《煤矿地质知识》PPT课件
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第二节
一、污染因素
(一)固体废物 1、矸石
煤矿环境污染因素和危害
2、煤露矸天石矿的剥排离放物量取决于煤层条件、开采方法、选矿工艺等。
3、矸煤石泥的岩性:炭质泥岩、泥岩、砂岩、石灰岩。与煤系中的 岩其性排组放合量有取关决。于煤层埋藏深度和煤层赋存条件。
(1、矸露在二采石天开)矿中矿采废废若剥、水水离运Fe物输S2含的、量岩洗高性选,:过可泥程引岩中起、产自砂生燃岩的,、泥污石状染灰物环岩质境、。。松散沉积物等。 (煤1)泥洁灰净分矿含井量水高,粘土物质多,热值低。
露天开采引起的滑坡。
地表移动的类型:
1、漏斗状陷坑和阶梯状断裂 主2、要缓发波生状在沉浅陷部盆急地倾斜煤层采空区,以及开采深度/开采厚度<20 的缓主倾要斜发煤生层在采深空部区急。倾斜煤层采空区,以及开采深度/开采厚度 >特20点的是缓:倾发斜生煤突层然采、空危区害。严重,但破坏范围较小。
特点是:形成过程缓慢,时空上是连续的,但破坏范围较小6 。
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第一节 煤矿环境地质研究的内容
煤矿环境地质的研究基础:地质学和环境学的理论和 方法。
研究的对象:由地质因素引起的环境问题。
重 点:煤炭开采引起的环境地质问题。 具体的研究内容: 1、煤矿原始环境地质条件和环境质量 2、矿煤区矿有生害产地活质动体引、起有的害环物境质地种质类问、题特征、迁移、转化等,与地 质3有、关煤的矿原开环始发境环引地境起质状的灾况环害、境质地量质水条平件。、地质因素的变化,以及由此 4而、形煤成矿的环资污境源染地保,质护煤灾和矿害环生的境产成污所因染产、防生类治的型方三、法废诱。发因素、预测方法 5、包煤括矿煤环炭境及地伴质生监矿测产、资评源价的技综术合开发利用。
(2)含悬浮物矿井水
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第一节 煤矿地质基础知识
教学内容简介
一、地质基础知识 二、煤层埋藏特征 三、地质构造对煤矿
生产的影响
教学目的阐述
了解地球的圈层构造、地质 作用的分类和地壳的物质组成, 掌握煤层的埋藏特征、地质构造 的类型及其对生产的影响。
讲授新课
一、地质基础知识
1、地球及地质作用
根据卫星轨道分析发现,地球是一个梨 状体,北极凸出约10m,南极凹进约30m 。
泥裂 是未固结的沉积物露出水面,因失水收缩而 形成与层面大致垂直的裂逢。
化石 是指保存在地层中的古生物遗体和遗迹。 遗体化石
炭化植物树干
遗迹化石
结核 是岩石中的自生矿物集合体,多呈球状 体或不规则状体,在成分、结构、颜色等方面 与周围有显著不同。
锰结核
钙质结核
3、煤的形成
在煤矿中遇到的岩石几乎都 是沉积岩,煤就是一种沉积岩, 它不仅是一种主要的能源,而且 也是冶金、化学等工业极其重要 的原料。那么煤是怎样形成的呢?
按其作用方式的不同,又可分为物理风化作 用(机械破坏)、化学风化作用和生物风化作用。
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根 劈 现 象
生 物 风 化 作 用
2)、剥蚀作用
岩石风化后 的产物被风、雨、 流水、海浪及冰 川等在原地剥离 开来的作用。
美国西部风蚀地貌
3)搬运作用 剥蚀下来的物质由风、流水、冰川、海浪
等营力从风化剥蚀区搬到另一个地方去,这 种作用称为搬运作用。
砂 岩
沉积岩 粉 砂 岩
泥 岩
地壳表面的岩石主要是沉积 岩,沉积岩的主要特征有:
层理构造 层面构造(波痕、泥裂等)
化石 结核
层理 是指岩石的成分、结构、颜色沿垂直方向变化而表 现出来的层状构造,有水平层理、波状层理、交错层理、 递变层理等。
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2.岩石:矿物的集合体 按生成原因岩石可分为: (1)岩浆岩:花岗岩、玄武岩、辉绿岩 (2)变质岩:大理岩
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2.岩石:矿物的集合体 按生成原因岩石可分为: (1)岩浆岩:花岗岩、玄武岩、辉绿岩 (2)变质岩:大理岩 (3)沉积岩:砾岩、砂岩、泥岩、页岩、 石灰岩、煤 沉积岩分布最广,地表约75%的面积都覆盖 有沉积岩。
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3、煤层结构 简单结构煤层:煤层中没有呈层状出现的比 较稳定的夹石层,但仍可能夹一些矿物质 透镜体或结核。 复杂结构煤层:煤层中常含有较稳定的夹石 层。
长焰煤
气煤 烟 煤 肥煤 焦煤 瘦煤
沥青光泽
强沥青光泽 弱玻璃光泽 玻璃光泽 强玻璃光泽
褐黑色
2.8 2.6 2.6 2.5
最大 黑色 黑灰色 灰黑色 钢灰色 3.5~4.0 最小 1.35~ 1.8 良好
金刚光泽 无烟煤 似金属光泽
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七、常用煤的指标
(1)水分(W) 内在水分:吸附或凝聚在煤内部毛细孔中的水分 外在水分:在煤的开采储运、洗选过程中存留在煤表面的水分 内在水分和外在水分总和称为全水分 (2)灰分(A):煤完全燃烧后的固体残渣 (3)挥发分(V):在隔绝空气的条件下,煤在高温下有机 质分解出来的气态物质 (4)发热量(Q):单位重量的煤完全燃烧时放出的热量, 单位:J/G (5)胶质层厚度(Y):具有粘结性的煤在密闭条件下加热 到一定温度,形成胶质体。 (6)含矸率:指矿井开采出来的煤炭中大于50mm的矸石量占 全部煤量的百分率。
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地震作用
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地震作用
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煤矿地质PPT课件•煤矿地质概述•煤层与煤质目录•构造与地应力•水文地质条件•瓦斯地质•顶底板条件•环境地质问题与对策01煤矿地质概述煤矿地质定义与特点煤矿地质定义研究煤的形成、赋存状态、煤质变化及煤矿床与周围地质体之间关系的科学。
煤矿地质特点以沉积岩为主,构造复杂,含煤岩系及煤层变化大,水文地质条件复杂。
煤矿地质研究意义指导煤炭资源勘查预测煤炭资源量,评价煤炭资源勘查前景。
保障煤矿安全生产分析煤矿地质构造,预测地质灾害,提出防范措施。
促进煤炭资源综合利用研究煤质变化规律,提高煤炭资源利用效率。
1 2 3通过采煤实践,逐渐积累煤矿地质知识。
古代煤矿地质知识积累随着地质学的发展,煤矿地质学逐渐形成独立学科。
近代煤矿地质学科形成引入新技术、新方法,推动煤矿地质学科向更高层次发展。
现代煤矿地质学科发展煤矿地质发展历程02煤层与煤质泥炭沼泽是形成煤层的主要环境,植物遗体在沼泽中堆积并经过复杂的生物化学变化形成泥炭,泥炭再经过成岩作用转变为煤。
煤层的形成煤层的分布受古地理、古气候和构造等多种因素控制。
不同地质时期和不同地区的煤层分布特点各异。
煤层的分布煤层在地下常呈层状、似层状或透镜状产出。
其产状受地层产状控制,一般与围岩呈整合或假整合接触。
煤层的赋存状态煤层形成与分布煤质评价与分类煤质评价根据煤的物理性质、化学性质和工艺性质等指标,对煤的质量进行综合评价。
常用指标包括水分、灰分、挥发分、发热量、硫分等。
煤的分类按照煤的变质程度从低到高可分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类。
其中烟煤又可细分为长焰煤、气煤、肥煤、焦煤等。
煤质对煤矿生产的影响不同变质程度的煤具有不同的物理和化学性质,对煤矿的开采、运输和加工利用等方面产生重要影响。
煤层厚度变化规律煤层厚度变化的原因主要受古地理环境、沉积物供应、构造运动等多种因素影响。
不同地区的煤层厚度变化规律各异。
煤层厚度变化类型根据煤层厚度变化的特点和规律,可分为稳定型、较稳定型、不稳定型和极不稳定型四种类型。
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• 应系统查明:断层的产状、延伸方向、断层断距,断层素描;
➢断失翼煤层的寻找
• 煤、岩层层位对比法 鉴定断层另一盘岩层层位,然后结合断层面产状判断断层性质和落差。
• 利用断层带附近伴生的地质现象——小断层、牵引褶曲、擦痕…… • 作图分析法
对•构根造据研断究层是规一律项的复类杂推和法 全面的研究分•工析生作。产,勘因探综方合法 • 确定断层规模,寻找断失煤层
厚煤层 ≥ 93% 中厚煤层 ≥ 95%
薄煤层 ≥ 97%
要加强储量管理、节约资源!!
第二节 主要矿井地质工作
主要工作
矿井生产勘探工作
❖未开拓区地质构造及煤厚变化
新开拓区(水平延深)的地质工作;
:
采区掘进的地质工作;
了解未开拓区的地质构造及煤厚变化;
工作面掘进的地质工作;
工作面回采的地质工作; 井田深部或两翼范围内低级储量升级;
做到边采、边探。
二、构造变动
➢构造变动对煤矿的影响
复杂开采技术条件及影响采掘部署; 破坏煤炭储量;
断层与褶曲地带容易发生事故;
➢研究矿井构造的基本任务
• 在巷道施工过程中,应总结各类地质构造出现的预兆,以便预报前方的地质构 造;
• 在巷道揭露了地质构造现象后,应查明其性质、产状及规模,以便为施工指明 方向;
矿井收尾的地质工作; 探明井田内设计中未包括的可采薄煤层 、高灰分的煤层中圈出局部可采低段;
矿井生产勘探工作 进行专门的水文地质勘探工程,“解放 ❖为直接解决生产的具体”问受题水威勘胁探的工煤作层:。
采掘施工超前放瓦斯和水,探岩体分布和对煤层的破坏范围;确定岩溶陷 入柱位置;
探煤层厚变化、确定煤层的氧化和风化带;
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相对于煤层的位置、移动特点和强度等特征的不同,
由煤层依次向上,把煤层的顶板划分为伪顶、直接
顶和老顶三个部分;由煤层向下,把煤层的底板划
分为直接底和老底两个部分。但是,并不是所有煤
层的顶底板都是由这五个部分组成。可能在煤系沉
积过程中,受沉积环境变化的影响,就会出现有的
煤层的顶底板发育全,有的煤层可能缺失某一个或
上,具有一定的稳定性,常随着采煤工作面移架或回
柱工序的完成而自行垮落的岩层。厚度一般可达几米,
岩性多为较易垮落的泥岩、页岩、粉砂岩等。
•
老顶:是位于直接顶之上或直接位于煤层之上
(此时无直接顶和伪顶)的厚而坚硬的岩层。一般在
长时间内不易自行垮落,在采空区上方悬露一段时间,
当达到一定悬露面积之后才垮落一次,通常由砂岩、
• (3)瓦斯矿井的褶曲核部,瓦斯极易在 此积聚,可能会造成瓦斯突出,
给安全生产带来威胁。
(三)断裂构造
• 煤岩层受地壳运动的作用力而发生断 裂,失去了完整性和连续性,这种构造 形态称为断裂构造。断裂后,如果断裂 面两侧的煤岩层没有发生显著的位置错 动时,称为节理或裂隙;如果发生显著 的位置错动,则称为断层。
2.断层的分类
(1)按断
正断层
层两盘相对
位移的方向
分为正断层、
逆断层和平
断层发生前
移(走滑)断
层。
走滑断 层
断面
逆断 层
倾向滑动断 层
斜向滑动断层
正断层:断层的上盘相对下降,下盘相对上升。
正断层
• 特点: • ①发育于拉 • 张环境; • ②断面倾角 • 往往较大; • ③断层带内 • 岩石张性 • 破碎强烈。
(三)煤层的厚度
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伴生矿产
煤层中常常伴生有其他的 矿产,如硫铁矿、油页岩 等,这些矿产具有一定的 经济价值。
煤的分类与特点
烟煤
褐煤
烟煤是煤的一种主要类型,其特点是 具有明显的烟熏味,含碳量较高,发 热量较大。
褐煤是一种较为年轻的煤,其特点是 含水量较高,颜色多为褐色或深褐色 ,发热量较低。
产损失。
排水费用
矿井排水是煤矿生产的重要环节, 水文地质条件直接影响排水费用和 生产效率。
采掘工程影响
矿井水文地质条件对采掘工程的布 置和设计有重要影响,需要考虑防 水、排水等措施。
矿井水文地质的防治与利用
防水措施
针对矿井突水灾害,应采取防水 、排水、截流等措施,降低灾害
风险。
排水系统设计
根据矿井水文地质条件,合理设 计排水系统,确保排水能力满足
数值模拟
综合研究
利用计算机技术,建立煤矿地质模型,进 行数值模拟和分析,预测煤矿开发过程中 的各种地质现象和灾害。
将上述方法综合运用,结合实际生产情况 ,开展煤矿地质研究,为煤炭工业的发展 提供科学依据和技术支持。
02 煤的形成与分布
煤的形成过程
01
02
03
煤的形成
煤是古代植物遗体在地下 经过长时间的高温高压作 用形成的,主要成分为碳 、氢、氧、氮等元素。
应用
将资源储量管理与生产计划、采掘方案、安全管理等相结合 ,实现资源的合理配置和高效利用,促进矿山可持续发展。
06 煤矿地质灾害与 环境保护
煤矿地质灾害的类型与特点
总结词
类型多样、特点各异
地面塌陷
由于地下采空导致地面塌陷,影响范围广,破 坏性强。
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• 煤矿地质基础知识 • 矿井开拓与巷道布置 • 采煤方法与工艺 • 矿井通风与安全 • 矿井水害防治与排水系统 • 矿山压力显现与岩层控制
目录
Part
01
煤矿地质基础知识地球构造与煤田形成源自地壳构造煤的成因类型
地壳由多个板块构成,板块间的相互 作用形成了各种地质构造,如褶皱、 断层等。
瓦斯赋存与涌出规律
瓦斯含量、压力、涌出量等
瓦斯防治技术
抽放技术、煤层注水、高压水 射流等
突出危险性预测方法
综合指标法、钻屑指标法、声 发射监测法等
突出危险性防治措施
区域性防突措施、局部性防突 措施等
Part
05
矿井水害防治与排水系统
水文地质条件分析
矿井水文地质条件概述
包括地形地貌、气候、水文、地质构造等自然地理条件对矿井水 害的影响。
加强政策引导
制定和完善相关法规和政策措施,鼓 励和引导企业采用先进技术和管理方 法提高回采率;加强监管和执法力度 确保政策措施落到实处。
Part
04
矿井通风与安全
矿井空气成分及气候条件
矿井空气主要成分
氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等
矿井气候条件
温度、湿度、风速、空气质量等
矿井空气中有害物质
粉尘、有害气体、放射性物质等
炮采、普采和综采工艺比较
炮采工艺
使用爆破落煤,人工装煤,机械运煤。具有技术简单、适应性强 等优点,但工人劳动强度大,安全性差。
普采工艺
使用采煤机落煤和装煤,机械运煤。与炮采相比,普采减轻了工人 劳动强度,提高了安全性,但设备投资增加。
综采工艺
实现了破、装、运、支、处等主要生产环节的机械化。具有高产、 高效、安全等优点,但设备投资大,技术要求高。
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第一节 地质作用等
二、地质作用
(四) 外力地质作用的概念和分类
1.外力地质作用
➢ 外力地质作用是指以地球外部的太阳能以及日月引力能 为能源,并通过大气、水、生物因素所引起的风、雨、 冰雪、冰川、河流、海浪等营力产生各种地质作用。
2.外力地质作用分类
➢ 外力地质作用包括:风化作用、剥蚀作用、搬运作用、 沉积作用、固结成岩作用等。
内力地质作用、外力地质作用。
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第一节 地质作用等
二、地质作用
(三) 内力地质作用的概念和分类 1.内力地质作用 ➢ 由地球内部能量引起的地壳物质成分、内部构
造、地表形态发生变化的地质作用,叫内力地 质作用。 2.按作用的性质和方式,内力地质作用分为 ➢ 地壳运动、地震作用、岩浆作用、变质作用。
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三、地壳物质组成
(一) 矿物
➢ 矿物的形态可以分为两类:单体的形态与集合体形态。 1.矿物单体的形态
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第一节 地质作用等
三、地壳物质组成
(一) 矿物
2.矿物集合体的形态
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第一节 地质作用等
三、地壳物质组成
(二) 岩石 ➢岩石是构成地壳和上地幔固态部分的基本
物质,它是天然产出的一种或多种矿物在 各种地质作用下形成的、具有一定结构、 构造的集合体。
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第二节 煤的形成及煤系
一、煤的形成
(二) 成煤作用
1.泥炭化(腐泥化)阶段
➢ 植物繁殖、死亡、堆积,在微生物作用下不断分解、化 合、聚积,高等植物形成泥炭,低等植物形成腐泥。
1)腐泥化作用
(1)概念——低等植物和浮游生物在湖泊、泻湖、海湾等还 原环境中转变成腐泥的生物化学作用叫腐泥化作用。
(2)腐泥——含大量水分的黑灰、黑褐色冻胶淤泥状物质。
《采煤概论》
李红涛 安全工程学院采矿教研室
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第一篇 煤矿地质
第一章 煤矿地质知识 第二章 煤矿地质图
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第一章 煤矿地质知识
第一节 地质作用、地壳的物质组成及地史概念 第二节 煤的形成及煤系 第三节 煤的性质及工业分类 第四节 煤层埋藏特征 第五节 煤田地质勘探及矿井储量
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第一节 地质作用等
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第一节 地质作用等
三、地壳物质组成
➢ 地壳由岩石组成,岩石是矿物的集合体,矿物由 化学元素结合而成。
(一) 矿物
➢ 矿物是地壳中的一种或多种化学元素在各种地质 作用下形成的天然单质或化合物。矿物是组成岩 石和矿石的基本单位。
➢ 到目前人们所认识的矿物已达2000多种。
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第一节 地质作用等
一、地球的圈层结构
➢地球不是均质体,其物质组成的分布呈同 心圈层结构。大致以地壳表层为界分为外 圈和内圈。
➢外圈包括:大气圈、水圈、生物圈。
➢内圈包括:地壳、地幔、地核。
➢具体结构见下表
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第一节 地质作用等
一、地球的圈层结构
外圈层(根据物质性 质和状态的不同)
地球(以地表 为界)
内圈层(根据地震波 提供的信息)
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第一节 地质作用等
三、地壳物质组成
(二) 岩石 ➢ 按成因分为三大类:岩浆岩(火成岩)、沉积岩、
变质岩。 1.岩浆岩:岩浆冷凝后形成的岩层,如花岗岩、玄
武岩等。
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第一节 地质作用等
三、地壳物质组成
(二) 岩石
2.沉积岩:由先形成的三大类 岩石经风化、剥蚀、搬运作 用形成的岩石。
➢ 其特点是成层状态。
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第二节 煤的形成及煤系
一、煤的形成
(二) 成煤作用
1.泥炭化(腐泥化)阶段
2)泥炭化作用
(1)概念—高等植物遗体在泥炭沼泽中经复杂的生物化学、物理 化学作用转变为泥炭的过程叫泥炭化作用。分为二个阶段:
➢ 第一阶段:在沼泽浅部植物遗体受氧化、分解。
➢ 第二阶段:随积水深度增加,氧化环境被还原环境代替,产 生腐植酸和沥青质,形成泥炭。
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第一节 地质作用等
四、地史的概念
➢ 年代地层单位和地质年代单位
2.二者具有对应关系
年代地层单位
地质年代单位
宇
宙
界
代
系
纪
统
世
阶
期
时带
时
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第一节 地质作用等
二、地层单位分类
➢ 年代地层单位和地质年代单位 3.地质年代表
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第二节 煤的形成及煤系
一、煤的形成 二、煤系的概念
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第二节 煤的形成及煤系
类岩石之间可以相互转化。
三大岩石相互关系
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岩石循环转化示意
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第一节 地质作用等
四、地史的概念
➢ 年代地层单位和地质年代单位
1.概念:
1)年代地层单位——地层单位,代表一定时间范围 内形成的地层
➢ 依据:生物演化的阶段性。顶底界面具有严格的 等时性。
2)地质年代单位——时间单位,代表地史中一定时
间范围。
1)成岩作用——泥炭(腐泥)在温度、压力作用下,经压实、 脱水、固结转变成褐煤(腐泥煤)。
2)变质作用——褐煤继续在温度、压力、时间影响下转变 为烟煤、无烟煤、天然焦或石墨。
➢ 如砾石、砂岩、页岩、石灰
岩、煤等。
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第一节 地质作用等
三、地壳物质组成
(二) 岩石 3.变质岩:受变质作用或高温高压作用已改变了成
份和性质的岩石。 ➢ 如大理岩、石英岩、千枚岩、片岩和片麻岩等。
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第一节 地质作用等
三、地壳物质组成
(二) 岩石 ➢ 由于地质作用的复杂性、多期性与漫长性,三大
一、煤的形成
(一) 煤形成的主要影响因素 ➢ 煤是由古代植物遗体演化而形成的。 ➢ 煤层的形成受以下因素的影响: (1)古植物条件 (2)古气候条件 (3)古构造条件
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第二节 煤的形成及煤系
一、煤的形成
(二) 成煤作用 ➢ 植物遗体堆积,到转变为煤的全部过程叫成煤作用。这
个过程经历了复杂的生物化学作用和物理化学作用。 ➢ 成煤作用分为二个阶段: 泥炭化(腐泥化)阶段 煤化阶段(包括成岩作用和变质作用)。
(2)泥炭——黄褐、黑褐色,无光泽、质地疏松状物质,风干可
作燃料,也可作化工原料和肥料。
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第二节 煤的形成及煤系一、煤的形成(二来自 成煤作用2.煤化阶段
➢ 泥炭或腐泥形成后,由于地壳下降而被其它沉积物覆盖, 则进入了煤化作用阶段。此时生化作用停止,代之以物 理化学作用。这个过程包括了二个连续过程:
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大气圈 水圈 生物圈 地壳 地幔 地核
硅铝层 硅镁层 上地幔 下地幔 外核 内核5
第一节 地质作用等
一、地球的圈层结构
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第一节 地质作用等
二、地质作用
(一) 地质作用的概念
➢ 凡是由自然动力所引起的地壳物质成分、内部结 构以及外部形态发生变化和发展的过程称为地质 作用。
(二)地质作用的分类
➢ 根据地质作用的能源不同,地质作用分为两大类: