煤矿地质学培训教材.docx
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煤矿地质学培训教材
《煤矿地质学》
一、绪论
（一）地质学的研究对象和任务
地质学是研究地球的一门自然科学。
当前主要是研究固体地球的外层——岩石圈，研究的内容包括：
地球内部组成物质的成分及其形成、分布和演化规律；地球内部结构和构造；地表形态的发展过程及其发育规律；勘察地下资源的方法等。
地质学成为一门独立学科已有近二百年的历史。
随着生产的发展，其任务越来越需要分出专门学科分别承担。
这些学科有以下几个方面：
1、研究岩石圈的物质成分及其形成、分布和变化规律方面有矿物学、岩石学、矿床学、地球化学等。
2、研究岩石圈的结构、构造和地表形态的变化特征及发展规律方面有构造地质学、大地构造学、地质力学、地貌学、动力地质学等。
3、研究岩石圈的形成历史、发展规律以及生物界演化特征方面有地文学、古生物学、地层学等。
4、研究矿产资源的调查及勘探理论与方法方面的学科有地质矿产调查与勘探、地球物理探矿、探矿工程、遥感地质、水文及土程地质等。
5、研究地球其它方面的学科有海洋地质学、地震地质学、深部地质学、地热地质学、环境地质学等。
（二）煤矿地质学的研究对象
煤矿地质学的研究对象主要是煤矿建设、生产过程中出现的各种地质问题，包括煤层赋存、地质构造、水文地质、工程地质、瓦斯地质、煤尘等方面的情况。
煤矿地质学运用地质学的基础理论，查明影响煤矿建设、生产的各种地质因素及其规律性，研究相应的处理方案和措施，保证煤炭资源的正常开采与合理利用。
（三）煤矿地质学的任务
煤矿地质学的任务是研究从矿井基本建设开始直至开采结束为止全过程中的所有地质现象，找出其规律，解决煤矿建设、生产中出现的各种地质问题。
煤矿地质学的主要任务如下：
1、研究煤矿地质规律：
根据地质勘探部门提供的原始地质资料和煤矿建设生产中披露出来的地质现象,研究矿区煤系地层、地质构造、煤层和煤质的变化规律，查明影响煤矿建设、生产的各种地质因素。
2、矿井地质工作：
进行矿井地质勘探、地质观察、地质编录和综合分析，提交煤矿建设、生产各阶段所需的地质资料，处理采掘工作中的地质问题。
3、矿井储量管理：
计算和核实矿井储量，测定和统计储量动态，分析储量损失，编制矿井储量表，为提高矿井储量级别和扩大矿井储量提供依据，为生产正常接替、资源合理利用服务。
4、水文地质调查：
地面与井下相结合，开展矿区水文地质调查。
查明矿井水的来源、两水通道、涌水量大小及其影响因素与变化规律，研究和制定防治水措施与方案，同时为煤矿生产、生活寻找和提供优质水源。
5、地质灾害预测预报对危及煤矿建设生产的各种地质灾害，如瓦斯突出、水害、热害、煤尘、崩塌、滑坡等，查明其形成机理，对各类地质灾害的分布范围、突发时间及危害程度进行预测预报，提出防范措施与治理方案。
6、环境地质调查：
开展矿区（井）环境地质调查工作，查明污染矿区（井）环境的地质因素及其危害程度，研究环境地质的治理措施，配合环保部门提出矿区（井）环境保护方案。
7、矿产资源综合利用：
调查研究煤系地层中伴生矿产资源的性质、特征、储量、分布规律和利用价值，为化废为宝、综合利用、保护环境、提高煤矿经济效益提供依据。
二、地质作用
地球的物质组成、内部构造和外部形态时刻都在变化着，只是这种变化，有些进行得快，易于被人们觉察和观测，如地震和火山活动等；有些则进行得十分缓慢，不易被人们发现，如岩石的风化、地壳大范围的升降和水平运动等。
这些由自然动力促使地球物质组成、内部构造和外部形态发生变化与发展的过程称为地质作用。
其中，作用于整个地壳或岩石圈，能源主要来自地球本身的称内力地质作用；作用于地壳表层，能源主要来自地球以外的称外力地质作用。
（一）内力地质作用
主要由地球旋转、重力、放射性元素蜕变、地热以及结晶相变、化学性质活泼的流体等在地球内部产生的动力，促使地壳或岩石圈的物质组成、内部构造及外部形态发生变化的过程称为内力地质作用。
按作用的性质和方式，内力地质作用可分为构造运动、地震作用、岩浆作用和变质作用等。
1、构造运动
由地球内动力引起地壳（或岩石圈）组成物质变形变位的机械运移过程称构造运动。
构造运动控制着地表海陆分布的轮廓和地形，改变着岩石的原始产状，形成形式多样的地质构造及其组合。
根据构造运动发生的时期，又将发生在晚第三纪末以来的构造运动称为新构造运动，其中人类历史时期至现代的新构造运动，还称为现代构造运动。
2、地震作用
地震是构造运动的综合表现形式之一。
它是岩石圈内积聚的能量聚然释放而引起的大地颤抖。
按成因可分为陷落地震、构造地震、火山地震。
3、岩浆作用
岩浆是饱含挥发组分、过热水及蒸汽的硅酸盐熔融体。
它在地壳深处或上地幔处于高温高压的相对平衡状态，具有极大的活动性。
当局部温度或压力稍有变化，岩浆就向压力较小的地带运移，沿岩石裂缝或薄弱带上升，侵入岩石圈上部甚至喷出地表。
岩浆在上升运移中与围岩相互作用，不断地改变自身的化学成分和物理状态，最后在一定的温度、压力条件下冷凝固结成各种火成岩及相关的金属、非金属矿产。
这种岩浆形成、活动直至冷凝成岩的过程称为岩浆作用。
岩浆作用可分为喷出作用和侵入作用。
4、变质作用
变质作用是指地壳中原有的岩石受物理和化学条件变化的影响，使其结构、构造和矿物成分等发生变化而形成一种新的岩石的过程。
变质作用不仅改造了原岩，也改造了原有矿床，甚至形成新的矿床，所以，变质作用也是重要的成矿作用。
大量金属和非金属矿产都与变质作用有关并赋存于变质岩中，如铁矿、磷矿、石墨矿、滑石矿等。
（二）外力地质作用
大气、水和生物在太阳辐射能、重力能和日月引力等影响下产生的动力对地壳表层进行的各种作用，统称外力地质作用。
按作用的方式及其产物，外力地质作用可分为风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩作用等。
外力地质作用夷平地表，重塑地表形态，并引起地表物质的迁移、分散和富集。
1、风化作用
风化作用是指岩石在地表条件下，由于温度变化，水或水溶液以及生物活动等影响而发生的机械破裂和化学分解作用。
可分为物理风化、化学风化和生物风化三种类型。
2、剥蚀作用
剥蚀作用是指地表水体、地下水、冰川和风等介质在运动状态下对地壳表层岩石进行破坏并将破坏产物搬走的过程。
剥蚀作用按运动介质和方式可分为许多类型，其中主要有风地表流水、海水、地下水的剥蚀作用和冰川的刨蚀作用等。
3、搬运作用
风化、剥蚀作用的产物，被流水、海洋、风、冰川等运动介质以机械或化学的方式转移到他处的过程称为搬运作用。
搬运过程中被搬运物质也经受着不断的改造、分选或分异。
4、沉积作用
搬运过程中的物质，由于搬运介质能量减弱或物理化学条件的改变以及生物作用等因素的影响，在适当的环境停顿堆积的过程称为沉积作用。
沉积作用按沉积地域可分为海洋沉积和陆地沉积；按沉积方式有机械沉积、化学沉积和生物化学沉积等。
5、成岩作用
松散沉积物被覆盖与原介质隔绝逐渐固结成岩，直至遭受变质作用或风化作用之前的各种物理，化学、生物作用统称为沉积岩的成岩作用。
成岩作用的主要方式有压固、胶结和重结晶等。
三、矿物
（一）矿物的概念
矿物是由一种或多种元素在各种地质作用下形成的自然产物。
具有比较固定的化学成分，绝大多数矿物内部质点有序排列（晶体矿物）。
其状态以是固态为主，有少数矿物为液态和气态。
（二）矿物的主要特点和性质
不同的矿物具有不同的特征与性质，在地质工作中可以根据其不同的特征与性质来识别和鉴定矿物。
1、矿物的形态
在相同的生长条件下，一定成分的同种矿物往往呈现相同的形态，这种性质称为矿物的结晶习性。
自然界部分矿物是以单个晶体产出的，但多数矿物是以集合体形式出现。
2、矿物的光学性质
矿物的光学性质，是指矿物对自然光的吸收、反射、折射等所表现出的各种性质。
主要有矿物的颜色、条痕、光泽、透明度等。
1）颜色
矿物的颜色是矿物最直观的光学性质，是鉴定矿物的重要标志。
矿物的颜色可以分为白色、他色、假色三种。
自色：
矿物自身固有的颜色，是由矿物的化学成分与内部结构所决定的，对同一种矿物而言，自色一般比较固定。
例如黄铁矿的浅铜黄色，方铅矿的铅灰色，孔雀石的翠绿色，雌黄的黄色等，具有重要的鉴定意义。
他色：
矿物内部的气液包裹体或带色的机械混人物而引起的一种颜色。
他色与矿物的化学成分与内部结构无关。
假色：
由于某种物理光学过程引起矿物呈色的现象，与矿物的化学成分与内部结构无关。
2）条痕
条痕是矿物粉末的颜色，即矿物在条痕板（白色无釉瓷板）上擦划后留下粉末的颜色。
矿物的条痕消除了假色，减弱了他色，因而比矿物颗粒的颜色更为稳定，因而更有鉴定意义。
条痕对鉴定不透明矿物至关重要。
3）光泽
矿物的光泽指矿物表面反射可见光的能力。
矿物表面反射可见光由强到弱，其光泽可分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽等四类。
4）透明度
矿物的透明度指矿物透过可见光波的程度。
金属矿物吸收率高，一般都不透明；非金属矿物吸收率低，一般都透明。
矿物越薄，透明度越高；反之亦然，例如极薄的金箔也能透过部分可见光波。
3、矿物的力学性质
矿物的力学性质是指矿物在外力作用之下所表现的性质。
主要有硬度、解理、断口等。
1）硬度
矿物的硬度是指矿物抵抗外力作用（如刻划、压入、研磨等）的机械强度。
确定矿物的硬度一般采用摩氏硬度为计量标准。
摩氏硬度亦称相对硬度。
FriedrichMohsl882年提出通过矿物的相互刻划、比较来确定矿物的相对硬度，并将10种矿物按硬度相对大小排列为10个等级，它们从1级到10级分别为：
①滑石；②石膏；②方解石；④萤石；⑤磷灰石；⑧正长石；⑦石英3⑧黄玉⑨刚玉；⑩金刚石。
人们将以上10种标准硬度矿物称为摩氏硬度计。
此外，指甲的硬度为2.5，小钢刀的硬度为5.5。
2）解理
矿物的解理是指矿物在外力打击之下，总是沿一定方向裂开成光滑平面的性质。
裂开的光滑平面称为解理面。
3）断口
矿物的断口指矿物在外力作用下在任意方向产生不平整断面的性质。
断口无论在结晶质或非晶质矿物中都可能出现。
具有良好解理的矿物受力时极易沿解理方向裂开，在解理面上难看到断口，所以断口与解理互为消长关系，即解理发育的矿物难于出现断口，易出现断口的矿物解理不发育。
4、矿物的其它性质
1）相对密度
矿物的相对密度是指纯净的单矿物在空气中的重量与4℃时同体积水的重量之比矿物的相对密度相差甚大，小的不到1，大的可达22以上，但多数矿物的相对密度在2—3.5之间。
2）磁性
矿物的磁性是指矿物在外磁场作用下被吸引或排斥的性质。
四、岩石分类
岩石是由一种或一种以上的矿物或岩屑组成的有规律的集合体，是地质作用的产物。
岩石是组成岩石圈的基本单位。
岩石类型复杂多样，按岩石形成的自然作用类型，可将它们分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类。
（一）岩浆岩
岩浆岩是由来自地球内部的熔融物质，在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石。
当岩浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石，称喷出岩或称火山岩。
常见的火山岩有玄武岩、安山岩和流纹岩等。
当岩浆上升未达地表而在地壳一定深度凝结而形成的岩石称侵入岩，按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩。
花岗岩、辉长岩、闪长岩是典型的深成岩。
花岗斑岩、辉长玢岩和闪长玢岩是常见的浅成岩。
根据化学组分又可将岩浆岩分为超基性岩（SiO2，小于45%）、基性岩（SiO2，45%～52%）、中性岩（SiO2，52%～65%）、酸性岩（SiO2，大于65%）和碱性岩（含有特殊碱性矿物，SiO2，52%～66%）。
（二）沉积岩
在地表常温、常压条件下，由风化物质、火山碎屑、有机物及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩作用形成的层状岩石。
组成沉积岩的物质来自陆地上已生成的各类岩石，它们称为沉积岩的母岩（或源岩）。
除以上母岩外，火山喷出物、生物物质、水体中的化学沉淀物也是沉积岩的组成部分，在一定条件下，沉积岩中还有宇宙物质加入。
按成因可分为碎屑岩、粘土岩和化学岩（包括生物化学岩）。
常见的沉积岩有砾岩、砂岩、泥岩、页岩、石灰岩、白云岩、硅质岩、铁质岩、磷质岩等。
沉积岩在地表分布则甚广，约占陆地面积的75%，而海底几乎全部为沉积物所覆盖。
（三）变质岩
地壳内早先形成的岩石（岩浆岩、沉积岩）为适应新的温度和压力条件，在不断发生整体熔融的固态前提下，矿物成分和岩石结构发生不同程度的变化，称为变质作用。
经过变质作用后形成的岩石称变质岩。
变质岩形成后还可经历新的变质作用过程，有的变质岩是多次变质作用的产物。
根据变质作用类型的不同，可将变质岩分为5类：
动力变质岩、接触变质岩、区域变质岩、混合岩和交代变质岩。
常见的变质岩有糜棱岩、碎裂岩、角岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩、角闪岩、片粒岩、榴辉岩、混合岩等。
虽然岩浆岩和变质岩都是内生地质作用的产物，但两者的形成机制和特征有很大的不同。
它们之间的主要区别是：
前者主要是从流体相（岩浆）结晶转变成固相（岩石）的降温过程产物；后者主要经历了温度和压力的变化，是从一种固相转变为另一种固相的结晶过程。
沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用成为变质岩。
在地球表面，岩浆岩、变质岩又可以通过风化——搬运——沉积转变成沉积岩；变质岩、沉积岩进入地下深处，在一定的温度压力条件下熔融成岩浆，再经历冷却结晶作用又可生成岩浆岩。
因此，在地壳——地幔范围内，三类岩石处于不断循环演化过程中。
五、地层系统与地质年代
地层是指在某一地质年代因岩浆活动形成的岩体及沉积作用形成的地层的总称。
所谓的地层是指在地壳发展过程中形成的各种成层和非成层岩石的总称。
从岩性上讲，地层包括各种沉积岩、岩浆岩和变质岩；从时代上讲，地层有老有新，具有时间的概念。
地壳是由一层一层的岩石构成的。
这种在地壳发展过程中所形成的各种成层岩石（包括松散沉积层）及其间的非成层岩石的系统总称，叫做地层系统。
地层系统按等级划分为宇、界、系、统、阶、亚阶等六个地层单位。
地层系统分类的第一级是“宇”，分为隐生宇（现已该称太古宇和元古宇）和显生宇。
地质年代就是指地球上各种地质事件发生的时代。
它包含两方面含义：
其一是指各地质事件发生的先后顺序，称为相对地质年代；其二是指各地质事件发生的距今年龄，由于主要是运用同位素技术，称为同位素地质年龄。
这两方面结合，才构成对地质事件及地球、地壳演变时代的完整认识，地质年代表正是在此基础上建立起来的。
地球的历史按等级划分为：
宙、代、纪、世、期、亚期等六个地质年代单位。
地质年代分期的第一级是宙，分为隐生宙（现已该称太古宙和元古宙）和显生宙。
地质年代的划分和研究，是通过岩石和化石的历史来确定的。
详见以下地质系统和地质年代表。
表1地质系统和地质年代表
宙
（宇）
代
（届）
纪
（系）
世
（统）
代号
距今大约年代
（百万年）
显
生
宙
（宇）
新
生
代
（届）
Kz
第四纪（系）
全新世（统）
Q
現代--0.01
更新世（统）
0.01--1.8
新近纪（系）
上新世（统）
N
1.8--5.3
中新世（统）
5.3--23.8
古近纪（系）
渐新世（统）
E
23.8--33.7
始新世（统）
33.7--55
古新世（统）
55--65.5
中
生
代
（届）
Mz
白垩纪（系）
K
65.5--142
侏罗纪（系）
J
142--205
三叠纪（系）
T
205--250
古
生
代
（届）
Pz
二叠纪（系）
P
250--292
石炭纪（系）
C
292--354
泥盆纪（系）
D
354--417
志留纪（系）
S
417--440
奥陶纪（系）
O
440--495
寒武纪（系）
€
495--545
元古宙
（宇）
元古代
（届）
震旦纪（系）
Z
545--800
Pt
800--2,500
太古宙
（宇）
太古代
（届）
Ar
2,500--4,600
六、地质构造
地质构造是指组成地壳的岩石（岩体）在内、外动力地质作用下发生的变形与变位，而形成的各种（构造）现象，诸如褶皱、断裂、劈理以及其它各种面、线状构造等。
以下主要介绍褶皱和断层。
（一）褶皱
岩层受到构造作用后，在保持连续性的情况下产生的弯曲变形称为褶皱构造。
通常把褶皱构造中的一个单独的弯曲称为褶曲。
1、褶皱的基本形态
褶皱构造有背斜和向斜两种基本形态（如图1）
图1褶皱的基本类型
A—背斜构造B—向斜构造
（1）背斜中部岩层向上拱起的弯曲，正常情况下，两侧岩层向外倾斜。
在同一水平面上，中心部分岩层时代较老，两侧岩层依次变新，并且两边对称出现。
（2）向斜中部岩层向下凹陷的弯曲，正常情况下，两侧岩层向内倾斜。
在同一水平面上，中心部分岩层时代较新，两侧岩层依次变老，并且两边对称出现。
2、褶皱要素
褶皱构造的各个组成部分称为褶皱要素。
褶皱的中心称为核；核部两侧对称出现的地层称为翼；同一褶皱面上最大弯曲点的连线称为枢纽；褶皱各层枢纽连成的面（假想的面）称为轴面；褶皱面从一翼过渡到另一翼的弯曲部分称为转折端；正交剖面上两翼间的内夹角称为翼间角；同一褶皱面上最高点的连线称为脊线；同一褶皱面上最低点的连线称为槽线；由向形向背形转折过渡（公共翼上）的几何点称为拐点
图2褶皱几何要素示意图
（二）断裂构造
岩层受构造应力作用超过其强度时就会发生裂缝或错断，破坏了岩体的完整性而形成断裂构造。
断裂构造主要分为节理和断层两大类。
凡岩体沿破裂面没有明显位移或仅有微量位移称为节理；岩体沿破裂面两侧发生了明显的位移或较大错动称为断层。
1、节理
（1）节理的分类
它普遍存在于岩体或岩层中。
节理可按成因、力学性质和几何形态等进行分类。
A、节理的成因分类
分化节理由分化作用造成，多分布于近地表处，向下延伸不深，无一定方向性。
原生节理是在成岩过程中形成的。
构造节理是构造应力作用形成，其特点是分布广，具有明显的方向性和规律性，常常成组出现。
B、节理的力学性质分类
剪节理是岩石受剪（扭）应力作用形成的破裂面，其两组剪切面一般形成“X”型节理。
张节理是岩层受张力作用而形成的破裂面，在褶皱弯曲顶部多为张节理。
劈理实际上就是密集的构造微节理，可分为破劈理和流劈理两种。
破劈理只是在构造运动强烈、应力集中的地段才出现。
流劈理是由于压应力的作用，岩石中的矿物发生塑性流动、拉长、压扁和重结晶，使矿物平行排列形成密集裂面。
2、断层
断层是构造应力作用形成的主要地质构造类型，在地壳中广泛分布。
断层种类很多，形态各异，规模大小不一，小断层在岩石标本上就可见到，大断层延伸很远，可达数百公理以上，影响范围很广。
（1）断层要素
断层的基本组成部分叫断层要素，主要有断层面、断层线、断层带、断盘及断距等。
断层面指岩层发生位移的错动面。
它可以是平面或曲面，断层面的产状可用走向、倾向及倾角来表示。
断层线指断层面与地面的交线。
它反映断层在地表的延伸方向，可以是直线或曲线。
断层带较大的断层错动常形成一个带，包括断层破碎带与影响带。
断盘断层面两侧相对位移的岩块称为断盘。
在断层面上部的岩块称为上盘，下部的岩块称为下盘。
若断层面直立则无上下盘之分。
断距指断层两盘相对错开的距离。
岩层原来相连的两点，沿断层面错开的距离称为总断距，总断距的水平分量称为水平断距，铅直分量称为铅直断距。
图3断层要素示意图
A－断层面；B－下盘C－上盘；D－断层线
（2）断层分类
按断层的形态分类，主要是按断层的两盘相对位移情况，将断层分为正断层、逆断层和平移断层。
A、正断层
正断层的基本特征是上盘相对下移，下盘相对上移。
它一般是受水平张应力或垂直作用是上盘向下滑动形成的。
在野外有时见到数条正断层排列组合在一起形成阶梯式断层、地垒和地堑等。
阶梯式断层岩层沿多个平行的断层面同一方向依次下降形成。
地垒两边岩层沿断层面下降，中间岩层相对上升形成。
地堑两边岩层沿断层面上升，中间岩层相对下降形成。
B、逆断层
逆断层的基本特征是上盘相对上移，下盘相对下移。
逆断层一般是受水平压力沿着、剪切破裂面形成的，所以常与褶皱同时伴生。
C、平移断层
平移断层是断层两盘相对水平位移的断层。
七、煤及煤系
（一）成煤作用
1、成煤作用
煤是植物残骸经过复杂的生物化学、物理化学以及地球化学变化转变而来的，由植物死亡、堆积一直到转变为煤要经过一系列的演变过程，在这个转变过程中所经受的各种作用总称为成煤作用。
成煤作用大致可分为两个阶段。
第一阶段主要发生于地表的泥炭沼泽、湖泊以及浅海滨岸地带，植物死亡后的遗体在各种微生物的参与下，不断地分解、化合、聚积，在这一阶段中起主要作用的是表生的生物地球化学作用，结果使低等植物转变为腐泥，高等植物则形成泥炭，因此成煤作用的第一阶段称为腐泥化阶段或泥炭化阶段；已形成的泥炭或腐泥，由于地壳沉降等原因被沉积物覆盖掩埋于地下深处，成煤作用就进入第二阶段，即煤化作用阶段。
在成煤作用的第二阶段中，起主导作用的是使煤在温度、压力条件下进一步转化的物理化学作用，即煤的成岩作用和变质作用。
泥炭转变为年青褐煤所经受的作用，称作成岩作用，从年青褐煤再转变为老褐煤、烟煤、无烟煤所经受的作用，称为变质作用。
2、成煤的必要条件
1、植物条件
——成煤的物质基础；
2、气候条件
——影响植物生长，同时影响植物的分解；
3、自然地理条件
——泥炭沼泽和能够形成泥炭沼泽的环境；
4、地壳运动条件
——提供成煤环境和形成厚煤层的条件。
（二）煤的物质组成
煤的化学组成可分为有机质和无机质两大部分，有机质主要由C、H、0、N、S等元素组成，是复杂的高分子有机化合物，是煤的主要组成部分，不同的煤，元素组成是不同的。
煤中的无机质包括矿物杂质和水分，它降低了煤的利用价值，不同的煤，无机质的数量和性质各不相同。
1、煤的水分（M）
煤都含有水分。
水分来源有几个方面，一是成煤植物本身就含有水分，在泥炭沼泽堆积时又吸收了水，成煤过程中，水分逐渐减少，但不能完全除去。
二是煤层形成后地下水进入煤的裂隙中。
三是煤层在开采时人工喷水。
洗选时煤泡在水中，运输、堆放过程中接触到雨雪，空气中的水气也能进入煤中。
2、煤的灰分（A）
煤的灰分是指煤中所有可燃物质完全燃烧，煤中矿物质在一定温度下产生分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。
煤的灰分来自煤中的矿物质，但其组成和质量与矿物质不同。
所以煤灰不是煤中原有的成分，而是矿物质燃烧后形成的新产物。
煤灰的质量通常低于矿物质的质量。
煤的灰分是煤质的重要指标。
3、煤的挥发分（V）
称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样lg，在隔绝空气、900℃土10℃的高温下加热7min，煤样减轻的质量占原煤样质量的百分数，减去煤的内在水分（Mad），即为煤样的挥发分产率，用符号Vad表示。
由于煤中的水分和矿物质的含量是变化的，而煤的挥发分只与有机质的性质有关，为了消除水分和矿物质对挥发分的影响，必须把空气干燥煤样基准（Vd,%）换算为干燥无灰基准（Vdah，%）,才能反映有机质的特性。
4、煤的固定碳（FC）
煤的固定碳是指从煤中除去水分、灰分、挥发分后的残留物，其产率是通过测定煤的水分、灰分和挥发分后，用计算方法求出的。
5、煤的元素分析
煤的元素分析是指测定煤中有机质的主要元素含量的过程。
煤的有机质主要由C、H、0、N、S等元素组成，还有少量的P和金属元素，其中C、H、0占95%以上。
煤的元素分析就是测定这些元素的百分含量。
（三）煤的化学工艺性质
煤的化学工艺性质是指煤在加工利用过程中表现出来的化学工艺特性，包括煤的发热量、煤的粘结性和结焦性、煤的可磨性、煤的热稳定性、煤对CO2的反应性、煤的灰熔点和结渣性、煤的着火点、
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