第五章煤體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造煤

1、1、什么叫游離瓦斯？吸附瓦斯？、什么叫游離瓦斯？吸附瓦斯？2、簡述郎繆爾方程、簡述郎繆爾方程 基本假設(shè)，公式及各物理量的意義?；炯僭O(shè)，公式及各物理量的意義。3、簡述溫度、壓力、瓦斯成分、煤的變質(zhì)程度、水分對瓦斯、簡述溫度、壓力、瓦斯成分、煤的變質(zhì)程度、水分對瓦斯吸附的影響吸附的影響4、什么叫做解吸？解吸時間？、什么叫做解吸？解吸時間？5、什么叫做瓦斯含量、煤層原始瓦斯含量、煤層殘存瓦斯含、什么叫做瓦斯含量、煤層原始瓦斯含量、煤層殘存瓦斯含量、煤的可解吸瓦斯瓦斯含量？量、煤的可解吸瓦斯瓦斯含量？6、簡述背斜的瓦斯逸散區(qū)、瓦斯集聚區(qū)、簡述背斜的瓦斯逸散區(qū)、瓦斯集聚區(qū)7、簡述斷層的開發(fā)性與封閉性的

2、條件？、簡述斷層的開發(fā)性與封閉性的條件？8、簡述煤層瓦斯的垂直分帶？、簡述煤層瓦斯的垂直分帶？9、簡述劃分瓦斯風(fēng)化帶下界的指標(biāo)？、簡述劃分瓦斯風(fēng)化帶下界的指標(biāo)？10、什么叫煤儲層壓力、儲層壓力梯度和壓力系數(shù)。、什么叫煤儲層壓力、儲層壓力梯度和壓力系數(shù)。11、什么叫孔隙率、簡述其公式和物理量的意義、什么叫孔隙率、簡述其公式和物理量的意義12、簡述煤的變質(zhì)程度、破壞類型、地應(yīng)力對孔隙率的影響。、簡述煤的變質(zhì)程度、破壞類型、地應(yīng)力對孔隙率的影響。13、什么叫做絕對滲透率、相對滲透率、有效滲透率、什么叫做絕對滲透率、相對滲透率、有效滲透率14、簡述氣體穿過煤儲層孔隙介質(zhì)的流動機(jī)制？、簡述氣體穿過煤儲層

3、孔隙介質(zhì)的流動機(jī)制？作業(yè)：作業(yè)：23第一節(jié)第一節(jié) 煤體結(jié)構(gòu)特征和分類煤體結(jié)構(gòu)特征和分類 第二節(jié)第二節(jié) 煤體變形和構(gòu)造煤分布煤體變形和構(gòu)造煤分布 第三節(jié)第三節(jié) 煤的變質(zhì)作用煤的變質(zhì)作用 第四節(jié)第四節(jié) 構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)演化和力化學(xué)作用構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)演化和力化學(xué)作用第五章第五章 煤體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造煤煤體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造煤 4基本概念煤原生結(jié)構(gòu)煤構(gòu)造煤是指保留了原生沉積結(jié)構(gòu)和原生構(gòu)造特征的煤層。是煤層在構(gòu)造應(yīng)力作用下，發(fā)生成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的變化，引起煤層破壞、粉化、增厚、減薄等變形作用和煤的降解、縮聚等變質(zhì)作用的產(chǎn)物。2.1.煤體結(jié)構(gòu)：指煤層在地質(zhì)歷史演化過程中經(jīng)受各煤體結(jié)構(gòu)：指煤層在地質(zhì)歷史演化過程中經(jīng)受各種地質(zhì)作用后

4、表現(xiàn)的結(jié)構(gòu)特征。種地質(zhì)作用后表現(xiàn)的結(jié)構(gòu)特征。5構(gòu)造煤構(gòu)造煤原生結(jié)原生結(jié)構(gòu)煤構(gòu)煤6基本概念構(gòu)造煤碎裂結(jié)構(gòu)粉粒結(jié)構(gòu)3.碎粒結(jié)構(gòu)糜棱結(jié)構(gòu)碎裂煤粉粒煤碎粒煤糜棱煤宏觀結(jié)構(gòu)7 原生結(jié)構(gòu)煤（即原生煤，亦稱為非構(gòu)造煤）是指煤層未受構(gòu)造變動，保留原生沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征，煤層原生層理完整、清晰，僅發(fā)育少量內(nèi)生裂隙和外生裂隙。 81、宏觀煤巖成分和宏觀煤巖類型u （1）宏觀煤巖成分煤的類型煤巖成分宏觀鑒別特征腐殖煤鏡煤光亮，黑色，易碎，常具有裂縫亮煤光亮，黑色，很細(xì)的層狀暗煤暗淡，黑色或灰黑色，堅(jiān)硬，表面粗糙絲煤絲絹光澤，黑色，纖維狀，軟，很脆腐泥煤燭煤暗淡或微油脂光澤，黑色，均勻的，非層狀，很硬，貝殼狀斷口，黑

5、色條痕藻煤類似燭煤，但外表微帶褐色，條痕為褐色9u（1） 宏觀煤巖成分鏡煤： 是煤中顏色最深光澤度最強(qiáng)的成分，多呈黑色，結(jié)構(gòu)是煤中顏色最深光澤度最強(qiáng)的成分，多呈黑色，結(jié)構(gòu)致密均一，呈貝殼狀、眼球狀斷口，性脆，內(nèi)生裂隙比較致密均一，呈貝殼狀、眼球狀斷口，性脆，內(nèi)生裂隙比較發(fā)育，在煤層中它多呈厚度為幾毫米到發(fā)育，在煤層中它多呈厚度為幾毫米到12cm的透鏡狀分布的透鏡狀分布于暗煤或亮煤之中。于暗煤或亮煤之中。10絲煤： 顏色為黑暗色，外觀似木炭，簡單的煤巖成分具有纖維狀顏色為黑暗色，外觀似木炭，簡單的煤巖成分具有纖維狀結(jié)構(gòu)和絲絹光澤，疏松多孔，性脆易隨。絲炭在煤層中多沿著結(jié)構(gòu)和絲絹光澤，疏松多孔，性

6、脆易隨。絲炭在煤層中多沿著層理程透鏡狀分布，厚度一般為層理程透鏡狀分布，厚度一般為12mm或幾毫米，有時也能或幾毫米，有時也能形成不連續(xù)的薄層。形成不連續(xù)的薄層。u（1） 宏觀煤巖成分11 光澤較強(qiáng)，僅次于鏡煤，較脆易碎，內(nèi)生裂隙較為發(fā)育，相對密度較小，結(jié)構(gòu)比較均一，呈貝殼狀斷口?？蓡为?dú)成層較厚的煤分層，也可呈貝殼狀分布。亮煤：u（1） 宏觀煤巖成分12暗煤： 顏色為灰黑色，光澤暗淡、致密堅(jiān)硬，斷口粗糙，內(nèi)生顏色為灰黑色，光澤暗淡、致密堅(jiān)硬，斷口粗糙，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，相對密度較大，韌性較強(qiáng)。暗煤在煤層中普遍發(fā)裂隙不發(fā)育，相對密度較大，韌性較強(qiáng)。暗煤在煤層中普遍發(fā)育，可單獨(dú)構(gòu)成煤層或煤分層。育，

7、可單獨(dú)構(gòu)成煤層或煤分層。u（1） 宏觀煤巖成分13u（2）宏觀煤巖類型煙煤宏觀煤巖類型的劃分14u 2 煤的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造條帶結(jié)構(gòu)條帶結(jié)構(gòu):1、細(xì)條帶，、細(xì)條帶，13mm2、中條帶，、中條帶， 35mm3、寬條帶，大于、寬條帶，大于5mm煤的原生結(jié)構(gòu)煤的原生結(jié)構(gòu)是是由成煤原始物質(zhì)及成煤環(huán)境所形成的結(jié)構(gòu)。由成煤原始物質(zhì)及成煤環(huán)境所形成的結(jié)構(gòu)。煤的宏觀結(jié)構(gòu)指宏觀煤巖成分的煤的宏觀結(jié)構(gòu)指宏觀煤巖成分的形態(tài)、大小、排列形態(tài)、大小、排列方式所表方式所表現(xiàn)的特征?，F(xiàn)的特征。15線理狀結(jié)構(gòu)：線理狀結(jié)構(gòu)：u 2 煤的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造16u 2 煤的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造透鏡狀結(jié)構(gòu)：17u 2 煤的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造木質(zhì)構(gòu)造

8、：u 2 煤的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造18纖維狀結(jié)構(gòu)：u 2 煤的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造19粒狀結(jié)構(gòu)：u2 煤的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造20葉片狀結(jié)構(gòu)葉片狀結(jié)構(gòu)：u2 煤的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造21原生結(jié)構(gòu)煤的構(gòu)造： 煤的構(gòu)造：煤的構(gòu)造：是指煤中不同煤巖組分在空間排列上的相互關(guān)系，它與植物遺體的聚集條件及其變化過程有關(guān)。 層狀構(gòu)造：層狀構(gòu)造：是指在垂直煤層層面方向上的煤層具有明顯不均性特征。它反映了成煤物質(zhì)和成煤條件變化的情況。在復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層中層狀構(gòu)造最為明顯，煤中最常見的是水平層理，偶見波狀層理和斜層理。 塊狀構(gòu)造：塊狀構(gòu)造： 不見層理，外觀均一的煤稱為塊狀構(gòu)造。塊狀構(gòu)造表明了成煤物質(zhì)的相對均勻和聚積條件相對穩(wěn)定的特征。22顯

9、微結(jié)構(gòu)：鏡質(zhì)組、殼質(zhì)組、惰質(zhì)組 3 顯微煤巖組分與類型23abcdef原原生生結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)煤煤 顯微鏡下顯微組分分層排列，界限清晰。原生結(jié)構(gòu)煤的顯微鏡下顯微組分分層排列，界限清晰。原生結(jié)構(gòu)煤的煤巖成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、內(nèi)生裂隙清晰可辨。煤巖成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、內(nèi)生裂隙清晰可辨。u 3 顯微煤巖組分與類型顯微煤巖組分與類型24原生結(jié)構(gòu)煤構(gòu)造煤碎裂結(jié)構(gòu)碎粒結(jié)構(gòu)粉粒結(jié)構(gòu)糜棱結(jié)構(gòu)煤結(jié)構(gòu)類型構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)類型分類構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)類型分類 25碎裂煤碎裂煤1）碎裂結(jié)構(gòu)碎裂結(jié)構(gòu) 煤被密集的次煤被密集的次生裂隙相互交生裂隙相互交切成碎塊，但切成碎塊，但碎塊之間基本碎塊之間基本沒有位移，煤沒有位移，煤層原生層理基層原生層理基本可見

10、，時斷本可見，時斷時續(xù)。碎裂結(jié)時續(xù)。碎裂結(jié)構(gòu)常常位于原構(gòu)常常位于原生結(jié)構(gòu)與碎粒生結(jié)構(gòu)與碎粒結(jié)構(gòu)的過渡部結(jié)構(gòu)的過渡部位。位。u1 宏觀結(jié)構(gòu)特征宏觀結(jié)構(gòu)特征262)碎粒結(jié)構(gòu) 煤被破碎成粒：主要粒級大于1mm。大部分煤粒由于相互位移摩擦失去棱角，煤層原生層理被破壞，層理不清，裂隙較發(fā)育，煤層煤體主要呈粒狀。碎粒結(jié)構(gòu)往往緊靠碎裂結(jié)構(gòu)分布，常常距離煤層頂板或底板一定距離，也常常位于斷裂帶的中心部位。宏觀結(jié)構(gòu)特征宏觀結(jié)構(gòu)特征27u1 宏觀結(jié)構(gòu)特征宏觀結(jié)構(gòu)特征283）糜棱結(jié)構(gòu)）糜棱結(jié)構(gòu) 煤被破碎成很細(xì)的粉末，主要粒級小于煤被破碎成很細(xì)的粉末，主要粒級小于1mm。有。有時被重新壓緊，煤層原生層理完全被破壞，已

11、看不到煤層原生時被重新壓緊，煤層原生層理完全被破壞，已看不到煤層原生層理和節(jié)理，滑移面、摩擦面很多，煤體呈透鏡體狀、粉狀、層理和節(jié)理，滑移面、摩擦面很多，煤體呈透鏡體狀、粉狀、鱗片狀，極易捻成粉末。糜棱結(jié)構(gòu)煤是強(qiáng)擠壓、剪切破壞的束鱗片狀，極易捻成粉末。糜棱結(jié)構(gòu)煤是強(qiáng)擠壓、剪切破壞的束縛，常出現(xiàn)在壓應(yīng)力很大的斷裂褶皺帶中。縛，常出現(xiàn)在壓應(yīng)力很大的斷裂褶皺帶中。29u1 宏觀結(jié)構(gòu)特征宏觀結(jié)構(gòu)特征30u2 構(gòu)造煤的顯微結(jié)構(gòu)特征碎裂煤：碎裂煤：31u2構(gòu)造煤的顯微結(jié)構(gòu)特征碎粒煤碎粒煤32糜棱煤u2構(gòu)造煤的顯微結(jié)構(gòu)特征構(gòu)造煤的顯微結(jié)構(gòu)特征33類類型型號號類類型型賦存狀態(tài)和分賦存狀態(tài)和分層特點(diǎn)層特點(diǎn)光澤和

12、層理光澤和層理煤體煤體破碎程度破碎程度裂隙、揉皺裂隙、揉皺發(fā)育程度發(fā)育程度手試強(qiáng)手試強(qiáng)度度堅(jiān)固堅(jiān)固性系性系數(shù)數(shù)f瓦斯放瓦斯放散指數(shù)散指數(shù)P突出突出危險(xiǎn)危險(xiǎn)程度程度原原生生結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)煤煤層狀、似層狀層狀、似層狀、與上下分層、與上下分層整合接觸整合接觸煤巖類型界煤巖類型界限清晰、原限清晰、原生條帶狀結(jié)生條帶狀結(jié)構(gòu)明顯構(gòu)明顯呈現(xiàn)較大的保呈現(xiàn)較大的保持棱角的塊體持棱角的塊體，塊體間無相，塊體間無相對位移對位移內(nèi)、外生裂內(nèi)、外生裂隙均可辯認(rèn)隙均可辯認(rèn)，未見揉皺，未見揉皺鏡面鏡面捏不動捏不動或成或成cm級碎塊級碎塊0.810非非突突出出碎碎裂裂煤煤層狀、似層狀層狀、似層狀、透鏡狀，與、透鏡狀，與上下分層整合

13、上下分層整合接觸接觸煤巖類型界煤巖類型界限清晰，原限清晰，原生條帶狀結(jié)生條帶狀結(jié)構(gòu)斷續(xù)可見構(gòu)斷續(xù)可見呈現(xiàn)棱角狀塊呈現(xiàn)棱角狀塊體，但塊體間體，但塊體間已有相對位移已有相對位移煤體被多組煤體被多組互相交切的互相交切的裂隙切割，裂隙切割，未見揉皺鏡未見揉皺鏡面面可捻搓可捻搓成成cm、mm級級碎粒碎粒0.80.31015過渡過渡碎碎粒粒煤煤透鏡狀、團(tuán)塊透鏡狀、團(tuán)塊狀、與上下分狀、與上下分層呈構(gòu)造不整層呈構(gòu)造不整合接觸合接觸光澤暗淡，光澤暗淡，原生結(jié)構(gòu)原生結(jié)構(gòu)遭到破壞遭到破壞煤被揉搓捻碎煤被揉搓捻碎、主要粒級在、主要粒級在1mm以上以上構(gòu)造鏡面構(gòu)造鏡面發(fā)育發(fā)育易捻搓易捻搓成成mm級碎粒級碎粒或煤粉或煤粉

14、0.315易易突突出出糜糜棱棱煤煤透鏡狀、團(tuán)塊透鏡狀、團(tuán)塊狀、與上下分狀、與上下分層呈構(gòu)造不整層呈構(gòu)造不整合接觸合接觸光澤暗淡，光澤暗淡，原生結(jié)構(gòu)原生結(jié)構(gòu)遭到破壞遭到破壞煤被揉搓捻碎煤被揉搓捻碎的更細(xì)小，主的更細(xì)小，主要粒級在要粒級在1mm以下以下構(gòu)造、揉皺構(gòu)造、揉皺鏡面發(fā)育鏡面發(fā)育極易捻極易捻搓成粉搓成粉末或粉末或粉塵塵0.320易易突突出出34煤的破壞類型分類表煤的破壞類型分類表破壞類型破壞類型光澤光澤構(gòu)造及構(gòu)造特征構(gòu)造及構(gòu)造特征節(jié)理性質(zhì)節(jié)理性質(zhì)節(jié)理面性質(zhì)節(jié)理面性質(zhì)斷口性質(zhì)斷口性質(zhì)強(qiáng)度強(qiáng)度類類（非破壞煤）（非破壞煤）亮與亮與半亮半亮層狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造，條層狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造，條帶清晰明顯帶清

15、晰明顯一組或二到一組或二到三組節(jié)理，三組節(jié)理，節(jié)理系統(tǒng)發(fā)節(jié)理系統(tǒng)發(fā)育，有次序育，有次序有充填物（方解有充填物（方解石），次生面少，石），次生面少，節(jié)理、劈理面平節(jié)理、劈理面平整整參差階狀，參差階狀，貝狀，波貝狀，波浪狀浪狀堅(jiān)硬，用堅(jiān)硬，用手難以掰手難以掰開開類類（破壞煤）（破壞煤）亮與亮與半亮半亮1 1、尚未失去層狀、尚未失去層狀2 2、條帶明顯，有時扭曲、條帶明顯，有時扭曲，有錯動，有錯動3 3、不規(guī)則塊狀，多棱角、不規(guī)則塊狀，多棱角有擠壓特征有擠壓特征次生節(jié)理面次生節(jié)理面多，且不規(guī)多，且不規(guī)則，與原生則，與原生節(jié)理呈網(wǎng)狀節(jié)理呈網(wǎng)狀節(jié)理節(jié)理節(jié)理面有擦紋、節(jié)理面有擦紋、滑皮，節(jié)理平整，滑皮，節(jié)

16、理平整，易掰開易掰開參差多角參差多角用手極易用手極易剝成小塊，剝成小塊，中等硬度中等硬度類煤類煤（強(qiáng)烈破壞煤）（強(qiáng)烈破壞煤）半亮半亮與半與半暗暗1 1、彎曲成透鏡狀構(gòu)造、彎曲成透鏡狀構(gòu)造2 2、小片狀構(gòu)造、小片狀構(gòu)造3 3、細(xì)小碎塊，層理較紊、細(xì)小碎塊，層理較紊無次序無次序節(jié)理不清，節(jié)理不清，系統(tǒng)不發(fā)達(dá)，系統(tǒng)不發(fā)達(dá)，次生節(jié)理密次生節(jié)理密度大度大有大量擦痕有大量擦痕參差及粒參差及粒狀狀用有手捻用有手捻成粉末，成粉末，硬度低硬度低類類（粉碎煤）（粉碎煤）暗淡暗淡1 1、粒狀或小顆粒膠結(jié)而、粒狀或小顆粒膠結(jié)而成，形似天然煤團(tuán)成，形似天然煤團(tuán)節(jié)理失去意節(jié)理失去意義，成粘塊義，成粘塊狀狀粒狀粒狀可捻成粉

17、可捻成粉末，疏松末，疏松類煤類煤（全粉煤）（全粉煤）暗淡暗淡1 1、土狀構(gòu)造，似土質(zhì)煤、土狀構(gòu)造，似土質(zhì)煤如斷層泥狀如斷層泥狀土狀土狀35第一節(jié)第一節(jié) 煤體結(jié)構(gòu)特征和分類煤體結(jié)構(gòu)特征和分類 第二節(jié)第二節(jié) 煤體變形和構(gòu)造煤分布煤體變形和構(gòu)造煤分布 第三節(jié)第三節(jié) 煤的變質(zhì)作用煤的變質(zhì)作用 第四節(jié)第四節(jié) 構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)演化和力化學(xué)作用構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)演化和力化學(xué)作用第五章第五章 煤體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造煤煤體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造煤 36一、煤體變形機(jī)制一、煤體變形機(jī)制 自學(xué) 37二、構(gòu)造煤分布u1 構(gòu)造煤受構(gòu)造逐級控制 煤層瓦斯的賦存和構(gòu)造煤分層破壞程度和厚度分布均受構(gòu)造控制。張子敏（1998）論述了煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)的分布特征

18、，發(fā)現(xiàn)深層構(gòu)造陡變帶、深層斷裂帶、推覆構(gòu)造帶、強(qiáng)變形帶控制了中國眾多的煤與瓦斯突出礦區(qū)和礦井的分布，實(shí)際上，這些地帶都是區(qū)域構(gòu)造擠壓、剪切應(yīng)力集中帶和構(gòu)造變形最強(qiáng)烈的地帶，它常是煤層瓦斯富集帶，也是構(gòu)造煤發(fā)育的部位。38二、構(gòu)造煤分布u2 順煤層剪切帶構(gòu)造煤分布范圍廣構(gòu)造煤分布范圍廣 順煤層剪切帶是指沿煤層發(fā)育的剪切面與煤層以小角度相交或者近于平行的剪切帶。順層剪切帶也叫逆掩斷層、順層斷層、緩傾角斷層、層滑構(gòu)造等。15 45 H=0.95230 30 H=0.910 0123m圖圖3-59 平頂山礦區(qū)東部戊平頂山礦區(qū)東部戊9-10煤層順層剪切帶煤層順層剪切帶39二、構(gòu)造煤分布（1）與煤層產(chǎn)狀一

19、致的順煤層剪切帶 這種大規(guī)模的順煤剪切帶的走向、傾向和傾角和煤層是近于一致的。形成大規(guī)模的構(gòu)造煤。 剪切帶沿煤層發(fā)育，其位置可以在煤層上部，煤層下部，煤層中部或者整個煤層，其發(fā)育層位表現(xiàn)為一個順層剪切煤層破壞帶，一個煤層中可以發(fā)育一條剪切帶，也可以是多條，在后一種情況下，剪切帶可以相互交織，形成比較復(fù)雜的滑面結(jié)構(gòu)。 40 平頂山東部煤田下石盒子組中的戊9-10煤層中部發(fā)育一穩(wěn)定的順層剪切帶。據(jù)勘探資料及生產(chǎn)階段的井下編錄，該剪切帶橫跨一礦以東的十礦、十二礦、八礦三個井田，影響范圍近百平方公里。該剪切帶的上、下界面平直而規(guī)則，在大部分地段基本上沿煤巖層理界面展布。局部受一些切層斷層的影響，其產(chǎn)狀

20、略有變化。剪切帶厚度僅11.5m，上界面距頂板0.8m，下界面距底板1m左右，主剪切面位于上部。 在四礦及一礦的丁5-6煤層中發(fā)育的順層剪切帶形態(tài)也是如此。二、構(gòu)造煤分布焦作二焦作二1煤層順煤層剪切帶（構(gòu)造煤為標(biāo)志）煤層順煤層剪切帶（構(gòu)造煤為標(biāo)志） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .泥 巖構(gòu) 造 煤粉 砂 巖大 花 炭粉 砂 巖小 花 炭煤 玉小 花 炭粉 砂 巖構(gòu) 造 煤泥 巖0 . 5 - 1 00 . 0 1 - 0 . 0 51 . 5 - 2 . 51 . 0 - 2 . 00 . 0 5 - 0 . 80

21、. 0 5 - 0 . 30 . 3 - 0 . 90 . 0 1 - 0 . 0 50 . 0 5 - 1 . 30 . 0 5 - 0 . 81 11 0987654321分 層 名 稱柱 狀厚 度序 號42（2）波狀起伏的順煤層剪切帶 一些影響帶較窄但范圍較大的順煤層剪切帶在剖面上波狀起伏，剪切面產(chǎn)狀變化較大。851231正斷層； 2逆斷層； 3粉砂巖；圖5-15 波狀起伏的順煤層剪切帶（四川省白皎礦K3煤層）二、構(gòu)造煤分布 43（3）順煤層剪切帶選層性 順層剪切帶的發(fā)生具有選層性。這一特性決定于煤層的巖石力學(xué)強(qiáng)度差異及其煤層所在構(gòu)造剖面中的位置。根據(jù)其選層的級別可以分為三種：煤層、煤系

22、和構(gòu)造層。 在同一煤層中，剪切優(yōu)先選擇以鏡質(zhì)組為主的光亮型煤分層中。在一個煤組或煤系中，當(dāng)煤層層間距及巖石組合類型大致相同時，順煤層剪切帶優(yōu)先發(fā)生在厚度較大的煤層中，在一個構(gòu)造層內(nèi)，順煤層剪切帶多發(fā)生在兩組巖性強(qiáng)度差異較大的界面附近，煤層是弱面，滑動構(gòu)造常選擇在煤層頂板或底板。圖圖5-16 蘆店滑動構(gòu)造剖面圖蘆店滑動構(gòu)造剖面圖+ 4 0 00- 4 0 0- 8 0 0煤蘆 F1 2煤馬鳴寺月臺斷層5 0 00mT P T 1T 1O 2O 2P P1 -P P P t32 2 2121211ZC NW1 00寨脖斷層二1二1C C C + P F1 F告F232P23P23P212T1T1T

23、1T134T1T12T13T11P12P21-1P21201105001201212009120071201012006CK5N31 W32.5 一1煤二1煤12008蘆 告F10 F27告告F30蘆F1-2告F2告F3告F27圖圖5-17 告成礦井線剖面圖告成礦井線剖面圖 45u（三）切層斷層對構(gòu)造煤分布的控制（三）切層斷層對構(gòu)造煤分布的控制斷層使構(gòu)造煤呈現(xiàn)帶狀分布，構(gòu)造煤厚度的增加和分布的斷層使構(gòu)造煤呈現(xiàn)帶狀分布，構(gòu)造煤厚度的增加和分布的范圍，與斷層性質(zhì)、斷層落差有關(guān)。范圍，與斷層性質(zhì)、斷層落差有關(guān)。圖圖5-16 平頂山八礦丁平頂山八礦丁5-612290 迎頭斷面迎頭斷面 圖圖5- -17

24、 平頂八礦丁平頂八礦丁5-612230 采面斷層點(diǎn)剖面采面斷層點(diǎn)剖面 46圖5-18 平頂山八礦丁5-612230斷層素描圖圖5-195-19平頂山八礦丁平頂山八礦丁5-65-6機(jī)巷斷層素描機(jī)巷斷層素描圖圖5-22 順煤斷層與切層斷層的關(guān)系順煤斷層與切層斷層的關(guān)系（平頂山礦區(qū)八礦戊（平頂山礦區(qū)八礦戊9-1012121采面）采面）圖圖5-23 平頂山八礦己平頂山八礦己1513160順煤斷層與切層斷層關(guān)系圖順煤斷層與切層斷層關(guān)系圖1234mH=0.65.200 30012m175 60 H = 0.835548第一節(jié)第一節(jié) 煤體結(jié)構(gòu)特征和分類煤體結(jié)構(gòu)特征和分類 第二節(jié)第二節(jié) 煤體變形和構(gòu)造煤分布煤

25、體變形和構(gòu)造煤分布 第三節(jié)第三節(jié) 煤的變質(zhì)作用煤的變質(zhì)作用 第四節(jié)第四節(jié) 構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)演化和力化學(xué)作用構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)演化和力化學(xué)作用第五章第五章 煤體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造煤煤體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造煤 49一、煤的深成變質(zhì)作用一、煤的深成變質(zhì)作用二、煤的巖漿變質(zhì)作用二、煤的巖漿變質(zhì)作用三、煤的動力變質(zhì)作用三、煤的動力變質(zhì)作用 50第一節(jié)第一節(jié) 煤體結(jié)構(gòu)特征和分類煤體結(jié)構(gòu)特征和分類 第二節(jié)第二節(jié) 煤體變形和構(gòu)造煤分布煤體變形和構(gòu)造煤分布 第三節(jié)第三節(jié) 煤的變質(zhì)作用煤的變質(zhì)作用 第四節(jié)第四節(jié) 構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)演化和力化學(xué)作用構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)演化和力化學(xué)作用第五章第五章 煤體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造煤煤體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造煤 51一、構(gòu)造煤的孔隙與滲透性一、構(gòu)

26、造煤的孔隙與滲透性u1 構(gòu)造煤的孔隙結(jié)構(gòu)與比表面積 煤是自然界最為復(fù)雜的多孔物質(zhì)之一，孔隙容積、孔徑分布及比表面積是其重要的物理參數(shù)。與原生結(jié)構(gòu)煤相比，構(gòu)造煤在構(gòu)造應(yīng)力作用下歷經(jīng)變形變質(zhì)過程，其原生的孔隙結(jié)構(gòu)遭受構(gòu)造破壞、變形、改造，孔隙結(jié)構(gòu)的各向異性增強(qiáng)。52（ 1） 構(gòu)造煤的孔隙結(jié)構(gòu) 1）孔徑結(jié)構(gòu)分類 煤是一種孔隙系統(tǒng)的固態(tài)物質(zhì)具有發(fā)達(dá)。煤的煤是一種孔隙系統(tǒng)的固態(tài)物質(zhì)具有發(fā)達(dá)。煤的孔徑結(jié)構(gòu)特征與其孔隙的賦存狀態(tài)有關(guān)，其孔徑結(jié)孔徑結(jié)構(gòu)特征與其孔隙的賦存狀態(tài)有關(guān)，其孔徑結(jié)構(gòu)可極地大影響煤孔隙與氣、液分子之間的相互作構(gòu)可極地大影響煤孔隙與氣、液分子之間的相互作用。因此，用。因此，正確認(rèn)識煤的孔徑

27、結(jié)構(gòu)是研究煤孔隙性正確認(rèn)識煤的孔徑結(jié)構(gòu)是研究煤孔隙性及煤空間結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)。及煤空間結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)。53表5-14 孔結(jié)構(gòu)類型劃分的孔徑方案比較 單位：（直徑）nmB.B. XouoT(1961)Dubinin(1966)IUPAC*(1966)H. Gan等等(1972)撫順煤撫順煤研所研所*（1985）楊思敬楊思敬等等1991吳俊吳?。?991）秦勇秦勇（1994）琚宜文琚宜文(2005)超大超大孔孔20000大孔大孔1000205030100750100015000450500020000中孔中孔100100050750100100050450100-5000小孔小孔1010022025

28、01.2308100105010100155015-100微孔微孔10221.2810101515*IUPAC為“國際純化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會”代號(轉(zhuǎn)引自M.A. Elliott,1981)。*據(jù)撫順煤炭科學(xué)研究所進(jìn)行的煤層烴類氣體組合與煤巖煤化關(guān)系的研究。54 u 不同類型煤的滲透孔隙體積分別為：不同類型煤的滲透孔隙體積分別為：原生結(jié)構(gòu)煤：原生結(jié)構(gòu)煤：0.01606cm3/g；類煤：類煤：0.01305cm3/g；類煤：類煤：0.02155cm3/g；類煤：類煤：0.03166cm3/g；類煤：類煤：0.0825cm3/g。嚴(yán)重破壞的嚴(yán)重破壞的類煤的滲透孔隙體積是原生結(jié)構(gòu)煤的類煤的滲透孔隙體

29、積是原生結(jié)構(gòu)煤的6.5倍倍引起構(gòu)造煤滲透孔體積增加的主要原因是中孔體積大幅度增引起構(gòu)造煤滲透孔體積增加的主要原因是中孔體積大幅度增加了。加了。類煤的中孔體積是原生結(jié)構(gòu)煤的類煤的中孔體積是原生結(jié)構(gòu)煤的16.69倍。倍。u 在原生結(jié)構(gòu)煤中，中孔占在原生結(jié)構(gòu)煤中，中孔占24.3%，而在，而在類煤中，中孔體類煤中，中孔體積占積占59.2%。結(jié)論：結(jié)論： 構(gòu)造煤主要增加了中孔的孔容，但不影響微孔的孔容。構(gòu)造煤主要增加了中孔的孔容，但不影響微孔的孔容。 1）孔徑結(jié)構(gòu)分類）孔徑結(jié)構(gòu)分類552）孔隙形態(tài)與連通性 構(gòu)造煤中總孔隙空間由有效孔隙空間和孤立孔隙空間構(gòu)成，前者為氣、液體能進(jìn)入的孔隙，后者則為全封閉性的

30、“死孔”。 (a)半封閉孔半封閉孔(b)開放孔開放孔(c)細(xì)頸瓶孔細(xì)頸瓶孔562）孔隙形態(tài)與連通性構(gòu)造煤孔隙連通性主要可分為兩種類型：一種是中孔較多、連通性較強(qiáng)。如脆性變形煤碎裂煤、碎斑煤。另一種是以半封閉孔為主，存在大量細(xì)頸瓶孔，孔隙連通件較弱。如脆性變形煤碎粒煤、薄片煤，韌性變形條件下的糜棱煤等。572構(gòu)造煤的比表面積構(gòu)造煤的比表面積 煤的比表面積（specific surface area）與孔隙特征具有密切的聯(lián)系，其大小直接關(guān)系著煤與氣體介質(zhì)間的接觸面積、煤吸附氣體的能力。 表5-16 不同破壞程度煤的比表面積（據(jù)羅志明，1989，有改動）破壞類型破壞類型、類煤（難類煤（難突出煤）突出

31、煤）類煤（可能突類煤（可能突出煤）出煤）,類煤（易類煤（易突出煤）突出煤）無煙煤比表面積無煙煤比表面積m2/g54170，平均，平均128170190，平均，平均175190287，平，平均均236貧、瘦煤比表面積貧、瘦煤比表面積m2/g10010014014058 實(shí)測結(jié)果（見表5-16）表明，高級煙煤和無煙煤的比面積隨煤體破壞程度增高而增大；煤的比表面積S（根據(jù)其數(shù)量級，應(yīng)是CO2比表面積）與瓦斯放散指標(biāo)P呈線性相關(guān)，即： （5-1） 比表面積隨堅(jiān)固性系數(shù)f值降低急劇升高。這一結(jié)論有力地證明了隨煤體破壞程度增高比表面積升高的一般規(guī)律。22. 13 .10PS2構(gòu)造煤的比表面積構(gòu)造煤的比表面

32、積59（二）構(gòu)造煤瓦斯吸附與解吸理論（二）構(gòu)造煤瓦斯吸附與解吸理論1構(gòu)造煤的吸附理論構(gòu)造煤的吸附理論 煤體表面分子與氣體分子之間的吸引力大于氣體煤體表面分子與氣體分子之間的吸引力大于氣體分子之間的吸引力，當(dāng)煤體與瓦斯接觸分子之間的吸引力，當(dāng)煤體與瓦斯接觸, , 或煤體孔隙、或煤體孔隙、裂隙中含有瓦斯氣體時，作隨機(jī)熱運(yùn)動的瓦斯氣體分裂隙中含有瓦斯氣體時，作隨機(jī)熱運(yùn)動的瓦斯氣體分子當(dāng)其撞擊到煤體孔隙表面時子當(dāng)其撞擊到煤體孔隙表面時, , 要作短時的停留。因要作短時的停留。因此此, , 煤體孔隙表面處的氣體分子濃度要高于氣體本體煤體孔隙表面處的氣體分子濃度要高于氣體本體相中的分子濃度相中的分子濃度,

33、 , 這就是瓦斯氣體在煤體中的吸附。這就是瓦斯氣體在煤體中的吸附。602構(gòu)造煤的甲烷吸附量構(gòu)造煤的甲烷吸附量 霍多特（霍多特（1966）對頓巴斯）對頓巴斯20個煤樣的實(shí)驗(yàn)證明，突出危險(xiǎn)個煤樣的實(shí)驗(yàn)證明，突出危險(xiǎn)和非突出危險(xiǎn)層在瓦斯吸附性質(zhì)方面和非突出危險(xiǎn)層在瓦斯吸附性質(zhì)方面沒有明顯區(qū)別。沒有明顯區(qū)別。前蘇前蘇聯(lián)的研究表明，對于正常煤和破壞煤，其吸附能力的變化聯(lián)的研究表明，對于正常煤和破壞煤，其吸附能力的變化范圍不超過范圍不超過10%，對英國威爾士無煙煤的研究也得出了同，對英國威爾士無煙煤的研究也得出了同樣結(jié)果（巴克里德和拉德琴科，樣結(jié)果（巴克里德和拉德琴科，1990）。他們所說的突出）。他們所

34、說的突出危險(xiǎn)性煤、破壞煤就是我們所說的構(gòu)造煤。危險(xiǎn)性煤、破壞煤就是我們所說的構(gòu)造煤。612構(gòu)造煤的甲烷吸附量構(gòu)造煤的甲烷吸附量 王佑安和楊思敬（王佑安和楊思敬（1980）認(rèn)為，）認(rèn)為，煤的瓦斯吸附量不隨煤的煤的瓦斯吸附量不隨煤的破壞程度增高而增加破壞程度增高而增加，這表明，決定煤比表積的微孔體積，這表明，決定煤比表積的微孔體積不受煤破壞程度的影響。這一結(jié)果受到來自兩個方面的支不受煤破壞程度的影響。這一結(jié)果受到來自兩個方面的支持：一是持：一是實(shí)驗(yàn)表明，構(gòu)造煤沒有增大其吸附容量實(shí)驗(yàn)表明，構(gòu)造煤沒有增大其吸附容量；二是；二是構(gòu)構(gòu)造破壞不影響到微孔體積的增加，進(jìn)而也不影響到比表面造破壞不影響到微孔體積的增加，進(jìn)而也不影響到比表面積的增加，從而也不提高瓦斯吸附容量積的增加，從而也不提高瓦斯吸附容量。62 圖5-38是焦作無煙煤原生結(jié)構(gòu)煤與構(gòu)造煤等溫吸附實(shí)