两种作用所形成的各种溶隙、溶洞和溶蚀地形。埋藏于溶洞溶隙中的重力水，称为岩溶水。岩溶发育必须具备的条件是：有透水的可溶性岩层(灰岩、石膏、盐岩及白云岩)存在，运动于可溶性岩层中的水具有侵蚀性，且水不停地流动。岩石的溶解度越大，透水性越好，水的侵蚀性越大，水的交替越强烈，则岩溶也越发育。（四）矿井充水条件在矿井建设和生产过程中，各种类型水源进入采掘空间的过程称为矿井充水；进入到工作面及井巷内的水，称为矿井水。矿井充水的形式有渗入、滴人、淋入、流人、涌人和溃人等等，当涌入或溃入井巷的水量大，来势猛时，称为突水。1、矿井水的来源矿井充水的水源有四种，即矿体及围岩空隙中的地下水、地表水、老窑积水和大气降水，前三种可称为矿井充水的直接水源，而大气降水往往是间接水源或者是控制因素，即矿井水可归结为一个总根源——大气降水。当然，大气降水渗入有时也可以成为直接水源。2、矿井水的综合治理1）地表防治水地表防治水是指在地表修筑防排水工程，防止或减少大气降水和地表水渗入矿井。地表防治水主要有五种措施。A.合理选择井筒位置；B.河流改道C.铺设人工河床D.修筑排(截)水沟E.堵漏2）井下防治水探放水是防止水害发生的重要方法之一，尽管其并不能将所有的水害威胁都探明，如断层的迟到突水，但必须坚持“有疑必探，先探后掘”的原则。在受水害威胁的地段，预留一定宽度和高度的煤层不采，使工作面和水体保持一定距离，以防止地下水或其它水源溃人工作面，所留的煤层叫防水煤柱。为了使井下局部地区的涌水不致波及其它地区或为了堵截水源，需在适当地点建筑截水建筑物(防水闸)，将开采区与水源隔离。防水闸分为防水闸门和防水墙两种。含水层的疏排是利用抽水或放水的方法，使含水层疏干或使其水压降低，从根本上消除任何突水的可能。3、注浆堵水所谓注浆堵水，就是利用注浆技术将制成的浆液压人地层空隙，使其扩张凝固硬化来加固地层并堵截补给水源的通道。注浆堵水的工艺和所用设备比较简单，是防治矿井涌水行之有效的措施，许多煤矿经过注浆堵水后，大大减小了涌水量，改善了劳动条件，取得了较好的效果。在煤矿建设和生产中，井筒地面预注浆、井筒工作面预注浆、井筒井壁注浆、帷幕注浆及注浆恢复被淹矿井等被广泛应用。九、资源储量分类（一）资源储量分类依据现行规范对资源储量的分类是依据可行性评价程度、矿床开采的经济意义和地质研究程度来划分的。1、可行性评价程度可行性评价程度分为概略研究、预可行性研究和可行性研究三种。A、概略研究是指对矿床开发经济意义的概略评价，通常是在收集分析该矿产资源国内、外市场供需状况的基础上，分析已取得的普查或详查、勘探地质资料，类比已知矿床，结合矿区的自然经济条件，环境保护等，以我国类似企业经验的技术经济指标对矿床做出技术经济评价。从而为矿床进一步勘查或开发、为制定长远规划决策提供依据。概略研究可由承担勘查工作的地质勘查单位完成。B、预可行性研究是对矿床开发经济意义的初步评价。通常应在详查或勘探后进行。需要比较系统地对国内、外该矿种的资源储量、生产、消费进行调查和初步分析，并对国内、外市场的需求量、产品品种、质量要求和价格趋势做出初步预测。根据矿床规模和矿床地质特征以及矿区地形地貌，借鉴类似企业的实践经验，初步研究并提出项目建设规模、产品种类、矿区总体建设轮廓和工艺技术的原则方案；参照类似企业，选择适合评价当时市场价格的技术经济指标，初步提出建设总投资、主要工程量和主要设备以及生产成本等。通过初步经济分析，不同的资源储量类型。从总体上、宏观上对项目建设的必要性、建设条件的可行性以及经济效益的合理性做出评价，为是否进行勘探以及推荐项目和编制项目建议书提供依据。预可行性研究工作应由具有一定资质的单位完成。C、可行性研究是对矿床开发经济意义的详细评价。通常应在勘探后进行。首先对国内、外该矿种的资源储量、生产、消费要认真调查、统计和分析；并对国内、外市场的需求量、产品品种、质量要求、价格、竞争能力进行分析研究和预测。工作中对资源条件进行分析研究。充分考虑地质、工程、环境、法律和政府的经济政策等各种因素的影响。对企业生产规模、开采方式、开拓方案、选冶工艺流程、产品方案、主要设备的选择、供水供电、总体布局和环境保护等方面进行调查研究、分析计算和多方案比较，并依据评价当时的市场价格确定投资、生产经营成本、销售收入、利润和现金流人流出等。其结果可以详细评价拟建项目的技术经济可靠性，计算不同的资源储量类型，得出拟建项目是否应该建设以及如何建设的基本认识。通过可行性研究的论证和评价，为有关部门投资决策、编制和下达设计任务书、确定工程项目建设 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等提供依据。可行性研究工作应由具有一定资质的单位完成。2、经济意义根据采矿时经济意义具体情况分为经济的、边际经济的、次边际经济的和内蕴经济的四种情况。A、经济的其数量和质量是依据符合市场价格的生产指标估算的，在可行性研究或预可行性研究当时的市场条件下开采，技术上可行、经济上合理、环境等其他条件允许，即每年开采煤炭的平均价值能满足投资回报的要求。或在政府补贴或其他扶持条件下，开发是可能的。通常把未来矿山企业的年平均内部收益率大于煤炭行业基准内部收益率10%、净现值大于零的煤炭资源划为经济的。B、边际经济的在可行性研究或预可行性研究当时，其开采是不经济的，但接近于盈亏边界，只有在将来由于技术、经济、环境等条件的改善或政府给予其他扶持的条件下才可变成经济的。通常把未来矿山企业的年平均内部收益率大于零而低于煤炭行业基准内部收益率l0%、净现值等于零或接近于零的煤炭资源划为边际经济的。C、次边际经济的在可行性研究或预可行性研究当时，开采是不经济的或技术上不可行的，需大幅度提高矿产品价格或技术进步使成本降低后，方能变为经济的。通常把未来矿山企业的年平均内部收益率和净现值均小于零的煤炭资源划为次边际经济的。D、内蕴经济的仅通过概略研究做了相应的投资机会评价，未做可行性研究或预可行性研究。由于不确定因素多，无法区分其是经济的、边际经济的、还是次边际经济的。3、地质可靠程度根据对矿床的研究程度分为探明的、控制的、推断的和预测的四种情况。A、探明的煤炭资源储量的地质可靠程度探明的煤炭资源储量在地质可靠程度方面必须符合下列条件：（1）煤层的厚度、结构已经查明，煤层对比可靠，可采煤层的连续性已经确定，煤类、煤质特征及煤的工艺性能已经查明，岩浆岩对煤层、煤质的影响已经查明；（2）煤层底板等高线已严密控制，落差等于和大于30m的断层已经详细查明（在地震地质条件好的地区，落差等于和大于20m的断层已经详细查明）；（3）各项勘查工程（物探、钻探、采样及其他等）已达到勘探阶段的控制要求。B、控制的煤炭资源储量的地质可靠程度控制的煤炭资源储量在地质可靠程度方面必须符合下列条件：（1）煤层的厚度结构已经查明，煤层对比可靠，可采煤层的连续性已基本确定、煤类、煤质特征及工艺性能已基本查明，岩浆岩对煤层、煤质的影响已基本查明；（2）煤层底板等高线已基本控制，落差≥50m的断层已经基本查明；（3）各项工程（物探、钻探、采样及其他等）已达到详查阶段的控制要求。C、推断的煤炭资源储量的地质可靠程度推断的煤炭资源量在地质可靠程度方面必须符合下列条件：（1）煤层的厚度、结构已初步查明，煤层对比基本可靠，煤类和煤质特征已大致确定；（2）煤层产状已初步查明，煤层底板等高线已大致控制；（3）各项勘查工程（物探、钻探、采样及其他等）已达到普查阶段的控制要求。D、预测的资源量在相应的勘查工程控制范围内，对煤层层位、煤层厚度、煤类、煤质、煤层产状、构造等均有所了解后所估算的资源量。（二）资源储量分类1、探明的煤炭资源储量分类（1）可采储量（111）：探明的经济基础储量的可采部分。勘查工作程度已达到勘探阶段的工作程度要求，并进行了可行性研究，证实其在估算当时开采是经济的、估算的可采储量及可行性评价结果可信度高。（2）探明的（可研）经济基础储量（111b）：同（111）的差别在于本类型是用未扣除设计、采矿损失的数量表述。（3）预可采储量（121）：同（111）的差别在于本类型只进行了预可行性研究，估算的可采储量可信度高，可行性评价结果的可信度一般。（4）探明的（预可研）经济基础储量（121b）：同（121）的差别在于本类型是用未扣除设计、采矿损失的数量表述。（5）探明的（可研）边际经济基础储量（2M11）：勘查工作程度已达到勘探阶段的工作程度要求。可行性研究表明，在确定当时开采是不经济的，但接近盈亏边界，只有当技术、经济等条件改善后才可变成经济的。估算的基础储量和可行性评价结果的可信度高。（6）探明的（预可研）边际经济基础储量（2M21）：同（2M11）的差别在于本类型只进行了预可行性研究，估算的基础储量可信度高，可行性评价结果的可信度一般。（7）探明的（可研）次边际经济资源量（2S11）：勘查工作程度已达到勘探阶段的工作程度要求。可行性研究表明，在确定当时开采是不经济的，必须大幅度提高矿产品价格或大幅度降低成本后，才能变成经济的。估算的资源量和可行性评价结果的可信度高。（8）探明的（预可研）次边际经济资源量（2S21）：同（2S11）的差别在于本类型只进行了预可行性研究，资源量可信度高，可行性评价结果的可信度一般。（9）探明的内蕴经济资源量（331）：勘查工作程度已达到勘探阶段的工作程度要求。但未做可行性研究或预可行性研究，仅作了概略研究，经济意义介于经济的至次边际经济的范围内，估算的资源量可信度高，可行性评价可信度低。2、控制的煤炭资源储量分类（1）预可采储量（122）：详查工作程度已达洋查阶段的工作程度要求，顶可行性研究结果表明开采是经济的，估算的可采储量可信度高，可行性评价结果的可信度一般。（2）控制的经济基础储量（122b）：同（122）的左别在于本类型是用未扣除设计、采矿损失的数量表述的。（3）控制的边际经济基础储量（2M22）：勘查工作程度达到了详查阶段的工作程度要求，预可行性研究结果表明，在确定当时开采是不经济的，但接近盈亏边界，待将来技术经济条件改善后可变成经济的。估算的基础储量可信度较高，可行性评价结果的可信度一般。（4）控制的次边际经济资源量（2S22）：勘查工作程度达到了详查阶段的工作程度要求，预可行性研究表明，在确定当时开采是不经济的，需大幅度提高矿产品价格或大幅度降低成本后，才能变成经济的。估算的资源量可信度较高，可行性评价结果的可信度一般。（5）控制的内蕴经济资源量（332）：勘查工作程度达到了详查阶段的工作程度要求。未做可行性研究或预可行性研究，仅做了概略研究，经济意义介于经济的至次边际经济的范围内，资源量可信度较高，可行性评价可信度低。3、推断的煤炭资源储量分类推断的内蕴经济资源量（333）：勘查工作程度达到了普查阶段的工作程度要求。未做可行性研究或预可行性研究，仅做了概略研究，经济意义介于经济的至次边际经济的范围内，估算的资源量可信度低，可行性评价可信度低。4、预测的资源量（334）?勘查工作程度达到了预查阶段的工作程度要求。预测的资源量属于潜在煤炭资源。有无经济意义尚不确定。固体矿产资源储量分类表 地质可靠程度类型经济意义 查明矿产资源 潜在矿产资源 探明的 控制的 推断的 预测的 经济的 可采储量（111） 基础储量（111b） 预采储量（121） 预可采储量（122） 基础储量（121b） 基础储量（122b） 边际经济的 基础储量（2M11） 基础储量（2M21） 基础储量（2M22） 次边际经济的 资源量（2S11） 资源量（2S21） 资源量（2S22） 内蕴经济的 资源量（331） 资源量（332） 资源量（333） 资源量（334）？注：表中所用编码（111－334）第1位数表示经济意义：1=经济的，2M=边际经济的，2S=次边际经济的，3=内蕴经济的，？=经济意义未定的；第2位数表示可行性评价阶段：1=可行性研究，2=预可行性研究，3=概略研究；第3位数表示地质可靠程度：1=探明的，2=控制的，3=推断的，4=预测的。b=未扣除设计、采矿损失的可采储量。十、主要地质图件地质工作者通过现场编录及生产勘探取得大量地质原始资料，并经过对这些资料分析研究及综合整理，编制出反映各种地质特征(如煤层赋存情况、地质构造及水文地质情况等)、勘探工程和井巷采掘工程的布置情况及其相关资料的图件，称为地质图件。它是编制矿山设计、制定生产计划、指导采掘生产及矿产储量管理等的主要依据。根据煤矿生产的实际需要，本节主要介绍与煤矿生产有关的主要地质图件，包括地形地质图、地质剖面图、水平切面图、煤层底板等高线图、煤岩层对比图、地层综合柱状图及水文地质图等。（一）地形地质图1、概念地形地质图是表示研究区的地形特征、地层、矿层分布、岩层产状及地质构造特征的图件。在新地层覆盖区，把上覆岩层揭去，反映基岩面的各种地质现象的地质图件称为基岩地质图。2、内容地形地质图是以地形图为底图，通过地质调查及生产勘探而编制成的图件。煤矿生产过程中的地形地质图采用的比例尺一般为l：10000或1：5000，在地质构造复杂的地区可采用1：2000的比例尺。图中内容包括地形地物、地质界线、勘探工程及其它。地形地物主要有地形等高线、地面建筑物、构筑物、地表水体、公路、铁路、桥梁、车站、三角点、高压线、经纬线及指北方向等。地质界线包括各时代的地层分界线(系、统、组)、不整合面界线、滑坡范围、标志层、矿层露头线、褶曲轴线、断层线及岩层产状等。各种地质界线必须注明其代号或名称，如地层系统编号、标志层及矿层的编号、褶曲及断层名称等，如有火成岩的侵入或喀斯特陷落柱出现，应圈定其在地表或基岩面上的分布范围。勘探工程包括钻孔、坑探工程(探槽、探井、探巷)、井筒位置、主要老窑等。其它包括井田边界、剖面线、勘探线及其编号、井筒标高、矿体采掘范围、最高洪水水位线、图名、图签、图例和比例尺等。3、作用地形地质图是煤矿矿井设计和生产的基本图件之一；是设计部门用来选择运输干线及供电线路，确定井口、工业广场、建筑石料场等位置，考虑保护农田，寻找水源等不可缺少的图件；是生产部门用来编制井上下对照图，注意地下开采对地表的影响，防止建筑物布置在煤层的上部造成压煤现象等的重要图件；是勘探部门布置生产勘探工程等工作必备的基础图件。（二）地质剖面图1、概念所谓地质剖面图，是指沿铅垂方向，将大地切开，反映切开断面上岩层及构造形态的图件，其中沿岩层走向切的剖面叫纵向剖面，沿岩层倾向切的剖面叫横向剖面。由于横向剖面反应构造形态最清楚，因此地质上讲的剖面图一般是指横向剖面图。生产矿井一般是沿勘探线或主要巷道轴线方向编绘地质剖面图，以反映煤层的构造形态及其与井巷工程之间的关系。剖面图是分析地质构造，编制其它综合地质图件，进行采掘设计，确定煤柱留设和布置矿井地质勘探的基础资料。2、内容地质剖面图的主要内容包括：剖面切过的地形、地物、经纬线、水平标高线；地层界线、断层、火成岩侵人体、喀斯特陷落柱；煤层、标志层及其名称和编号，其它有益矿层；勘探工程，并注明钻孔编号、孔口标高、终孔深度、煤层及夹矸厚度；小窑、生产矿井井筒、井巷工程、采空区、井田边界、保安煤柱线及开采水平高程线。地质剖面图应注明剖面线方向、比例尺、图例和图签。3、作用地质剖面图的作用在于它能直接反映研究区构造特征和煤层赋存情况、地质体的空间特征，反映对煤层和构造的控制和研究程度，为生产设计及实施勘探工程提供依据，同时它也是编制其它地质图件的基础。矿井勘探及生产过程中的地形地质图、煤层底板等高线图、水平切面图等一般均根据地质剖面图来编制。（三）水平切面图1、概念反映某一水平地质情况和井巷工程的图件，称之为水平切面图。在煤矿生产中，水平切面图是沿某一开采水平进行编制的。2、内容（1）地质界线图上要反映该水平所切过的各煤层、标志层、含水层、地层界线、断层的迹线、煤层的厚度及产状、褶曲轴线、火成岩在该水平的分布范围、水平面切过的喀斯特陷落柱边界线等。（2）井巷及勘探工程图上要反映该水平所切过的及其附近的所有工程，包括：该水平切过的井底车场、运输大巷、石门、煤巷、井筒及钻孔等。（3）其它主要有：地质剖面线、经纬线、指北方向线、井田边界线、煤柱线等。3、作用由于水平切面图能反映该水平全部地质情况及井巷工程，所以它是煤矿生产中运用最广、作用最大的图件之一。特别是在煤层层数多、层间距小、地质构造较复杂、倾斜及急倾斜煤层地区，它是该水平开拓布置、井巷设计和掘进 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 不可缺少的图件。同时，水平切面图常作为矿井生产设计该水平巷道系统的底图。（四）煤层底板等高线图1、概念煤层底板等高线图是反映某一煤层空间形态特征的图件。它是利用煤层底板等高线(底板相同标高点的连线)来表示煤层在空间的起伏及断裂情况。它可以帮助我们了解煤层层面的立体概念，掌握煤层产状变化和地质构造变化，是煤矿生产中最重要的图件之一。一般生产矿井，特别是倾斜和缓倾斜煤层矿井都必需编制这种图件。2、内容煤层底板等高线图一般采用的比例尺为l：10000或1：5000。构造复杂的井田、井型较小的矿井及反映一个采区或采面的煤层底板等高线图，一般采用1：2000的比例尺。图件中主要包括以下内容：（1）地形地物地面河流、铁路、主要地物(如工业广场、居民点、高压线路)及地形等高线等。（2）地质界线煤层露头线，煤层风氧化带界线，煤层分叉界线，火成岩侵入界线，陷落柱界线，古河床冲刷煤层的界线，煤层底板等高线，断层与煤层的交线及断层的编号、倾角和落差，褶曲枢纽线等。（3）井巷工程穿过编图煤层的全部井上下钻孔、勘探线及编号、生产矿井的巷道、老窑及采空区范围、井简(主、副、风井)的位置、井下回采工作面范围及编号、回采进度界线及探煤点煤厚等。（4）其它经纬线、井田边界线、见煤钻孔小柱状，其中包括见煤点煤层底板标高和煤层厚度及夹矸厚度(均以真厚度表示)、煤质主要指标小表、储量分级线、块段界线及编号、储量计算块段表(包括块段内平均倾角、平均厚度、储量级别及储量)等。3、作用煤层底板等高线图是煤矿井巷布置、编制生产计划、安排采掘生产的重要依据；是分析地质构造规律、布置生产勘探、进行储量计算的基础图件；同时，编制煤层顶板岩性分布图、瓦斯地质图等分析图件，均以其为底图进行编制。（五）地层综合柱状图将工作区所见的地层，根据其岩性、厚度及间距等，按先后次序自上而下综合成柱状，称之地层综合柱状图。地层综合柱状图主要反映工作区的地质时代、各地层的厚度、岩性及煤层等情况。比例尺一般为1：200～1：1000，对标志层、煤层要适当放大比例。其图中内容包括地层单位、岩性柱状、地层厚度、岩性描述等。地层综合柱状图是在地层及煤岩层详细对比的基础上，经过大量的原始数据的统计和综合而绘制出来的。在原始资料统计时，必须排除断层的影响，也不要把原生沉积变化误认为有断层通过。地层综合柱状图的编图方法比较简单，首先确定柱状图的比例尺，然后按一定的格式画好图头，从下到上，由老到新将地层单位、岩性柱状、地层或煤岩层厚度、岩性描述等项逐一填人有关栏内。在编图时应注意：①岩性柱状要用规定的符号表示；②如有不整合面或假整合面出现，要在岩性柱状图中表现出来；③煤岩层的厚度一般要采用平均值，为了了解煤岩层厚度的变化情况，可将它的极值(最大值及最小值)写在厚度栏内；④岩性描述应尽可能详细，并将标准化石或常见化石列出。（六）煤岩层对比图将各种勘探工程所见到的煤岩层作成小柱状图，并选择其中主要煤层或标志层的底板为基准线，进行连线对比，称之为煤岩层对比图。（七）水文地质图生产矿井最常见的水文地质图有充水性平面图、矿井富水性图、水文地质剖面图。其中，水文地质剖面图除反映地质情况外，还应反映许多水文地质内容，例如含水层的分布、地下水的水位、地下水的流向、泉和溶洞的分布及必要的抽水资料等。十一、测量学的基本概念（一）测量学的任务及其在工程中的作用测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位置的科学。它的主要内容包括测定和测设两部分。测定就是使用测量仪器和工具，将测区内的地物和地貌缩绘成地形图，供规划设计、工程建设和国防建设使用。测设(也称放样)就是把图上设计好的建筑物和构筑物的位置标定到实地上去，以便于施工。测量学的许多分支学科：大地测量学；地形测量学；摄影测量学（航空摄影测量学、地面摄影测量学、水下摄影测量学和航天摄影测量学等）；海洋测绘学；工程测量学；矿山测量学；制图学。随着遥感(RS)、卫星全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)等新技术的不断发展，新的测量分支学科将不断涌现。（二）地面点位的确定地球上最高的珠穆朗玛峰，高出海水面8846.27m,最低的马里亚纳海沟，低于海水面11022m。这些高低起伏与巨大的地球半径(平均为6371km)相比，可以忽略不计。地球上陆地面积仅占整个地球表面的29%，而海洋面积占了71%，可以认为地球是被静止的海水面所包围的球体由于地球的自转运动，地球上任一点都受到地球引力和离心力的双重作用，这两个力的合力，称为重力。重力的方向线称为铅垂线，铅垂线是测量工作的基准线。静止的水面所形成的曲面称为水准面。过水准面上的任意一点所作的铅垂线，在该点均与水准面正交。与水准面相切的平面称为水平面。由于水面可高可低，因此水准面有无穷多个，其中与平均海水面重合并向陆地延伸所形成的封闭曲面，称为大地水准面。大地水准面是测量工作的基准面。由大地水准面所包围的地球形体，称为大地体，它代表了地球的自然形状和大小。大地水准面与地球自然表面相比，可称得上是一个光滑的曲面。但由于地球内部质量分布的不均匀性，使得铅垂线的方向产生不规则的变化，结果大地水准面就变成了一个有微小起伏变化的、不规则的复杂曲面。为了计算和绘图方便，通常选择一个非常接近于大地水准面、并可用数学式表示的几何曲面来代表地球的形状，这个面称为旋转椭球体面或地球椭球体面。我国解放前采用海福特椭球，解放后曾采用前苏联的克拉索夫斯基椭球，并选择西安附近的泾阳县永乐镇某点作为大地原点，建立“1980年国家大地坐标系”。因地球椭球扁率很小，所以当测区范围不大时，可将地球视为圆球，其半径为6371km。（三）地面点位置的表示方法测量工作的基本任务是确定地面点的位置。确定地面点的空间位置需要三个量，即平面坐标和高程。1、平面坐标1）地理坐标通过地轴和地球上任意一点P的平面与地球表面的交线称为P点的真子午线或经线。通过英国格林尼治天文台的子午线，称为首子午线。垂直于地轴的各平面与地球表面的交线，称为纬线。过地心且与地轴垂直的平面称为赤道面，赤道面与地球表面的交线称为赤道。经度从首子午线起算，向东为东经(0°-180°)，向西为西经(0°-180°)，经度通常用符号λ表示；纬度从赤道起算，向北为北纬(0°-90°)，向南为南纬(0°-90°)，纬度通常用符号φ表示。2）平面直角坐标大地水准面虽是曲面，但当测量区域较小(如在半径小于10km的范围内)时，可以将其当做平面来看待。在这种情况下，地面点的位置可用平面直角坐标表示。规定南北方向为纵轴，记为x轴，x轴向北为正，向南为负；以东西方向为横轴，记为y轴，y轴向东为正，向西为负。测量坐标系的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限为顺时针方向编号。测量坐标系与数学坐标系的规定是不同的，其目的是为了便于定向，可以不改变数学公式而直接将其应用于测量计算中。2、高程1）绝对高程地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程或海拔。两点间的高程差，称为高差。2）假定高程在局部地区或某项工程建设中，当引测绝对高程有困难时，可以任意假定一个水准面为高程起算面。从某点到假定水准面的垂直距离，称为该点的假定高程或相对高程。采用假定高程时，应先在测区内选定一个高程基准点并确定其假定高程值，再以它为基准推算其他各点的假定高程。PAGE21