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煤层地质学范文1
【关键词】煤矿地质学 教学实践 教学方法
【中图分类号】P96 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）10-0071-01
前言
《煤矿地质学》是地质类专业和非地质类专业的一门非常重要的专业基础课程，是集理论、生产实践和地质研究于一体的的实用地质学教程。它涵盖的知识面非常广，内容非常丰富，既有普通地质学的内容，又重点阐述了影响煤矿建设中的地质因素，专业性突出[1-3]。开设这门课程旨在帮助学生弄清煤矿中出现的各种地质现象，并能解决煤矿建设、生产中出现的各种地质问题，具有较强的综合性、实用性和方法性。
1.提高学生学习的兴趣、增强学生求知欲
伟大的科学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”这就是说一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣，就会主动去求知、去探索、去实践，并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验。要激发学生学习的主动性，增强学生的求知欲[4]，要靠老师的正确引导：首先，要摒除学生单科单教材的思想，上课不是为了应付考试，而是要学以致用，要将理论与实践相结合；要引导学生去发现问题，从多角度有目的去解决问题。对于一群刚过20岁的学生来说，他们有足够的时间和精力去学习，但往往缺少的是耐心，如何解决这个问题，最关键的还是要提高他们的学习兴趣，满足他们的猎奇心，使师生间能够在平等和谐的气氛中进行交流和沟通，增强学生的学习主动性和求知欲。
2.注重灵活的教学方法
2.1将理论融入到课堂实验
在《煤矿地质学》教学中，安排有矿物、三大岩石的课堂实验，很多时候学生是基于看热闹的心态去看待实验，往往不能将课堂讲的理论知识和实验结合起来，好奇心过后就觉得枯燥无味。如何扭转这种现象，将课堂教学与实体融为一体，让学生能从实验课中对岩石、矿物特征有所认识，就需老师加以正确引导。在学生观察矿物标本时，要给他们详细讲解矿物的性质，特征及在生产中的应用。
如在研究煤层顶底板岩性时，要注意岩石的岩性、还要注意岩石中是否含有高岭石、蒙脱石等矿物，这些是水敏性矿物，遇水会膨胀，出现底鼓现象，影响煤层顶底板的稳定性，破坏巷道，给运输来带困难；当煤层顶板为页岩、泥岩等致密岩石，对煤层瓦斯的封盖非常有利，当煤层顶板为粗砂岩、砾岩时，对瓦斯的封盖效果差，有利于瓦斯的逸散。因此，结合岩石、矿物标本向学生进行感性知识的传授，让他们有目的的去学习，这既能提高学生们的学习兴趣，培养他们的独立观察、分析问题的能力，同时又能起到巩固原先学到的理论知识。
2.2从野外实践中将理论升华
《煤矿地质学》中的的野外实习是实践教学环节的一个重要组成部分，野外认识实习，不仅能巩固课堂上所学的基本理论知识，而且能提高学生的综合分析问题能力。学校所选的实习地点嵩山有“世界地质公园”之称，包括太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五个地质历史时期的地层，地层层序清楚，构造形迹典型，期间更经历了嵩阳运动、中岳运动等，构造特征显著，在这个地区的实习有助于帮助学生认识这些野外地质构造现象，同时要求他们能绘制嵩山大背斜要示意图，含煤地层的剖面图等，这些野外实习可以综合考察他们对地质信息的获取能力、观察能力和理论知识的综合运用能力，对他们来说是一个很好的锻炼过程，能将平时的理论知识和实践有机结合，培养他们发现问题、分析问题和解决问题的能力，同时也提高了他们的团结协作精神和吃苦耐劳品质。
2.3将理论应用于生产实践
将煤矿生产过程中遇到的典型地质构造问题作为案例对进行详尽讲解，可以增强教学内容的实效性，能够培养学生分析问题和解决问题的能力，使课堂教学能够和生产现场紧密结合，起到事半功倍的效果[5-6]。瓦斯爆炸、矿井突水，对煤矿来说是最大的两大隐形杀手，在煤矿事故中占了80%以上。让学生把历年来发生的煤矿事故进行统计，找出事故的原因，死难人数，发生比例，用数据敲响警钟，引导他们进行深入思考，激起他们的学习斗志，培养他们解决问题的能力，同时让他们明白，学习这门课这些不仅是应尽的义务，更是一份沉甸甸的责任。
3.注重教改进学手段
多媒体教学现在是高校最常用的授课方式[7]， 它具有携带信息、量大、传授速度快的特点，可以帮助教师在有限的学时内传递大量的教学信息，极大地丰富了教学内容。多媒体教学改变了传统教学中粉笔加黑板的单一、呆板的表现形式，能将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动其主动学习的积极性。在瓦斯爆炸和矿井水防治章节中，可以用播放短片的方式让学生看到瓦斯爆炸、矿井突水发生的瞬间性和危害性，从视觉上对他们起到震撼作用，这些都是传统教学方式所不具备的。
多媒体教学只是一种教学手段与模式，并不是完美无缺的，本身也存在一些不足指出，如师生间的交流明显减少，学生只满足于多媒体带来的视观感应，忽略了自身的思考问题的能力，时间久了就会降低学生发现问题的能力，这样的情况在传统教学上是不会出现的。因此，针对多媒体教学和传统教学的优缺点，采用多媒体教学与传统教学相结合的方法互补，实现教学效果质的飞跃。
参考文献：
[1]陈昌荣， 赵福祯， 刘坚.地质学基础[M].徐州：中国矿业大学出版社，1994.
[2]杨盂达， 刘新华， 王瑛等.煤矿地质学[M].北京：煤炭工业出版社， 2000.
[3]车树成，张荣伟. 煤矿地质学[M].徐州：中国矿业大学出版社，1996.
[4]许福美，吴超凡，吴志杰.《煤矿地质学》课程教学改革与实践[J].龙岩学院学报，2011，29（2）：105-108.
[5]王文峰，曾勇， 郭英海等.实用型“煤矿地质学课程建设[J]. 中国地质教育，2007，（4）：135-137.
煤层地质学范文2
关键词：煤矿矿区：地质；勘探技术
引言
煤是目前我国非常重要的能源之一,同时煤也是冶金工业和炼焦工业的重要
原料。随着煤的液化和气化技术研究的进一步深入, 以煤为原料生产燃料更进一步促使煤在能源中的比重加大, 并且在煤或煤灰中还能够提取有利用价值的金属元素如金、锗、铀、镓、钒等。煤资源埋藏于地下, 使其具有隐蔽、稀少和复杂的特点。因此,煤田资源的勘探难度大、成本高。煤田地质勘探的最终目的是为煤矿建设设计提供煤炭资源、储量和开采技术条件等提供必须的地质资料, 以便大大地减少开发风险和获得最大的经济效益。为了进一步要精确地探明矿区以煤为主的矿产资源, 发现煤田矿床并查明具体的矿体分布、矿产的质量、数量、种类、开采利用条件、技术经济评价及应用前景, 以满足国家建设或矿山企业需要的各种地质勘查工作。在煤田地质勘探过程中就必须要合理地运用各种地质科学理论, 选择高效经济的勘探技术和钻探技术, 探明地质构造、地层、煤层、煤质、储量及开采条件等,以便实现煤矿床及与含煤岩系伴生的其它有益矿产的正确评价, 进而为煤矿设计、建设和生产提供最可靠的地质资料,从而保证煤炭资源合理利用和开发。因此, 分析和研究矿区的煤田地质与勘探具有巨大的经济价值和现实需要。
1煤田矿区地质勘探概述
煤地质学是以地质理论为基础,研究关于煤、煤层、煤盆地、含煤岩系及与煤共生的其它矿产的成因、物质成分、性质及其分布规律的学科。煤田地质学与大地构造学、构造地质学、矿床学、沉积学、石油地质学及地球物理探矿等密切相关。煤田地质勘探是运用地质科学理论和技术,选择相应的方法和技术手段,以查明地质构造、地层、煤质、煤层、储量及开采条件,以便正确地评价煤矿床及与含煤岩系伴生的其它有益矿产,从而研究、分析和探测煤矿床资源,为煤矿的设计、建设和生产提供较可靠的地质资料,从而使煤炭资源能够合理地开发。
2 我国煤田地质勘探前沿问题
从我国煤田地质特点及世界先进技术的发展现状来看，我们可以看出，近年来我国煤田地质勘探前沿问题可概括为以下几个方面。
2.1 从完善矿井水防治与保水采煤研究方面来看
随着采深增大，突水事故经常出现，突水量也日益增大。由于这些煤田水文地质条件特别复杂，加之采深不断增大，浅部矿井水治理获得的一些认识往往不适应深部矿井水动力条件。因此，我国煤矿水害防治技术的发展趋势是：深入研究矿区深部岩溶水形成与运移特征，深部矿井底板岩溶水突出机理，开发突水预测预报技术；开发适应现代机械化开采的采掘区无水险水害防治技术。
2.2 从开展动态地质研究方面来看
常见的岩煤突出、瓦斯突出、冲击地压、突水、井筒破裂等井下灾害，实际上是一种动力地质现象。这些现象均与岩体应力场有关。主要起因于岩煤采掘后，原有自然条件下各种地质因素之间的平衡遭受破坏，岩体应力再分配，从而引发或诱发出这类灾害性地质现象。通过研究这些现象形成的地质机理，事先测定出采掘阶段岩体应力随时空的动态变化，就有可能预测上述动力地质现象是否会形成，确定并采取消除或减弱这些灾害
的措施。
2.3 从加强环境地质勘查与灾害地质防治方面来看
由于矿区在天然条件下以及因开发而使地质体系遭受破坏，从而可能形成一系列环境问题，如耕地破坏、水源污染、沙化，粉尘、一氧化碳、二氧化硫造成的大气污染等以及更具破坏性的灾害地质现象，如地裂、地表塌陷、滑坡乃至诱发地震。由于历史原因及煤矿不断开发，旧帐未清，新帐纷至，所产生的问题相当严重，煤矿环境问题是制约煤炭工业可持续发展的关键因素之一，今后矿区环境评价与治理将成为开发部门重要的工作内容。
2.4 从提高勘探精度来看
连续作业是煤炭工业现代化或采掘机械化和自动化的特点。这要求开发前查明所采煤层的细微变化，如煤层厚度、结构和灰分的局部细小变化。煤层及其顶底板岩石物理力学性质的局部变化等。但是，世界各国的煤炭证实储量及我国的探明储量均只主要说明煤炭的原地埋藏数量，并未充分甚至没有提供满足现代开采技术要求的开采地质信息，为适应现代机械化开采，普遍需要补充勘探。
2.5 从攻克煤层气开发难关来看
近年来许多国家正在把煤层气作为一种能源进行研究，在煤层气试验开发中，目前所遇到的问题是：多数井煤层气产率低、衰减快，钻井冲洗液污染煤层，完井后坍塌堵孔，水力压裂效果不明显，裂缝短，所占比例低，完井后采气效果差等。显然，研究我国煤层渗透率低的原因、渗透率变化规律、煤层气富集和高产因素、煤层力学稳定性和破坏规律，开发适于我国低渗率煤层的钻井、完井、采气和增产实用技术，探索我国煤层气开发有利区段的评价选择模式就成为技术攻关的重点。
3 煤矿地质勘探技术发展趋势
用发展眼光看，近年来钻探仍将成为获取“第一性”地质资料的重要手段。物探仪器日新月异，性能改进与更新迅速，向高灵敏度、高分辨率、高精确度、遥控、计算机实时控制、处理、数据分析和三维图形显示方向发展;物探方法向多维、多参数测量、多方法组合发展;计算机和信息技术将普及到地质勘探的各个专业、各个作业单元，乃至管理整个勘探系统。近年来，值得注意的煤田地质勘探技术发展趋势如下。
3 . 1 井下物探技术
对矿区落差小于5m、长度小于150m的小断层及小型褶曲,使用现有的地
面勘探方法无法查明。因此, 在采区开采前,应在井下开展工作面勘探或采区勘探,使用的方法主要是沿煤层钻进和矿井物探。另外,也应开展使用探地雷达技术, 以便更有效地定量研究岩体, 准确确定巷道周围裂隙带和断裂带深度的特征,更好地为矿区地质勘探服务。
3 . 2 水平钻进技术
更多地采用水平钻进方法沿煤层钻进,同时采用随钻测斜技术。水平钻进技术是由受控定向钻进发展而来的。目前,水平钻进技术发展迅速,既能在井下沿煤层钻进,又能在地面沿垂直一圆弧一水平线轨迹进入煤层钻进。
3 . 3 勘探手段要多样化
选用综合勘探技术,是矿区深部煤矿勘探的发展方向。综合勘探技术能够提供实用的、详细的应力场和构造图,进而使矿山设计、施工和开采提供最佳的施工方向和开采方法。在低山丘陵区和平缓的平原等有条件的地区,先要进行地面物探,了解了勘探区的基本构造形态后,再选择合理的钻探网度进行布孔,从而能够提供不仅能解决地质目的,而且比较经济的综合勘探方法。
3 . 4 推进信息化建设
由于信息技术的快速发展, 信息技术现已经在煤田地质勘探中推广应用。由于信息技术中引入了许多高新技术,如大容量存储、并行分布式处理、多媒体、工作站、神经网络和人工智能等技术,在煤田地质勘探数据的处理过程中,可以用人机对话方式分析、处理、解释和显示大量的地质勘探数据,在现场就能作预处理、选择相关参数,可以提高勘探精度。
煤层地质学范文3
关键词：矿坑涌水量， 隔水边界，映射法
Abstract: this article with the west Asia a open coal mine mine drainage precipitation, for example, using an analytical method to stable.the open coal mine mine water level was predicted. Because open pit position for a lie between water on three sides, a feed water long and narrow water storage structure, use of superposition principle of mapping, border, a simplified treatment to predict water level of purpose.
Keywords: mine yield, lie between water boundary, mapping method
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1水文地质条件
1.1含（隔）水层
该露天煤矿发育有三个含水层，从上至下为第四系沙丘潜水含水层、古近系煤层顶板承压含水层和煤层底板承压含水层，其中对露天煤矿采煤有较大影响的含水层为煤层底板承压含水层。该含水层全区发育，由松散的粗细砂岩组成，含水层平均厚度30m，赋存深度204m，静止水位标高40m，渗透系数12.24m/d,导水系数367.2 m2/d，导压系数724548m2/d。
煤层顶、底板均为泥岩，可视为隔水层。煤层顶板泥岩全区发育，厚度15-20m；煤层底板泥岩发育不稳定，局部缺失，厚度3-20m。煤层顶板泥岩在区域上对上部地下水的垂直渗透起到一定的隔水作用，而煤层底板泥岩由于发育不连续，沉积不稳定，加之煤层底板承压含水层高水压的影响，当露天开拓至煤层底板时该含水层可构成矿坑直接充水含水层。
1.2地下水补、迳、排条件及边界条件的概化
露天区对采煤有影响的主要含水层为古近系煤层底板承压含水层，其地下水的主要补给来源为北部区域的同层侧向补给，主要排泄方式为区域上少量的人工开采。
距露天区南部50km和东部70km分别有走向为东西向和近南北向正断层，断层下盘含水层被剥蚀（q=0）。西部距露天区38km为基岩隆起带，背斜轴部含水层缺失(q=0)。露天区北部约300km以外为地下水的补给区，大气降水通过煤系地层露头垂直渗透补给煤层底板含水层，并以地下迳流的方式向南部露天区补给。由于该含水层在区域上受到西测隆起、东侧和南侧的断层影响，地下水迳流缓慢，水力坡度0.09%。水位预测时将露天区西侧隆起带和东部、南部的断层视为隔水边界（详见图1），并将该含水层视为东、西、南部三面隔水的无越流补给半无限含水层。
2矿坑水位预测边界处理方法
2.1边界处理方法及公示选择
矿坑水位预测采用非稳定流解析法井群干扰理论公式。隔水边界附近的不稳定流问题按势叠加原理，采用映射法将它变为无界问题求解。所谓映射法就是假设在边界的另一侧存在着在与抽水井等距、等强度的虚拟抽水井，通过映射消除边界影响。水位预测时首先沿矿坑首采区边界布置一定数量的降水井，按矿坑采煤设计水位标高，给定设计降水时间及预计总出水量（Q=f(t)），预测矿坑水位降深，采用公式如下：
S=1/4πTiW（ui）
式中：ui― 井函数，ui=ri/4at ；S―各抽水井同时抽水时的水位降深（m）；Qi―各井设计抽水量（ m3/d）；ri―各抽水井距计算点的距离（m）：T―承压含水层的导水系数，取面积加权平均值（m2/d）；a―承压含水层的导压系数，取面积加权（m2/d）；t―设计开采时间（天）。
2.2映射次数对矿坑水位预报的影响
本次水位预测共设计疏干井25眼，总出水量为108000 m3/d,水位降深设计值168m，水位预报期限为3年。分别采用3、5、9、13次映射预测露天坑中心水位降深，预测结果分别为170.16m、174.28m、174.66m、174.66m，其中5次以上映射计算的水位降深结果比较接近， 9次映射水位降深预测结果与13次映射预测结果相等，计算结果详见表1和图1。
水位预测结果及虚拟井映射位置统计表表1
3结论
本文利用非稳定流解析法对西亚某露天煤矿矿坑疏干降水进行了水位预报，采用势叠加映射法原理将边界附近的井流问题进行了简化处理。通过不同次数映射求解，3次影设和9次映射水位预报降深相差0.50m，9次映射和13次映射预测的水位降深相等。计算结果表明，解决三面隔水的边界问题，采用映射法时至少应进行5-9次以上的映射处理，方可达到预测精度要求。此方法可供同类工程借鉴。
参考文献：
【1】薛禹群，朱学愚．地下水动力学【M】．北京：地质出版社，1979．
【2】施普德．井水量计算的理论与实践【M】．北京：地质出版社，1977．
【3】房佩贤，等．专门水文地质学【M】．长春：长春地质学院出版社，1985．
煤层地质学范文4
课题名称开题报告（宋体，三号，加粗）
简要描述课题概况，主要描述课题要完成的目标。（宋体，小四，150字以内）
一、课题研究背景（宋体，四号，加粗）
（一）工程概况（宋体，小四号）
主要描述工程的具体名称，位置建设单位，规模，技术经济参数等。（宋体，小四，300字左右）
（二）课题研究的意义（宋体，小四号）
主要描述课题研究对工程有何用途，及对本人的知识和技能的获得有何意义。（宋体，小四，200字左右）
二、课题研究内容（宋体，四号，加粗）
（一）研究的主要内容（宋体，小四号）
主要描述课题研究哪些内容，或进行哪些项目的设计或计算。（宋体，小四，300字左右）
（二）课题的研究目标（宋体，小四号）
本项目的研究目标是：（描述具体目标）（宋体，小四，100字左右）
（三）预期成果形式（宋体，小四号）
施工组织设计文本、计算书、设计说明、或图纸等，结合课题自选。
三、研究步骤及使用的关键技术（宋体，四号，加粗）
（一）研究步骤
研究步骤如下：
200×年×月-200×年×月，具体任务1
200×年×月-200×年×月，具体任务2
200×年×月-200×年×月，具体任务3
（二）关键技术
描述完成课题使用的关键技术。（宋体，小四，100字左右）
四、课题研究价值（宋体，四号，加粗）
（一）创新点
描述课题的创新点。（宋体，小四，60字左右）
（二）应用价值
描述课题的应用价值。（宋体，小四，100字左右）
五、研究条件（宋体，四号，加粗）
描述课题的具体研究条件，如基础资料情况，已经掌握了课题研究需要的知识或技能，指导老师的情况等。（宋体，小四，200字左右）
六、参考文献（宋体，四号，加粗）
1、《××××》，作者名称，××出版社，***年第*版
2、《××××》，作者名称，××出版社，***年第*版
3、《××××》，作者名称，××出版社，***年第*版
4、《××××》，作者名称，××出版社，***年第*版
5、《××××》，作者名称，杂志名称，***年第*期
大学论文开题报告格式范例：
题目：煤矿防治水管理及预防措施
一、本课题的研究目的和意义
1、选题目的：
煤矿水害是威胁煤矿安全生产的五大灾害之一，其危害程度仅次于瓦斯，矿井水害问题历来是制约煤炭资源开发和影响煤炭企业安全的重要因素，一旦发生水害，不但会给生产单位造成巨大的经济损失，也给职工生命安全造成极大的威胁。随着泉上煤矿矿井开采范围的延伸、生产能力的提高及开采深度的增加，其开采地质条件及水文地质条件将变得更为复杂，涌水量进一步增大，水害问题也更为突出，故需要对其地质条件、水文地质条件、防治水措施等重新进行分析研究。同时，通过对理论知识与实际的结合运用提高自己分析问题和解决问题的能力，为以后的学习和工作奠定基础；
2、选题意义：
本论文着眼于矿井持续快速发展与安全生产的现状要求，运用水文地质学、、矿井地质学、构造地质学、岩石学等课程的理论和方法，从充水水源、充水通道，矿井涌水量及其变化、水化学特征等方面对煤层底板灰岩承压水突水危险性进行分析研究。其研究成果，不仅可查明煤层底板水患影响程度，并对矿井制定切实可行的防治水措施，确保安全生产、提升矿井经济与社会效益均具有一定的参考价值。
二、本课题的主要研究内容（提纲）
（1）研究矿井主要地层、地质构造及其构造演化规律，查明影响矿井生产的各种水害地质因素。
（2）只有建立和形成规范的防治水技术管理秩序，才能有效地开展一系列防治水工作。
三、文献综述（国内外研究情况及其发展）
矿井突水严重威胁着矿井生产及工人安全，为此国内外专家对影响矿井突水因素和突水机理作了深入研究。这些研究总的来说，可归纳为两类，
一：以水压为主要因素，主要考虑承压含水层地下水力对隔水层的作用，如斯烈萨列夫理论、突水系数等；
二：以矿压为主要因素，试图通过研究顶底板隔水层和采动作用下的变形、破坏等特征来认识突水规律。
近年来，对于矿井突水通道，专家、学者从损伤力学、断裂力学、矿山压力学、岩体力学及构造地质学等方面做了大量工作，研究结果表明危害最大和难以准确把握的是断裂构造突水通道；对于突水机理，从“下三带”理论、矿压、大中型断层、小断层等方面做了大量工作，得出突水以承压水通过断裂构造进入矿井为主；对于突水预测，专家建立了遗传神经网络模型、GIS模型、尖点突变模型等煤矿突水预测模型但由于不同地区、不同矿区构造、水文地质条件的复杂性和多变性，迄今为止还没有一种放之四海而皆准的研究方法能对矿井突水进行有效的预测和防治。
四、拟解决的关键问题
本课题主要在充分整理研究泉上煤矿区域资料的基础上，采用地质与水文地质调查、水质分析等当今水文地质研究中行之有效的技术手段，对泉上煤矿的水文地质条件及其影响分析进行综合分析和评价，并根据分析的成果和结论提出相应的防治水措施。
五、研究思路和方法
结合历史水文资料，对水文变化、防治水措施存在的不足进行全面总结、根据历史水文资料和实际情况进行对比，进一步优化泉上煤矿防治水措施方案通过专业技术刊物及相关网站查阅相关资料和书籍依据国家现行的有关规范，包括：《煤、泥炭地质规范》、《煤矿安全规程》、《煤矿井地质工作手册》、《矿区水文地质工程地质勘探规范》等，确立相应的标准
六、本课题的进度安排
1、第1~4周现场实习调查阶段（泉上煤矿实习）
2、第5周确定毕业论文题目及提纲
3、第6周进行相关资料查阅与检索
4、第7~8周完成毕业论文开题报告
5、第9~12周完成毕业论文初稿撰写
6、第13~14周交付指导教师审查，修改完善毕业论文
七、参考文献
1、柴登榜等。矿井地质工作手册[M].北京：煤炭工业出版社，1986.
2、郭颖、李智陵等。构造地质学简明教程。中国地质大学出版社，1995.8
3、孙超主编。构造地质学[M].北京：地质出版社，1993.
4、徐星宽。矿井突水机理、水害成因与防治[J]，山东科技大学学报，2003.22
5、章至洁等。水文地质学基础[M]：中国矿业大学出版社1995.9
6、国家安全生产监督管理总局。煤矿防治水规定[S].2009.
煤层地质学范文5
化石花粉不但可以用来确定地层的年代，而且还可以提示各沉积矿产的分布规律。一般说来，各种沉积矿产的分布规律及其形成条件都直接或间接地与生物及其生活的环境有关，如各种生物遗体经过物理、化学的变化所产生的能源矿产――石油、煤，它们的形成就与化石花粉有着十分密切的关系。
第一次世界大战时期，瑞典地质学家借助于分析地层中的花粉，找到石油，引起了各国的关注。后来，美国、英国、德国、波兰、澳大利亚等国地质学家也通过分析地层中的花粉，找到煤矿、石油矿。
孢粉和石油
孢子和花粉是形成石油的原始物质――干酪根，干酪根经过热降解之后可以生成石油，干酪根热降解生油说是当前石油生成学说中最科学的一种解释。
根据我国科学家对松花粉、白皮松花粉、向日葵花粉、玉米花粉的热模拟试验，花粉能生成石油，其生油阶段可分为早期生油阶段和晚期生油阶段。
早期生成的石油主要通过纤维素和原生质的热降解形成。当温度达到300℃左右时，可以生成石油。纤维素和原生质(即细胞内含物质)在地层沉积埋藏过程中容易被细菌分解、腐蚀，或被氧化破坏，虽不能直接热解成烃类化合物，但纤维素经细菌分解后可以形成为腐殖酸，腐殖酸进一步聚合为干酪根，最后仍可以生成石油。晚期生成的石油主要是通过花粉外壁的孢粉素裂解而成，温度约在400～420℃。
根据对化石花粉的颜色和半透明度的研究，人们可以推断出石油的成熟度。因为化石花粉长期埋在地下，受长期高温的影响，随着温度的增加和时间的延长，化石花粉的颜色逐渐变深，半透明度逐渐加大。有研究表明，地层厚度在1900米以上的地层中，化石花粉的颜色多为黄色；当深度超过1900米时，地层中化石花粉的颜色则变为棕黄色。化石花粉的各项化验指标在1900米处均有明显变化。因此，1900米的深度是有机质由未成熟向成熟并开始大量转化成油气的分界线。由此可以判断，在1900米以上的地层中，化石花粉因颜色浅，不能生成石油；而到了1900米以下的地层中，化石花粉则可以生成石油。
据科学家对大庆油田的研究，化石花粉半透明度在地层中的变化规律为：在1000米以上的地层中，化石花粉的半透明度为50％，古温度小于60℃，有机质属未成熟阶段，不能生成石油：在深度相当于1000～2000米的地层中，化石花粉的半透明度变为45％，古温度为60～110℃，有机质处于低成熟阶段，形成重质油；当埋藏深度在2000～4000米时，化石花粉的半透明度为25％～35％，古温度为110～170℃，有机质属于高成熟阶段，生成轻质油；当埋藏深度超过4000米时，化石花粉的半透明度小于25％，古温度大于170℃，有机质属于过成熟阶段，只能生成干气。由此可见，根据化石花粉的半透明度在地层中的变化规律，能有效判断有机质的成熟度，以及划分石油的生成阶段。
另外，根据化石花粉在地层中的运移规律，可以判断出原油的流动方向和石油原生油的来源地。据研究，化石花粉由于形体微小且大量存在于原油之中，当原油生成之后向某一处流动时，包含在原油中的大量化石花粉也必然随原油一同流动。科学家们通过对原油中化石花粉的研究，可以判断出哪些化石花粉是该储油地层中固有的，哪些是随着石油运移过来的。
当前，根据孢粉的颜色来推断石油的成熟度，并用来指导石油勘探的方法，已被世界上许多石油公司广泛采用。
化石花粉和煤
化石花粉不但和石油的生成有着密切的关系，而且和煤的生成也有着十分紧密的关联。
煤是植物在高温、高压之下经过长期物理、化学作用而形成的。因此，在煤中必然含有大量化石花粉。只要对含煤地层中的化石花粉进行研究，人们就能知道煤是由哪些植物变成的。
研究化石花粉不但能定出在煤中各种造煤植物的名称，从而确定煤的物质组成，而且通过对造煤植物花粉的研究，还可以确定煤生成的时代。
据对植物化石和花粉化石的研究，我国地质历史上共出现三大造煤期：最早的一次大规模造煤时期，为距今约2亿年左右的晚古生代造煤期，在地质学上称为石炭纪一二叠纪造煤时期。当时主要的造煤植物为高大的乔木类植物，如鳞木和封卵木，以及众多的晚古生代的种子蕨植物。地质史上第二个造煤期，发生在中生代的三叠纪、侏罗纪和早白垩纪，距今约2亿年到1亿多年。造煤植物主要为松柏类植物和各种真蕨植物，如高大的古老松树和数量众多的真蕨类桫椤树蕨。第三次大规模造煤期为距今约5000多万年前的早第三纪，当时的主要造煤植物为松柏类和各种乔木类的被子植物。
对煤系地层中化石花粉的研究，还可以进行各个煤层之间的对比，以便确定地层中煤层的多少以及煤层厚度的变化。
化石花粉与其他矿产
对化石花粉的研究，还可以确定其他沉积矿产形成的古环境条件，如石膏、钾盐、岩盐等由卤族元素形成的矿石。根据对其中化石花粉的研究可以确定，这些矿产都是在干旱的古气候下形成的。由于当时大气中的降水量远远小于水的蒸发量，随着湖泊水量的逐渐蒸发，湖水减少的同时，便会萌发出一系列卤族元素形成的矿石，如石膏、钾盐、岩盐等。
另外，根据对现代植物花粉的研究，也可以为寻找各种金属矿产提供线索。多年来，一些地质学家、古生物学家都是利用指示植物及其所产生的花粉来寻找某些金属含量特别高的地带和矿脉(特别是一些金属铜、铅、锌矿产)的分布。
所谓指示植物，是指在一定的地区范围内可以指示某种特定环境或特定情况下的植物属性和群落。根据指示植物及其花粉的特征，结合植物调查及土壤表土中花粉分析，即可判断某些金属矿产分布的规律，直接为找矿服务。
1975年，英国科学家平森特博士注意起新鲜的花粉来。他认为，分析这些花粉的成分，同样可以帮助找矿。他的研究方法十分有趣。每到一地，便捕捉那里的蜜蜂。蜜蜂是花粉的天然采集者。从蜜蜂腿上，可以取到成团的花粉球。平森特博士用光谱分析法分析花粉球的成分。有一次，他发觉花粉中的含铅量比平常增加了4～9倍。根据蜜蜂提供的这一信息，在当地发现了铅矿。
平森特博士的发现，为找矿提供了一种新奇的方法。有人照他的方法去做，查出来几个地方的花粉中金、汞、锌、砷含量明显偏高，结果找到了金矿、汞矿、锌矿、砷矿。
煤层地质学范文6
关键词：矿山地质构造煤层顶板煤层冒落
中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：
一、 矿井概况
坑柄煤矿位于龙岩市城区西北方位，直距约12公里，行政隶属龙岩市新罗区龙门镇内坂村，矿区区间经纬度坐标：东经116°47′0″―116°53′0″，北纬25°07′30″―25°10′10″，矿区面积为3.8765Km2。矿井核定生产能力15万吨/年，采用平硐暗斜井开拓方式，矿井主要开采童子岩组三段煤层。
1.煤层顶板岩石工程地质特征
主要可采煤层顶底板岩性，煤层：直接顶板为砂质泥岩，较稳定，裂隙不甚发育，具伪顶、伪底，但不易塌落。
上煤层：顶板多为砂质泥岩，较稳定，不易塌落。三煤层：顶板多为砂质泥岩，较稳定，不易塌落。
七煤层：顶板砂质泥岩或泥质砂岩，较完整，不易塌落。
二十八煤层：直接顶板为砂质泥岩，时为细砂岩，较稳定，裂隙不甚发育，具伪顶，但不易塌落，易维护。
2.煤层顶底板类别
坑柄煤矿开采对煤层顶底板的控制对象分为：伪顶、直接顶、老顶及直接底。这是最常用的矿山煤矿顶底板分类，各类的基本含义如下：
伪顶：紧贴煤层之上，极易垮落的较薄煤岩层。它由炭质页岩软弱岩层组成，厚度小于0.5m，其特征是随采煤而垮落。
直接顶：位于伪顶或煤层之上的一层或几层不同的或相同的岩层。一般由泥质页岩、页岩、砂质页岩等不稳定岩层组成，具有随回柱放顶而垮落的特征。其厚度是指回放顶后能在采空区自行垮落的岩层厚度。
老顶：位于直接顶之上的岩层，由砂岩、砂砾岩等坚硬岩石组成，其厚度大于2m，岩层内节理裂隙不发育，自然分层比较大，整体性较强。
直接底：直接底是位于开采层下面的岩层。当它为坚硬岩石时，可作为采面支柱的良好底座；如为泥页岩等松软岩层时，则常造成底鼓和支柱插入底板等现象;在急倾斜煤层时，直接底还可能出现沿倾斜滑动的现象。
二、矿山顶板事故的地质原因分析
1.顶板岩性岩相组合导致顶板事故
由于沉积环境的变化，造成顶底板岩性的不稳定，形成复合顶板。顶底板组合形成了下软上硬的岩层结构，中间夹一层松软岩层。当回采工作面支架的初撑力不够时，软岩层就容易离层，又由于原生和采动裂隙所切割，顶板软岩中形成一个多面体岩块，当多面体岩块倾斜下方冒空区或工作面按伪倾斜布置时，多面体向倾斜下方或向采空区有去路，就会发生推垮性冒落。这类事故发生前，因预兆不明显，又是在回柱时突然发生，所以灾害性特别严重。
2.地质构造导致顶板事故
在大断层两侧，往往伴生中、小断层和裂隙，其形状大致与主断层相近，落差在1-2米，在顶底板为厚层砂岩的工作面最常见。尽管断层落差小，不影响工作面的布置和开采，但在顶底板岩层中产生了薄弱面，特别是小断层密集区段，两条不同倾向的小断层可产生离层三角岩块，对顶板管理危害极大。
3.上下岩层岩性结构差别导致顶板事故
对巷道掘进来说，围岩的岩性结构很大程度上决定了巷道的稳定性，成分单一的块状结构砂岩组成的岩体，巷道稳定性好，含有软弱黏土夹层的岩体，巷道稳定性差，容易片帮或掉块。
4.岩浆侵入导致顶板事故
岩浆侵入不但破坏了岩层的连续性和完整性，而且岩浆侵入岩层所形成的岩体，其边缘极不规则，在侵入体前缘的岩层中往往出现特殊的揉皱现象，具有漩涡状褶曲等小构造。如果没有掌握岩浆侵入体分布的特征和接触变质的规律，如果支护不当，容易发生局部冒顶现象。
三、可采煤层的顶底的特征
坑柄矿区主要可采煤层的顶板以砂质泥岩为主，其次为粉砂岩和细砂岩，底板以粉砂岩为主。据物理力学测试成果，岩石的抗压强度与层位、深度、容重的关系不明显，主要与岩性有关。泥岩强度最低，砂质泥岩次低，砂岩类强度高。砂岩类中砂岩和细砂岩强度最高。
四、生产中遇到的工程地质问题及解决方法
1.复合顶板的控制问题
复合顶板又称离层型顶板，由下软上硬岩层组成，下部软岩层易于上部硬岩层离层。 坑柄矿的3#煤层多为复合顶板，因此，直接顶难以支托住，顶板容易冒落，严重影响生产与煤质。通过多年的实践，对复合顶板的冒落规律及管理取得了许多经验，已能较好地控制复合顶板。
2.顶板砂岩体相变问题煤层顶板砂岩为网状、掌状时，砂岩分布、厚度变化与原生沉积环境有较大关系，常常相变为砂质泥岩或粗粉砂岩。煤矿开采表明，顶板异常冒落往往发生在砂岩体相变的部位。通过多年研究煤层顶板砂岩岩体的分布范围，分析了岩相变化与开采矿压显示的关系，进行有效的顶板控制与管理已取得初步的成果。
五、结束语
防治矿山顶板事故是矿山开采过程中的重头戏，必须认真研究顶底特征，掌握发生顶板事故的各原因及其内在联系，做好预测工作 。广大生产技术人员必须对矿区地质构造和顶底板特性认真研究，掌握其与顶板事故的内在联系，采取符合本矿区实际的科学对策，矿山顶板事故才可以得到有效防范。
参考文献：
