全书共十二章，依据三部分撰写：与煤矿建设、生产有关的基础地质理论和煤矿应用矿井地质工程技术以及煤矿勘探、开采过程中的地质方法手段。其中基础地质理论部分包括地球概况、地质作用、矿物岩石、古生物地史、地质构造、煤与含煤岩系等；应用矿井地质工程技术部分包括影响煤矿生产的主要地质因素、矿井水文地质与水害防治、地质勘查、地质编录、煤炭资源／储量估算与管理、煤矿地质环境保护与治理恢复等

   国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局于2013年颁发的法规文件《煤矿地质工作规定》首次指出:煤矿地质工作,是指在原勘探报告的基础上,从煤矿基本建设开始直到闭坑为止的全部地质工作。同时,上述法规文件对煤矿地质工作的主要任务亦做出了明确的具体的规定———“研究煤矿地层、地质构造、煤层、煤质、瓦斯、水文地质等地质特征及其变化规律,开展地质类型划分”;“查明影响煤矿安全生产的各种隐蔽致灾地质因素,做好相应的预测预报工作”;“进行地质补充调查与勘探、地质观测、资料编录和综合分析,提供煤矿建设和生产各个阶段所需的地质资料,解决煤矿安全生产中的各种地质问题”;“估算和核实煤矿煤炭资源/储量以及煤矿瓦斯(煤层气)资源/储量,掌握资源/储量动态,为合理安排生产提供可靠依据”;“调查、研究煤矿含煤地层中共(伴)生矿产的赋存情况和开采利用价值”。这就从法律法规高度上为煤矿地质工作指明了方向,规范了任务,规定了方法。

    煤矿地质工作在煤矿建设和生产中的作用不言而喻。可以说,煤矿地质工作是煤矿建设顺利开展和煤矿生产安全运行的基本保障,因此煤矿地质工作又被称为煤矿安全高效生产的地质保障系统或地质保障技术。煤矿地质学是地质学的一个重要分支,经过几十年的教学应用和现场安全生产的实际考验,现在已经发展成为一门重要的实践应用学科,煤矿地质学在煤矿设计、开拓掘进、采煤生产、煤矿安全(涉及瓦斯和煤与瓦斯突出、水文地质及煤矿防治水、矿井火灾、冲击地压、煤层顶板稳定性等防灾减灾方面)和煤共(伴)生矿产资源综合利用等方面发挥着显著作用,取得了巨大的经济效益和社会效益。

    随着时代发展和社会进步的步伐,随着煤炭资源的开发向高产出、低消耗、高附加值、低投入的方向发展,以及煤炭的洁净利用技术和煤矿地质环境问题日益受到人们重视,现实对煤矿地质工作提出了更高、更新的要求,同时也为煤矿地质学的发展提供了广阔的发展空间。

    本教材作为普通高等教育国家级规划教材选题,在编写过程中编者特别注意做到了与时俱进、把握时代发展的脉搏,着力突出现实教学安排和煤矿现场安全生产急需,努力宣贯三大“规定”和一大“规程”[即《防治煤与瓦斯突出规定》(2009)、《煤矿防治水规定》(2009)、《煤矿地质工作规定》(2013)、《煤矿安全规程》(2016年修订)],全面采用最新(现行)国家技术标准和行业标准,尽量收入最新的相关地质信息和技术,努力塑造本教材的鲜明时代特色。

    本教材在宏观结构上分为“基础地质编”和“煤矿地质编”两大部分,另外加设了“附录”。作为煤炭普通高等教育非地质专业使用的地质教材,“基础地质编”的设置十分必要。它简明扼要地介绍了地球和地质作用,矿物、岩石和矿床,地层、古生物和地史,煤田地质,构造地质,煤炭地质勘查等十多种经典地质学科知识,以便为煤矿地质学的教学乃至学生今后就业的专业实践打下坚实的地质理论基础。该部分教材内容的编写均照顾到了各个学科的完整知识体系,做到了既适合教学中选用又适合学生自学。而对于“煤矿地质编”的编写,则是在全面介绍煤矿地质工作的内容和方法、水文地质工作和煤矿防治水、防治煤与瓦斯突出、煤矿环境地质工作、煤矿地质信息化工作等主要内容基础上,重点叙述了煤矿地质工作的任务和解决煤矿建设及生产中常见的地质问题,显示出本教材的鲜明实用性和实践特征。

    另外,本教材设置的“附录一”和“附录二”也是教材中不可或缺的重要内容,具有不可替代的作用。本教材体例科学、取材精当、学术前沿、内容丰富、文字流畅、图文并茂,突出了“三基”(基础理论、基础知识、基本技能)培养,具有鲜明的时代感和应用性,既适合作教学用书,又适合作学生自学的范本。本教材的写作分工如下———第一章和第九章由郭英海编写;第二章、第七章、第八章、第十章由李壮福编写;第三章、第四章由曾勇编写;第五章、第六章、第十一章和附录由朱炎铭编写,最后由朱炎铭统稿定稿。

    由于作者水平所限,书中难免存在错误和不足之处,恳请读者批评指正。

编 者

2016年8月

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前 言……………………………………………………………………………………… 编者

基础地质编

第一章 地球概述和地质作用………………………………………………………………… 3

第一节 地球的基本知识………………………………………………………………… 3

第二节 地球的主要物理性质………………………………………………………… 10

第三节 地球的层圈构造……………………………………………………………… 16

第四节 内力地质作用………………………………………………………………… 24

第五节 外力地质作用………………………………………………………………… 42

第二章 矿物、岩石和矿床…………………………………………………………………… 57

第一节 矿物…………………………………………………………………………… 57

第二节 火成岩………………………………………………………………………… 78

第三节 沉积岩………………………………………………………………………… 87

第四节 变质岩………………………………………………………………………… 102

第五节 矿床…………………………………………………………………………… 108

第三章 地层、古生物和地史……………………………………………………………… 114

第一节 地层导言……………………………………………………………………… 114

第二节 古生物简介…………………………………………………………………… 124

第三节 地史概要……………………………………………………………………… 141

第四章 煤田地质…………………………………………………………………………… 156

第一节 聚煤条件和成煤作用………………………………………………………… 156

第二节 煤的物质组成、性质和分类………………………………………………… 160

第三节 煤层、含煤岩系和煤田……………………………………………………… 173

第四节 中国的聚煤期和聚煤区……………………………………………………… 179

第五章 构造地质…………………………………………………………………………… 185

第一节 岩层的产状…………………………………………………………………… 185

第二节 褶皱构造……………………………………………………………………… 192

第三节 断裂构造……………………………………………………………………… 201

第六章 煤炭地质勘查……………………………………………………………………… 212

第一节 煤炭地质勘查的目的、任务和基本原则…………………………………… 212

第二节 煤炭地质勘查的阶段划分…………………………………………………… 213

第三节 煤炭地质勘查的技术和工程布置…………………………………………… 215

第四节 煤炭资源/储量的分类……………………………………………………… 224

煤矿地质编

第七章 煤矿地质工作……………………………………………………………………… 231

第一节 煤矿地质工作的原则和主要任务…………………………………………… 231

第二节 煤矿地质类型的划分………………………………………………………… 231

第三节 煤矿地质补充调查和煤矿隐蔽致灾地质因素普查………………………… 235

第四节 煤矿地质观测和综合分析…………………………………………………… 236

第五节 煤矿地质各阶段的地质工作………………………………………………… 240

第八章 煤矿建设和生产中常见的地质问题……………………………………………… 246

第一节 煤层厚度变化问题…………………………………………………………… 246

第二节 地质构造变化问题…………………………………………………………… 250

第三节 火成岩侵入体问题…………………………………………………………… 268

第四节 岩溶陷落柱问题……………………………………………………………… 271

第五节 矿井瓦斯问题………………………………………………………………… 275

第六节 地热问题……………………………………………………………………… 282

第七节 煤矿资源/储量管理问题…………………………………………………… 285

第九章 水文地质和煤矿防治水…………………………………………………………… 295

第一节 地下水基础知识……………………………………………………………… 295

第二节 矿井的充水条件……………………………………………………………… 304

第三节 矿井水文地质观测和煤矿防治水…………………………………………… 308

第十章 煤矿环境地质……………………………………………………………………… 319

第一节 煤矿环境地质的研究内容…………………………………………………… 319

第二节 煤矿环境污染的因素和危害………………………………………………… 320

第三节 煤矿地质环境的监测和质量评价…………………………………………… 329

第四节 煤矿环境地质工作…………………………………………………………… 334

第十一章 煤矿地质信息化工作…………………………………………………………… 339

第一节 煤矿地质信息化工作………………………………………………………… 339

第二节 煤矿物探……………………………………………………………………… 340

第三节 数学地质……………………………………………………………………… 342

第四节 数字矿山……………………………………………………………………… 351

附 录

附录一 《煤矿地质工作规定》附录………………………………………………………… 359

附录二 基本地质图件的认识和阅读……………………………………………………… 369

参考文献……………………………………………………………………………………… 392

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