煤礦地質(zhì)學(xué)5煤、煤層、煤系、煤田

第五章煤、煤層、煤系、煤田煤是一種沉積作用形成的可燃有機巖，是地質(zhì)歷史時期的古植物遺體經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)變而成的。因此對煤的物質(zhì)組成和性質(zhì)進行研究是合理、充分利用煤炭資源的前提，煤炭資源的分布和賦存狀態(tài)直接影響著煤炭資源的開采。所以，研究煤的成因、性質(zhì)，掌握煤層、煤系的形成和賦存狀態(tài)有著重要的意義。第一節(jié)煤一、煤的形成（一）成煤的原始物質(zhì)植物：低等植物：菌類和藻類低等生物最后形成腐泥煤。高等植物：形成腐植煤（二）煤的形成過程植物從死亡及其遺體堆積到轉(zhuǎn)變成煤的一系列演變過程，稱為成煤作用。分為兩個階段1.腐泥化及泥炭化作用階段腐泥化作用

對象：菌藻類低等植物

環(huán)境：水體較深的滯流貧氧環(huán)境

反應(yīng)：還原、合成等化學(xué)作用

產(chǎn)物：腐泥、軟泥、殘體、原生瀝青質(zhì)

泥炭化作用

對象：高等植物遺體

環(huán)境：沼澤、泥炭沼澤

反應(yīng)：氧化、還原、合成

產(chǎn)物：植物殘體＋腐植酸2.煤化階段

由于地殼沉降運動，使沉積物不斷增厚泥炭或腐泥被埋到地下深處，在地?zé)岷蜕细渤练e物質(zhì)靜壓力的作用下，泥炭轉(zhuǎn)變?yōu)楦裁夯蚋噢D(zhuǎn)變?yōu)楦嗝?，這種物理化學(xué)作用過程稱為煤化階段。分為成巖作用和變質(zhì)作用。（1）成巖作用（2）變質(zhì)作用地殼繼續(xù)下降，褐煤在地下受相對較高的溫度、壓力等因素的影響。煤中有機質(zhì)分子重新排列，聚合程度增高，使煤的內(nèi)被分子結(jié)構(gòu)，物理性質(zhì)、化學(xué)成分和工藝進一步發(fā)生改變。出現(xiàn)了粘結(jié)性，光澤增強，碳含量增加。這個過程稱為煤的變質(zhì)作用。從而形成不同煤種的煤。（三）煤的形成條件形成具有開采價值的煤層必須具備下列四個條件：（一）植物條件：（二）氣候條件：潮濕、溫暖的氣候?qū)Τ擅鹤钣欣?。（三）自然地理條件：形成分布面積較廣的煤層，必須有適于發(fā)生大面積沼澤化的自然地理條件。（四）地殼運動條件：1、泥炭層的聚積，要求地殼發(fā)生緩慢下降，下降速度=植物遺體聚積速度。2、泥炭層的保存并轉(zhuǎn)變成煤層，要求地殼大幅度的沉降。3、為了使同一地區(qū)形成較多的煤層，要求地殼在總的下降過程中發(fā)生多次的升降或間歇性的下降。（四）煤的變質(zhì)作用1.變質(zhì)因素（1）溫度：最主要的因素（2）壓力：次要因素（3）時間2.煤的變質(zhì)作用類型（1）深成變質(zhì)作用（2）巖漿變質(zhì)作用（3）動力變質(zhì)作用二、煤的化學(xué)成分和工藝性質(zhì)（一）煤的元素組成煤是由有機質(zhì)和無機質(zhì)混合組成的，有機質(zhì)是煤的主要組成部分，有機質(zhì)主要有C、H、O、N四種元素組成。1）碳：煤的基本結(jié)構(gòu)單元中最重要的元素。2）氫：煤中第二重要元素，它是煤結(jié)構(gòu)單元中側(cè)鏈上的組成元素。3）氧：也是組成煤的重要元素之一。4）氮：含量較少，一般不超過3%5）硫：可分為有機硫和無機硫兩部分。通常測定的是煤中的全硫（SQ），即有機硫和無機硫的總和。6）磷：煤中有害組分。7）其他元素：煤中尚含有砷、氯等有害元素，以及鋰、鈹、釩、鈾等有益伴生元素。達到工業(yè)品位，可用于電子工業(yè)、原子及宇航等尖端科學(xué)技術(shù)。（二）煤的工業(yè)指標1.水分1、水分的來源：植物本身水，泥炭堆積吸水，煤化脫水，地下水，開采、運輸中摻入

2、水在煤中的存在狀態(tài)

①外在水分（Mf）:大毛細管（d>200nm）中的游離水②內(nèi)在水分（Minh）:存在d<200nm中的吸附水(100℃

)Minh≈Mad（空氣干燥基水分）煤樣全水分是評價煤炭質(zhì)量和使用價值的指標，分析煤樣水分是評定煤質(zhì)、判斷煤變質(zhì)程度的指標3、煤中水對工業(yè)利用的影響

水分含量多，能加速煤的風(fēng)化、破碎、甚至造成自然發(fā)火，降低煤的發(fā)熱量等。2.煤的灰分

1、灰分的概念

煤中可燃質(zhì)完全燃燒，煤中礦物質(zhì)在一定溫度下產(chǎn)生分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后剩下的殘渣。2、礦物質(zhì)對煤加工利用的影響1）造成運輸和貯存的浪費；2）降低了焦炭的質(zhì)量和煉鋼鍋爐效率；3）降低了煤的發(fā)熱量，增加了灰渣處理量；4）煤灰利用，提取Ga、Ge、V、Ti

3、影響煤灰分的因素1）煤巖成分、煤巖類型2）原生礦物、同生礦物、后生礦物3）人為因素4、灰分劃分等級（Ad%）特低灰煤低灰煤中灰煤富灰煤高灰煤3.揮發(fā)分（Vdaf）:在隔絕空氣的條件下，將煤加熱到850℃從煤中有機物質(zhì)分解出來的液體和氣體產(chǎn)物稱為揮發(fā)分。煤中揮發(fā)分隨變質(zhì)程度的增高而減少，它是評價煤質(zhì)和進行煤的分類的重要依據(jù)。由于煤的揮發(fā)分與水分和礦物質(zhì)無關(guān)，所以常以煤的可燃基（煤的總量減去水分和灰分）煤級HM1HM2CYQMFMJMSMPMWY3WY2WY1Vdaf%65~5555~4848~4040~3636~2628~1820~1416~1010~6.56.5~3.5<3.5表2-15不同煤級煤的揮發(fā)分變化范圍4.固定碳（C）:煤中有機質(zhì)分解后的不揮發(fā)物質(zhì)。在測量揮發(fā)分時，殘留在坩堝的固態(tài)產(chǎn)物—焦渣。

固定碳=焦渣-灰分5.發(fā)熱量單位重量的煤完全燃燒時放出的熱量。單位焦耳/克（J/g）煤的發(fā)熱量常用指標有高位發(fā)熱量（Qgr，ad）、干燥基（無水煤樣）高位發(fā)熱量（Qgr，d）、可燃基（無水無灰煤樣）高位發(fā)熱量（Qgr，daf）和應(yīng)用基（應(yīng)用煤樣）低位發(fā)熱量（Qnet，ar）6.膠質(zhì)層厚度（Y）煤的粘結(jié)性越強，其膠質(zhì)層厚度越大。因此膠質(zhì)層厚度的大小可以反映煤的粘結(jié)性的強弱，另外也是我國煤分類方案的主要指標之一。三、煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)是指煤的宏觀特征。包括顏色、條痕、光澤、硬度、脆性、相對密度、斷口、裂隙、等性質(zhì)。與成煤原始物質(zhì)、成煤環(huán)境及煤的變質(zhì)程度有關(guān)。四、煤巖成分和煤巖類型（一）宏觀煤巖成分

宏觀煤巖成分是用肉眼可以區(qū)分出的煤的基本組成單位，包括鏡煤、絲炭、亮煤和暗煤。鏡煤和絲炭是簡單的煤巖成分，亮煤和暗煤是復(fù)雜的煤巖成分。1）鏡煤鏡煤的顏色深黑，光澤強，是煤巖成分中顏色最深、光澤最強的成分。它質(zhì)地純凈，結(jié)構(gòu)均一，輪廓清楚，具貝殼狀斷口，常有垂直條帶的內(nèi)生裂隙。鏡煤性脆、易碎成棱角狀小塊。在煤層中、鏡煤常呈透鏡狀或條帶狀，條帶厚度一般幾毫米至1-2厘米，也有小于1毫米的線理，個別有幾十厘米厚的透鏡體。2）絲炭外觀像木炭，顏色黑灰色或深灰色，具明顯的纖維狀結(jié)構(gòu)和絲絹狀光澤。絲炭疏松多孔、質(zhì)輕性脆易碎、能染指。絲炭的胞腔有時被礦物質(zhì)充填，稱礦化絲炭，堅硬而致密，密度大。在煤層中，絲炭常呈扁平的透鏡體沿煤層的層面分布，厚度多為1~毫米至幾毫米，有時能形成不連續(xù)的薄層。個別地區(qū)，絲炭層的厚度可達幾十厘米甚至幾米。3）亮煤亮煤的光澤僅次于鏡煤，一般呈黑色，較脆易碎，但斷面比較平坦。亮煤的均一程度不如鏡煤，表面隱約可見微細的層理。較純凈的亮煤有時也可見內(nèi)生裂隙，但不如鏡煤發(fā)育。在煤層中，亮煤是最常見的宏觀煤巖成分，常呈較厚的分層，有時甚至組成整個煤層。4）暗煤暗煤的光澤暗淡，一般呈灰黑色，致密堅硬、韌性好，不易破碎，斷面比較粗糙，一般無內(nèi)生裂隙。在煤層中，暗煤是常見的宏觀煤巖成分，常呈厚薄不等的分層，也可組成整個煤層。（二）宏觀煤巖類型

宏觀煤巖成分一般的厚度都比較小，在描述煤層、確定煤的組成和性質(zhì)，進行煤層對比時都十分不便。我們觀察煤層時可以發(fā)現(xiàn)，各種煤巖成分的組合是有一定規(guī)律性的，造成煤層中有光亮的分層，也有暗淡的分層，這些分層的厚度一般為十幾厘米至幾十厘米，在層理方向上比較穩(wěn)定，這些分層實際上就是光澤類型，也即宏觀煤巖類型。宏觀煤巖類型可劃分為四種，即光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤和暗淡型煤。宏觀煤巖類型的劃分是根據(jù)煤中光亮成分，即鏡煤和亮煤在分層中的含量及其反映出來的總體光澤強度來確定的。1）光亮型煤：鏡煤和亮煤的含量＞75%，光澤很強。由于成分比較均一，故常呈均一狀或不明顯的線理狀結(jié)構(gòu)。內(nèi)生裂隙發(fā)育，脆度大，易破碎，常具貝殼狀斷口。顯微鏡下觀察，鏡質(zhì)組含量一般在80%以上，顯微煤巖類型以微鏡煤為主。2）半亮型煤：鏡煤和亮煤的含量為75%~50%，光澤較強。常以亮煤為主，夾有暗煤和絲炭，條帶狀結(jié)構(gòu)明顯，常具階梯狀或棱角狀斷口。顯微鏡下觀察，鏡質(zhì)組含量一般在60～80%之間，顯微煤巖類型以微鏡煤、微亮煤和微鏡惰煤為主。半亮型煤是煤中最常見的宏觀煤巖類型。3）半暗型煤：鏡煤和亮煤的含量50%~25%，光澤較弱。鏡煤和絲炭多呈細條帶、線理狀和透鏡狀分布，暗煤較多。斷口參差不齊，硬度、韌性和密度都較大。顯微鏡下觀察、鏡質(zhì)組含量為30%~60%，顯微煤巖類型復(fù)雜。半暗型煤也是煤中常見的宏觀煤巖類型。4）暗淡型煤：鏡煤和亮煤的含量＜25%，光澤暗淡。常以暗煤為主，有時夾鏡煤、亮煤的細條帶、線理或透鏡體。暗淡煤通常為致密塊狀，堅硬，韌性大、密度大、不易破碎。也有絲炭含量高的暗淡煤和殼質(zhì)組含量高的暗淡煤，性質(zhì)與一般暗淡煤有較大差別。顯微鏡下觀察，鏡質(zhì)組的含量一般＜30%，而惰質(zhì)組、殼質(zhì)組和礦物雜質(zhì)的含量高。暗淡型煤的煤質(zhì)一般都很差，灰分通常大于30%。五、煤的工業(yè)分類及綜合利用（一）煤的工業(yè)分類根據(jù)Vdaf、Hdaf、G、Y、b等指標把我國的煤從褐煤到無煙煤共劃分為14大類和17小類。WY，PM，PS，SM，JM，F(xiàn)M，1/3JM，QF，QM，1/2中粘煤，RN，BN，CY，HM（二）各類煤的基本特征和主要用途六、煤塵爆炸性和煤的自然傾向性（一）煤塵指在礦井生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煤的微粒。危害：①引起煤肺病，嚴重損害人體健康。②發(fā)生爆炸（二）煤的自然傾向性暴露在空氣中的煤，由于自身氧化放熱導(dǎo)致溫度升高，若所放熱量不能及時散失，在一定的蓄熱條件下溫度可以達到煤的著火點，引起燃燒。影響因素：①煤的變質(zhì)程度②煤的水分③煤巖組分④煤的含硫量⑤煤的粒度⑥其他：煤的瓦斯含量，煤、油共生煤層的含油量，煤的孔隙度、導(dǎo)熱性等。第二節(jié)煤層煤多以層狀地質(zhì)體的形態(tài)賦存于地下，并與上下巖層有截然的分界面。所以，將由上下兩個層面限制的煤及其間所夾的矸石層稱為煤層。一、煤層形態(tài)1.層狀煤層在一個井田范圍內(nèi)是連續(xù)的，厚度變化不大2.似層狀煤層層位比較穩(wěn)定，不完全連續(xù)或大致連續(xù)，煤層厚度變化較大，無一定的規(guī)律性。3.不規(guī)則狀煤層層位不穩(wěn)定，基本不連續(xù)，分叉、尖滅現(xiàn)象較普遍；煤層厚度變化大，無規(guī)律可循二、煤層的頂、底板1.頂板2.底板三、煤層結(jié)構(gòu)1、煤層的結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)煤層：煤層中不含矸石或局部含不穩(wěn)定的矸石復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層：煤層中含多層矸石層1、煤層厚度分級薄煤層：≦1.30m中厚煤層：1.31~3.50m厚煤層：>3.50m特厚煤層：﹥8m四、煤層厚度及其變化原因2、煤層厚度類型總厚度：煤+夾矸有益厚度：純煤可采厚度：經(jīng)濟技術(shù)條件最低可采厚度：煤種、產(chǎn)狀、資源、開采方式（二）煤層厚度變化的原因引起煤層厚度變化的原因很多，歸納起來分為原生變化和后生變化1.原生變化指在構(gòu)成煤層頂板巖層的沉積物堆積之前，由于泥炭層受各種地質(zhì)作用的影響而導(dǎo)致煤層形態(tài)和厚度的變化。2.后生變化指泥炭層被新的沉積物覆蓋以后，由于構(gòu)造變動、河流沖蝕等后期地質(zhì)作用所引起的煤層形態(tài)和煤層厚度的變化。（1）沉積環(huán)境及古地形對煤厚的影響泥炭沼澤基地不平對煤厚的影響。古地形因素所造成的煤厚變化具有的特點是：①煤層底板常常高低起伏，而頂板卻較平整；②底板凹處的煤層厚，凸處則??；③在煤層與底板巖石接觸的界面上，可以看到煤層被底板截斷的現(xiàn)象，以及上下煤分層呈超覆關(guān)系。由泥炭沼澤基底不平所引起的煤層厚度變化（2）沼澤基地不均衡沉降對煤厚的影響①沉降速度一致，厚煤層②基底沉降速度快，造成泥炭層階段性堆積，還可以出現(xiàn)煤層分叉，變薄甚至尖滅。③基底沉降速度慢，泥炭層被剝蝕風(fēng)化，難以形成厚煤層（3）同生沖蝕對煤厚的影響是指煤層頂板形成之前，泥炭層堆積過程中遭受到河流、海浪等的沖蝕而造成煤厚變換。①泥炭沼澤中常發(fā)育河流，規(guī)模較小，煤層受沖蝕的面積一般不大，沖蝕深度也小，很少切斷煤層，沖蝕作用向沼澤中心減弱乃至消失。②在濱岸沼澤中，泥炭層常遭海水的沖蝕，這種規(guī)模一般較大，有時在一定范圍內(nèi)能使煤層幾乎完全缺失，或煤區(qū)塊塊分布，且方向不定。后生變化對煤厚的影響（1）河流的后生沖飾對煤厚的影響煤層頂板或含煤建造形成之后，由于地殼上升和河流的發(fā)育，煤層遭到河流的剝蝕。破壞規(guī)?？梢院艽螅灾滦纬蓭资?、幾百米乃至數(shù)千米的薄煤帶或無煤帶，成為某些煤田影響煤厚變化的主要地質(zhì)因素。（2）構(gòu)造變動對煤厚的影響1）褶皺構(gòu)造引起的煤厚變化，煤層受水平擠壓應(yīng)力，則在褶皺軸部煤厚變大，翼部煤層變薄（圖a）。煤層受垂向應(yīng)力，煤層在煤層在背斜軸部和兩翼部位變薄，在向斜軸部增厚（圖b）。水平擠壓應(yīng)力作用引起的煤層厚度變化垂向力作用引起的煤層厚度變化(a)(b)2）斷裂構(gòu)造變動為主引起的煤厚變化主要表現(xiàn)為出現(xiàn)斷層無煤帶或煤層沿斷裂面兩側(cè)的變薄或加厚帶。一般說來，張性、張扭性斷層由于引張拖曳作用而使煤層變薄（圖c）。而在壓性、壓扭性斷裂面兩側(cè)，則可能由于逆掩重疊或擠壓聚集而使煤層增厚（圖d）.圖c圖d褶皺和斷裂并舉的構(gòu)造變動所引起的煤厚變化。使煤層形態(tài)呈現(xiàn)非常復(fù)雜的面貌，增厚、變薄、中斷、分叉等現(xiàn)象頻繁，煤層常呈透鏡狀、藕節(jié)狀、馬尾狀等。（3）巖漿侵入對煤層的影響巖漿的侵入使煤層形態(tài)和煤層厚度發(fā)生很大變化，并使煤層結(jié)構(gòu)和煤質(zhì)受到變化。

順煤層侵入的巖床，對煤層破壞影響大，垂直或斜交侵入的巖墻，對煤層的破壞范圍較小。（4）巖溶陷落柱對煤厚的影響含煤巖系的下伏有石灰?guī)r、白云巖等可溶性巖層時，地下水長期溶蝕，形成巖溶洞穴，發(fā)育一定程度時，上覆巖系由于重力作用，逐漸跨落，形成陷落柱。

危害：破壞煤層的連續(xù)性煤炭儲量受到損失開采工作比較困難總之：煤層厚度的變化常常是多因素復(fù)合作用的結(jié)果，且這些因素不是孤立存在的。我們在研究煤層厚度變化時還要善于從煤層形態(tài)和厚度變化特征入手，從多種因素中分析其內(nèi)在聯(lián)系和找出主導(dǎo)因素，從而掌握煤厚變化規(guī)律。五、煤層厚度變化對煤礦生產(chǎn)的影響及處理煤層是煤礦開采的對象。煤厚變化是影響煤礦生產(chǎn)的重要地質(zhì)原因之一（一）煤層厚度變化對煤礦生產(chǎn)的影響1.影響采掘部署2.影響回采計劃，造成采掘工作被動3.巷道掘進率增高，回采率降低4，降低礦井或采區(qū)的服務(wù)年限（二）煤礦生產(chǎn)過程中對煤厚變化的處理方法1.掘進過程中對煤厚變化的處理方法2.回采過程中對煤厚變化的處理方法六、煤的風(fēng)化及煤層的風(fēng)氧化帶含煤巖系形成以后，由于地殼運動和風(fēng)化剝蝕，使煤層局部出露地表或位于地下淺部，經(jīng)受溫度變化及大氣和水的作用，發(fā)生物理、化學(xué)性質(zhì)或工藝性質(zhì)的改變。煤遭受風(fēng)化后，氧含量增高，濕度增加，揮發(fā)份增高，粘結(jié)性、膠質(zhì)層厚度、發(fā)熱量和焦油率等均降低。一般把接近地表淺處煤的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了變化的煤層地段，稱為煤層的風(fēng)化帶；把風(fēng)化帶之下煤的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化不大的煤層地段稱為次風(fēng)化帶。風(fēng)化帶和次風(fēng)化帶合稱為氧化帶。第三節(jié)煤系一、煤系煤系：一定地質(zhì)時期連續(xù)沉積形成的一套含有煤層并具有成因聯(lián)系的沉積巖系。又稱含煤巖系、含煤地層、含煤建造。二、煤系的特點：1、巖性主要為灰、灰綠及灰黑色的沉積巖組成。2、煤系中沉積巖巖性主要為礫巖、各種粒度的砂巖、粉砂巖、泥巖和煤組成，石灰?guī)r也比較常見，砂巖中以石英砂巖和長石砂巖為主。3、不同時代、不同地區(qū)的含煤巖系，其巖系組合相差很大。4、煤系的名稱：（1）采用形成時代命名：華北C、P紀煤系；（2）用煤系發(fā)育良好、研究較早的地區(qū)命名。因此同一時代形成的煤系在不同地區(qū)，常有不同的地區(qū)性名稱。三、煤系的類型1、近海型煤系：沉積區(qū)往往是濱海平原或海邊的瀉湖、海灣以及淺海。這些地區(qū)發(fā)育大片沼澤。煤系中既有海相沉積巖層，又有陸相沉積巖層。因此這種煤系又稱海陸交互煤系。特點：①煤系有陸相、過度相及海相巖層組成。常含動植物化石②煤系中碎屑巖沉積物的分選性和磨圓度較好。粒度較細，成分簡單③煤系分布廣，厚度小，巖性、巖相比較穩(wěn)定，標志層較多④煤層層數(shù)較少，厚度較小。含s量較高⑤旋回結(jié)構(gòu)明顯，巖性從上到下有細變粗，巖相則有陸相到海相我國晚古生代煤系，一般為近海型煤系，如華北石炭二疊紀煤系及華南玩二疊紀煤系等2、內(nèi)陸型煤系：（1）河床相或湖濱三角洲相各種粒度的砂巖；（2）河漫灘相的粉砂巖；（3）沼澤相的泥炭和煤層；（4）湖泊相的泥巖、粉砂巖。特點：①煤系有陸相巖層組成。常含植物化石②煤系中碎屑巖沉積物的分選性和磨圓度較差。粒度較粗，成分復(fù)雜③煤系分布小，厚度大，巖性、巖相變化較大，煤巖層不易對比④煤層層數(shù)較多，厚度較大。含s量較低⑤旋回結(jié)構(gòu)不明顯我國中生代煤系，一般為內(nèi)陸型煤系，如華北大同、北京及東北北票等地的早中侏羅世煤系等。第四節(jié)煤田一、煤田的概念煤田：同一地史發(fā)展過程中形成的煤系經(jīng)后期改變所保留下來的，比較連續(xù)分布的廣大地區(qū)。煤產(chǎn)地：煤田中由于后期構(gòu)造影響而分隔開的一些單獨部分，或是某些面積和儲量較小的含煤盆地。煤產(chǎn)地又叫煤礦區(qū)。煤田或煤產(chǎn)地又劃分為若干礦區(qū)，一個礦區(qū)又劃分為若干井田開采。二、中國煤田概述我國的六大聚煤區(qū)：

華北石炭二疊紀聚煤區(qū)、華南二疊紀聚煤區(qū)、東北侏羅白堊紀聚煤區(qū)、西北侏羅紀聚煤區(qū)、臺灣古近紀、新近紀聚煤區(qū)、西藏滇西中生代及古近紀、新近紀聚煤區(qū)。（一）華北石炭二疊紀聚煤期我國最大的聚煤期，儲量約占全國煤炭儲量的1/2,且勘探、開發(fā)程度高。北界為陰山、燕山及長白山東段，南界為秦嶺、伏牛山、大別山及張八嶺，西界為賀蘭山、六盤山；東臨黃海、渤海，遍及14個省、市、自治區(qū)，即京、津、晉、冀、魯、豫的全部，遼、吉、內(nèi)蒙的南部。甘、寧東部，陜、蘇、皖北部。1、中石炭統(tǒng)本溪組（C2b）

一般厚20—50米，總的趨勢是北厚南薄，本溪一帶厚100—60米，而平頂山、淮南地區(qū)則缺失這一時期的沉積。本溪組不是主要含煤層位，煤層薄且不穩(wěn)定，僅局部可采。2、上石炭統(tǒng)太原組（C3t）

巖性以砂巖、粉砂巖和泥巖為主，間夾灰?guī)r，煤層和少量礫巖，全區(qū)厚度0—719米，一般70—100米。以山西為中心向南向北減薄，向東、向西加厚。東部增厚區(qū)中心在淮北一帶，厚度大于200米，西部增厚區(qū)在賀蘭山一帶，最厚可達700余米。3、下二疊統(tǒng)下部山西組（P11）煤系厚度變化規(guī)律：東厚西薄、北厚南薄。一般厚40—130米，陸相沉積占優(yōu)勢。根據(jù)巖性巖相組合仍然可劃分三個帶（與太原組相同）北帶：以陸相地層為主，大多數(shù)地區(qū)不是主要含煤地層。中帶：主要的含煤地層，煤層厚度較大而且穩(wěn)定。為河床湖泊、沼澤相。南帶：煤層厚度減薄，常為較穩(wěn)定的煤層。為過渡相沉積。4