煤的一般性質(zhì)(共36頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第二章煤的一般性質(zhì)煤作為一種重要的能源和工業(yè)原料，它的加工和利用直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。研究煤的巖石組成、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、固態(tài)膠體性質(zhì)對(duì)煤的加工、利用及技術(shù)創(chuàng)新、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)具有重要的實(shí)際意義。第一節(jié)煤的宏觀特征和微觀特征一、煤巖學(xué)的概念煤是一種可燃有機(jī)巖。煤巖學(xué)是把煤作為一種有機(jī)巖石，用巖石學(xué)方法研究煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)和工藝用途，進(jìn)而確定其成因及合理用途的科學(xué)。煤巖學(xué)研究始于1830年，英國(guó)人赫頓（Hutton）發(fā)展了在顯微鏡下觀察煤薄片的技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了煤中保存著大量植物結(jié)構(gòu)，提出了煤是由植物生成的論斷。1919年英國(guó)人斯托普斯（M.Stopes）提出將客觀煤巖

2、成分分為鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭，并詳細(xì)描述了它們的特征和它們性質(zhì)的差別。1924年波托涅編寫了普通煤巖學(xué)概論一書(shū)，第一次出現(xiàn)了“煤巖學(xué)”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。1925年斯塔赫（E.Stach）介紹了煤的光片技術(shù)，并使用了油浸物鏡研究方法。1928年斯塔赫和屈耳魏恩提出制備粉煤光片的研究方法。1935年斯托普斯建議使用煤巖顯微組分這一術(shù)語(yǔ)，使煤巖學(xué)的研究向微觀方向前進(jìn)了一步。反射率測(cè)定方法使煤巖學(xué)研究如虎添翼，隨著各種型號(hào)反射率自動(dòng)測(cè)定儀的研制成功及電子計(jì)算機(jī)的廣泛使用，使煤巖學(xué)的發(fā)展更加迅速且應(yīng)用范圍更加廣闊。煤巖學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要包括：各種煤的有機(jī)組分、無(wú)機(jī)組分的來(lái)源，轉(zhuǎn)變條件，種類和數(shù)量；煤中各組分的分

3、布特征、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造；煤的有機(jī)組分的性質(zhì)、形態(tài)、分類及工藝用途；煤中有機(jī)組分的變質(zhì)程度和氧化程度等。煤巖學(xué)的研究方法有兩種：宏觀研究法和微觀研究法。宏觀研究法是用肉眼或放大鏡來(lái)觀察煤，根據(jù)煤的顏色、條痕、光澤、硬度、密度、斷口等物理性質(zhì)，確定宏觀煤巖成分和宏觀煤巖類型，判斷煤化程度，初步評(píng)定煤的性質(zhì)和用途。這種方法是煤巖學(xué)研究的基礎(chǔ)，具有簡(jiǎn)便易行等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是較粗略。微觀研究法是利用顯微鏡來(lái)觀察煤片，識(shí)別并研究煤的顯微組分的方法。常用的方法有兩種：一種是在透射光下觀察煤的薄片（0.02mm），根據(jù)顏色、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、輪廓等特征鑒別煤的顯微組分；另一種方法是在反射光下觀察煤的光片（1.52cm），根

4、據(jù)顏色、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、輪廓、突起等特征鑒別煤的顯微組分。反射光又分普通反射光和油浸反射光，油浸反射光能消弱光線折射的影響，使顯微組分的特征更清晰可辯。二、煤的宏觀特征1、宏觀煤巖成分宏觀煤巖成分指用肉眼可以區(qū)分的煤的基本組成單位。腐植煤的宏觀煤巖成分可分為鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭四種。它們具有不同的性質(zhì)和特征。（1）鏡煤 鏡煤呈黑色，光澤很強(qiáng)，耀眼。質(zhì)地均勻純凈，性脆易碎，常具貝殼狀或眼球狀斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育。在煤層中含量不多，常呈透鏡狀或條帶狀，有時(shí)呈線理夾在亮煤或暗煤中間。在顯微鏡下觀察，鏡煤的輪廓清楚、純凈。主要是由植物的木質(zhì)纖維組織經(jīng)過(guò)凝膠化作用形成的。（2）亮煤 亮煤呈黑色，光澤強(qiáng)，但次

5、于鏡煤。性質(zhì)較脆，容易破碎，有時(shí)也出現(xiàn)貝殼狀斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育。密度較小，均一程度不如鏡煤。亮煤是煤中最常見(jiàn)的宏觀煤巖成分，在煤層中常呈較厚的分層或透鏡狀出現(xiàn)。在顯微鏡下觀察，亮煤的成分較復(fù)雜，主要以鏡質(zhì)組為主，且含不同數(shù)量的殼質(zhì)組和惰質(zhì)組。（3）暗煤 暗煤呈灰黑色，光澤暗淡、堅(jiān)硬、密度大，斷口不規(guī)則，內(nèi)生裂隙不發(fā)育。在煤層中呈較厚的分層出現(xiàn)或單獨(dú)成層。在顯微鏡下觀察，暗煤的鏡質(zhì)組含量較少，殼質(zhì)組，惰質(zhì)組和礦物質(zhì)含量較高。富含殼質(zhì)組的暗煤略帶油脂光澤；含惰質(zhì)組較多的暗煤帶有絲絹光澤。而礦物質(zhì)含量高的暗煤密度大，灰分高。（4）絲炭 絲炭呈灰黑色，外觀與木炭相似，質(zhì)地疏松而多孔，呈纖維狀結(jié)構(gòu)，具有

6、絲絹光澤，性脆易碎，能染指。在煤層中絲炭的含量較少，常呈扁平的透鏡體或薄層沿煤層層面分布。在顯微鏡下觀察，絲炭的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)明顯，有時(shí)能看出植物的年輪。絲炭是簡(jiǎn)單的煤巖成分，由植物的木質(zhì)纖維組織經(jīng)絲炭化作用形成。2、宏觀煤巖類型雖然宏觀煤巖成分是可以區(qū)分的煤巖基本組成單位，但是在煤層中，鏡煤和絲炭常以細(xì)小的透鏡體或不規(guī)則的薄層出現(xiàn)，亮煤、暗煤常互相過(guò)渡，界線不明顯，特別是有些煤層的宏觀煤巖成分頻繁交替，如果以宏觀煤巖成分為單位描述煤層的巖石組成和性質(zhì)，則不易了解煤層的全貌。實(shí)際工作中，常根據(jù)煤的平均光澤強(qiáng)度、各種煤巖成分的比例和組合情況來(lái)劃分宏觀煤巖類型，用宏觀煤巖類型作為觀測(cè)、描述煤層的單位

7、。根據(jù)煤的平均光澤強(qiáng)度、各種煤巖成分的比例和組合情況劃分為光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤和暗淡型煤四種煤巖類型。（1）光亮型煤 外觀呈黑色，主要由鏡煤和亮煤組成（占75%以上），有時(shí)夾暗煤和絲炭的透鏡體或薄層，在四種煤巖類型中光澤最強(qiáng)，條帶狀結(jié)構(gòu)不明顯，質(zhì)地較均一，內(nèi)生裂隙發(fā)育，脆性大，機(jī)械強(qiáng)度低，易破碎，常具貝殼狀斷口。（2）半亮型煤 外觀呈黑色，主要以亮煤為主，有時(shí)由鏡煤、亮煤和暗煤共同組成，也可有少量絲炭，其中鏡煤和亮煤占50%75%，平均光澤比光亮型煤稍弱。半亮型煤的特點(diǎn)是條帶狀結(jié)構(gòu)明顯，內(nèi)生裂隙發(fā)育，斷口為棱角狀或階梯狀，是最常見(jiàn)的一種宏觀煤巖類型。（3）半暗型煤 外觀呈暗黑色，一般由

8、暗煤和亮煤組成，且暗煤為主，有時(shí)夾有鏡煤和絲炭線理、條帶或透鏡體，鏡煤和暗煤的含量占25%50%。半暗型煤的主要特點(diǎn)是光澤較暗淡，硬度和密度較大。（4）暗淡型煤 外觀呈淺黑色，主要由暗煤組成，有時(shí)出現(xiàn)少量鏡煤、亮煤和絲炭，鏡煤和亮煤所占比例低于25%。特點(diǎn)是光澤暗淡，煤質(zhì)堅(jiān)硬，密度大，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，條帶狀結(jié)構(gòu)不明顯。研究表明，不同煤層的宏觀煤巖類型差異明顯，且同一煤層的宏觀煤巖類型在橫向上也有明顯變化。表2-1示出大同礦區(qū)9號(hào)煤層的宏觀煤巖類型。表2-19號(hào)煤層宏觀煤巖類型井田煤厚（米）宏觀煤巖類型/%光亮型煤半亮型煤半暗型煤暗淡型煤夾 石忻州窯王村1.371.4254.7420.4219.

9、2123.9425.5512.68024.65018.31三、煤的微觀特征煤的微觀特征是指利用顯微鏡觀察到的煤的各種特征。我們把在顯微鏡下能夠識(shí)別的煤的基本組成成分叫作煤的顯微組分。煤的顯微組分可分為有機(jī)顯微組分和無(wú)機(jī)顯微組分兩大類。1、煤的有機(jī)顯微組分有機(jī)顯微組分是指在顯微鏡下能識(shí)別的有機(jī)質(zhì)的基本單位。國(guó)內(nèi)外關(guān)于有機(jī)顯微組分的分類方案很多，國(guó)際煤巖學(xué)會(huì)對(duì)褐煤和硬煤分別制定了顯微組分的分類方案（表2-2，表2-3）。表2-2國(guó)際褐煤顯微組分分類顯微組分組（Group Maceral)顯微組分亞組(Maceral Subgroup)顯微組分(Maceral)顯微亞組分(Maceral Type)

10、腐 植 組(Huminite)結(jié)構(gòu)腐植體(Humotelinite)結(jié)構(gòu)木質(zhì)體(Textinite)腐木質(zhì)體(Ulminite)結(jié)構(gòu)腐木質(zhì)體(Texto-ulminite)充分分解腐木質(zhì)體(Eu-ulminite)碎屑腐植體（Humodetrinite)細(xì)屑體(Attrinite) 密屑體(Densinite)無(wú)結(jié)構(gòu)腐植體(Humocollinite)凝膠體(Gelinite)多孔凝膠體(Porigelinite)均勻凝膠體(Levigelinite)團(tuán)塊腐植體(Corpohuminite)鞣質(zhì)體(Phlobaphinite)假鞣質(zhì)體(Pseudo-phlobaphinite)穩(wěn)定組(Lipt

11、inite)孢粉體(Sporinite)角質(zhì)體(Cutinite)樹(shù)脂體(Resinite)木栓質(zhì)體(Suberinite)藻類體(Alginite)碎屑穩(wěn)定體(Liptodetinite)葉綠素體(Chlorophyllinite)瀝青質(zhì)體(Bituminite)惰質(zhì)組(Inertinite)絲質(zhì)體(Fusinite)半絲質(zhì)體(Semifusinite)粗粒體(Macrinite)菌類體(Sclerotinite)碎屑惰質(zhì)體(Inertodetrinite)表2-3國(guó)際硬煤顯微組分分類顯微組分組（Group Maceral)顯微組分(Maceral)顯微亞組分(Submaceral)顯微組分

12、種(Maceral Variety)鏡質(zhì)組(Vitrinite)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體(Telinite)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體-1(Telinite 1)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體-2(Telinite 2)科達(dá)樹(shù)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體（Cordaitotelinite)真菌結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體(Fungotelinite)木質(zhì)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體(Xylotelinite)鱗木結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體(Lepidophytotelinite)封印木結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體(Sigillariotelinite)無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體(Collinite)均質(zhì)鏡質(zhì)體(Telocollinite)團(tuán)塊鏡質(zhì)體(Corpocollinite)膠質(zhì)鏡質(zhì)體(Gelocollinite)基質(zhì)鏡質(zhì)體(Desmoc

13、ollinite)鏡屑體(Vitrodetrinite)殼質(zhì)組(Exinite)孢子體(Sporinite)薄壁孢子體(Tenuisporinite)厚壁孢子體(Crassisporinite)小孢子體(Microsporinite)大孢子體(Macrosporinite)角質(zhì)體(Cutinite)樹(shù)脂體(Resinite)鏡質(zhì)樹(shù)脂體(Colloresinite)木栓質(zhì)體(Suberinite)藻類體(Alginite)結(jié)構(gòu)藻類體(Telalginite)皮拉藻類體(Pila-Alginite)輪奇藻類體(Reinschia-Alginite)層類藻類體(Lamialginite)熒光體(Fl

14、uorinite)瀝青質(zhì)體(Bituminite)滲出瀝青體(Exsudatinite)殼屑體(Liptodetrinite)惰質(zhì)組(Inertinite)半絲質(zhì)體(Semifusinite)絲質(zhì)體(Fusinite)火焚絲質(zhì)體(Pyrofusinite)氧化絲質(zhì)體(Degradofusinite)粗粒體(Macrinite)菌類體(Sclerotinite)真菌菌類體(Fungosclerotinite)密絲組織體(Plectenchyminite)團(tuán)塊菌類體(Corposclerotinite)假團(tuán)塊菌類體(Pseudocorposclerotinite)微粒體(Micrinite)惰屑體

15、(Inertodetrinite)表2-4中國(guó)煙煤顯微組分分類(GB /T 15588-2001)顯微組分組（Maceral Group)代號(hào)(Symbol)顯微組分(Symbol) 代號(hào)(Symbol)顯微亞組分(Submaceral)代號(hào)(Symbol)鏡質(zhì)組(Vitrinite)V結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體(Telinire)T結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體1(Telinite 1)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體2(Telinite 2)T1T2無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體(Collinite)C均質(zhì)鏡質(zhì)體體(Telocollinite)基質(zhì)鏡質(zhì)體(Desmocollinite團(tuán)塊鏡質(zhì)體(CorpocollinitO膠質(zhì)鏡質(zhì)體(Gelocollinite)C

16、1C2C3C4碎屑鏡質(zhì)體(Vitrodetrinite)Vd半鏡質(zhì)組(Semivitrinite)SV結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體ST無(wú)結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體SC均質(zhì)半鏡質(zhì)體基質(zhì)半鏡質(zhì)體團(tuán)塊半鏡質(zhì)體SC1SC2SC3碎屑半鏡質(zhì)體SVd惰質(zhì)組(Inertinite)I半絲質(zhì)體Sf絲質(zhì)體F微粒體Mi粗粒體Ma粗粒體1粗粒體2Ma1Ma2菌類體SCl菌類體1菌類體2SCl1SCl2碎屑惰質(zhì)體ID殼質(zhì)組(Exinite)E孢子體Sp大孢子體小孢子體Sp1Sp2角質(zhì)體Cu樹(shù)脂體Re木栓質(zhì)體Sub樹(shù)皮體Ba瀝青質(zhì)體Bt滲出瀝青體Ex熒光體Fl藻類體Alg結(jié)構(gòu)藻類體層狀藻類體Alg1Alg2碎屑?xì)べ|(zhì)體Ed目前，我國(guó)只制定了煙煤顯微組

17、分分類（表2-4）。該分類與國(guó)際硬煤顯微組分分類的差別在于多劃出一個(gè)過(guò)渡組分半鏡質(zhì)組。研究表明，半鏡質(zhì)組在性質(zhì)上更接近鏡質(zhì)組，且隨著煤化程度增高，半鏡質(zhì)組與鏡質(zhì)組難以區(qū)分。按鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組和殼質(zhì)組三種組分來(lái)劃分顯微煤巖組分，有利于描述和辨別煤的組成與性質(zhì)，更適應(yīng)煤加工利用工藝的需要。（1）鏡質(zhì)組 鏡質(zhì)組是煤中最主要的顯微組分，我國(guó)多數(shù)地區(qū)煤中鏡質(zhì)組的含量為6080%。鏡質(zhì)組是在泥炭化作用和成巖作用中，由植物的木質(zhì)纖維組織，經(jīng)凝膠化作用形成的。凝膠化作用一般發(fā)生在弱氧化至還原環(huán)境中，表現(xiàn)為沼澤中水流停滯，且覆水深度不太大。凝膠化作用中發(fā)生的變化包括兩個(gè)方面：一方面是在厭氧細(xì)菌的參與下，植物的木質(zhì)

18、纖維組織發(fā)生生物化學(xué)變化形成腐植酸、瀝青質(zhì)等；另一方面是植物的木質(zhì)纖維組織在沼澤水的浸泡下，吸水膨脹，發(fā)生膠體化學(xué)變化，使細(xì)胞腔逐漸縮小，直至失去細(xì)胞結(jié)構(gòu)成為凝膠體。由于沼澤環(huán)境的差異，凝膠化作用進(jìn)行的強(qiáng)烈程度大不相同，產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)和形態(tài)不同的凝膠化物質(zhì)。如果凝膠化作用微弱，植物的細(xì)胞壁基本上不膨脹或僅微膨脹，則植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)仍保持原始排列規(guī)則，細(xì)胞腔明顯，通常形成木煤體或結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體等顯微組分；如果凝膠化作用很強(qiáng)烈，植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)全部消失，成為均勻的凝膠體，則形成無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體或基質(zhì)鏡質(zhì)體等顯微組分；如果凝膠化作用的強(qiáng)度介于上述兩種情況之間，植物細(xì)胞腔顯著縮小或基本被凝膠化物質(zhì)充填，則形成木質(zhì)鏡煤

19、體等顯微組分。這些經(jīng)過(guò)凝膠化作用形成的產(chǎn)物，不僅在形態(tài)特征上存在差異，而且它們的物理、化學(xué)性質(zhì)也存在差別，但是它們的工藝性質(zhì)卻比較接近。（2）惰質(zhì)組 惰質(zhì)組也是煤中比較常見(jiàn)的一種顯微組分，惰質(zhì)組在煤中的含量約為10%20%，惰質(zhì)組是由植物的木質(zhì)纖維組織經(jīng)過(guò)絲炭化作用形成的。人們認(rèn)為產(chǎn)生絲炭化作用的原因有兩種，其一是最初發(fā)生在多氧少水的氧化環(huán)境中，植物有機(jī)組分在微生物作用下失去被氧化的原子團(tuán)而脫水、脫氫，碳含量相對(duì)增加，經(jīng)過(guò)氧化作用后，植物殘骸轉(zhuǎn)入覆水較深的弱氧化以至還原環(huán)境，或被泥砂覆蓋與空氣隔絕，再經(jīng)過(guò)煤化作用轉(zhuǎn)變?yōu)槎栀|(zhì)組的顯微組分。第二種原因是沼澤中生長(zhǎng)的植物發(fā)生火災(zāi)后，植物殘?bào)w被燒焦，變

20、成類似木炭的炭化物質(zhì)，它們沉入地下轉(zhuǎn)變成惰質(zhì)組顯微組分。由于成因、堆積環(huán)境、堆積方式等因素的影響，有的惰質(zhì)組分細(xì)胞壁完整，細(xì)胞結(jié)構(gòu)清晰，如絲質(zhì)體等；有的惰質(zhì)組顯微組分細(xì)胞中填充有黏土礦物；還有的細(xì)胞壁破裂為碎屑，雖然它們的形態(tài)特征差異很大，但它們的工藝性質(zhì)卻很相似。需要指出的是由于環(huán)境等因素的改變，凝膠化作用和絲炭化作用可以交替發(fā)生，處于凝膠化作用中的產(chǎn)物都可以發(fā)生絲炭化作用，處于絲炭化作用中的產(chǎn)物一般也可以再進(jìn)行凝膠化作用。（3）殼質(zhì)組 殼質(zhì)組在煤中的含量不多，它是由植物有機(jī)組分中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的角質(zhì)層，孢粉、樹(shù)脂、樹(shù)臘等保存在煤中而形成的。在成煤過(guò)程中幾乎沒(méi)發(fā)生質(zhì)的變化，其原始形態(tài)特征保存完

21、好，顯微鏡下較容易辯認(rèn)。研究表明，煤的有機(jī)顯微組分與煤的宏觀煤巖成分關(guān)系非常密切。其中鏡煤由單一成分組成，鏡煤基本上全部由鏡質(zhì)組組成；絲炭基本上全由惰質(zhì)組組成；亮煤和暗煤由三種顯微組分以不同的比例組合而成，亮煤中鏡質(zhì)組含量較多，暗煤中惰質(zhì)組和殼質(zhì)組含量較高。煤巖有機(jī)顯微組分與宏觀煤巖成分之間的關(guān)系見(jiàn)圖2-1。圖2-1有機(jī)顯微組分與宏觀煤巖成分之間的關(guān)系2、煤的無(wú)機(jī)顯微組分煤的無(wú)機(jī)顯微組分是指在顯微鏡下可以觀察到的煤中礦物質(zhì)。煤的無(wú)機(jī)顯微組分（礦物質(zhì)）主要來(lái)自于成煤過(guò)程中混入煤中的礦物質(zhì)；另外成煤植物體內(nèi)的無(wú)機(jī)成分也可轉(zhuǎn)入煤中成為無(wú)機(jī)顯微組分，但數(shù)量很少。煤中常見(jiàn)的礦物質(zhì)主要包括：黏土類礦物、硫

22、化物類礦物、氧化物類礦物和碳酸鹽類礦物。（1）黏土類礦物 黏土類礦物是煤中最常見(jiàn)的礦物，所占比例最大，是煤灰分的主要來(lái)源。煤中常見(jiàn)的黏土礦物主要有高嶺石、水云母、伊利石、蒙脫石等。黏土礦物大多呈透鏡狀，薄層狀存在于煤中，也有的以微粒散布在基質(zhì)中或充填在細(xì)胞腔中。（2）硫化物類礦物 硫化物類礦物也是煤中常見(jiàn)礦物，主要有黃鐵礦和白鐵礦。黃鐵礦是最主要的硫化物類礦物，它常以透鏡狀、結(jié)核狀或細(xì)粒狀存在于煤中，有時(shí)充填在細(xì)胞腔中。（3）氧化物類礦物 存在于煤中的氧化物類礦物主要有石英、蛋白石、赤鐵礦等。石英的數(shù)量最多，且大多為經(jīng)過(guò)機(jī)械搬運(yùn)后沉積的石英碎屑；化學(xué)成因的自生石英多以細(xì)?；蛭⒘Ｉ⒉荚诨|(zhì)中，也

23、有的呈脈狀充填于煤裂隙中。（4）碳酸鹽類礦物 煤中常見(jiàn)的碳酸鹽類礦物為方解石和菱鐵礦。方解石常呈薄膜充填于煤的裂隙中或?qū)用鎯?nèi)。菱鐵礦多呈球狀、粒狀，分布在基質(zhì)中。3、顯微煤巖類型顯微煤巖類型是顯微鏡下所見(jiàn)各組顯微組分的典型組合。國(guó)際煤巖學(xué)會(huì)將顯微煤巖類型組別分為微鏡煤、微穩(wěn)定煤、微惰性煤、微亮煤、微鏡惰煤、微暗煤和微三組混合煤（見(jiàn)表2-5）。1966年地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)礦物研究所張毓爽等提出了我國(guó)腐植煤的顯微煤巖類型分類方案（見(jiàn)表2-6）。表2-5國(guó)際顯微煤巖類型分類顯微組分組成（不包括礦物）顯微煤巖類型各組顯微組分組成（不包括礦物質(zhì)）顯微煤巖類型組別單組分無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體95%結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體95%碎屑鏡

24、質(zhì)體95%（微無(wú)結(jié)構(gòu)鏡煤）（微結(jié)構(gòu)鏡煤）V95%微鏡煤孢子體95%角質(zhì)體95%樹(shù)脂體 95%藻類體 95%碎屑?xì)べ|(zhì)體95%微孢子煤（微角質(zhì)煤）（微樹(shù)脂煤）微藻類煤E95%微穩(wěn)定煤半絲質(zhì)體95%絲質(zhì)體95%菌類體95%碎屑惰性體95%粗粒體95%微半絲煤微絲煤（微菌類煤）微碎屑惰性煤（微粗粒煤）I95%微惰性煤雙組分鏡質(zhì)組+孢子體95%鏡質(zhì)組+角質(zhì)體95%鏡質(zhì)組+樹(shù)脂體95%鏡質(zhì)組+碎屑?xì)べ|(zhì)體95%微孢子亮煤微角質(zhì)亮煤（微樹(shù)脂亮煤） V+E（L）95%微亮煤 (L)鏡質(zhì)組+粗粒體95%鏡質(zhì)組+半絲質(zhì)體95%鏡質(zhì)組+絲質(zhì)體95%鏡質(zhì)組+菌類體95%鏡質(zhì)組+碎屑惰性體95% V+I95%微鏡惰煤惰性

25、組+孢子體95%惰性組+角質(zhì)體95%惰性組+樹(shù)脂體95%惰性組+碎屑?xì)べ|(zhì)體95%微孢子暗煤（微角質(zhì)暗煤）（微樹(shù)脂暗煤） I+E（L）95%微暗煤 （）三組分鏡質(zhì)組、惰性組、殼質(zhì)組95%微暗亮煤微鏡惰殼質(zhì)煤微亮暗煤 VI，E（L） EI，V IV，E（L）微三組混合煤（） 括號(hào)中術(shù)語(yǔ)尚未通用。V鏡質(zhì)組；E（L）殼質(zhì)組；I惰性組。表2-6腐植煤的顯微煤巖類型分類N凝膠化組分；BN半凝膠化組分；S絲質(zhì)化組分；BS半絲質(zhì)化組分；J角質(zhì)化組分。另?yè)?jù)資料顯示，我國(guó)晚石炭世和二疊紀(jì)的煤以亮煤型和暗亮煤型為主。其中絲質(zhì)亮煤和絲質(zhì)暗亮煤占大多數(shù)。中生代煤以亮煤型為主，其中純亮煤和角質(zhì)亮煤多見(jiàn)。第三紀(jì)絕大部分為亮

26、煤型，其中以角質(zhì)亮煤和純亮煤為主。4、各種顯微組分的鏡下特征 鏡質(zhì)組的顯微鏡下特征主要表現(xiàn)為：在透射光下的顏色由橙色到紅色，隨煤化程度的增高逐漸加深；透明度隨煤化程度的增高而減弱，由透明到半透明；質(zhì)地均勻，有明顯的垂直裂紋。在普通反射光下，鏡質(zhì)組呈灰色，在油浸反射光下為深灰色，無(wú)突起。惰質(zhì)組的鏡下特征主要表現(xiàn)為：在透射光下，惰質(zhì)組呈黑色，不透明。在普通反射光下呈白色，突起高；在油浸反射光下，為白色到亮黃色。殼質(zhì)組的鏡下特征主要表現(xiàn)為：在透射光下，殼質(zhì)組呈黃色至棕黃色，透明到半透明，外形特殊，輪廓清楚，容易識(shí)別。在普通反射光下，呈深灰色，稍有突起；在油浸反射光下為灰黑色至黑灰色。鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、

27、殼質(zhì)組中各種顯微組分的鏡下鑒定特征見(jiàn)表2-7。表2-7主要顯微組分在顯微鏡下的特征類組組分顯微結(jié)構(gòu)及形態(tài)顏色分布狀態(tài)透射光下反射光下(油浸)鏡質(zhì)類鏡質(zhì)組結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體有或多或少的細(xì)胞結(jié)構(gòu)橙紅紅色深灰色透鏡體、碎片、團(tuán)塊等無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體質(zhì)地均一橙紅色深灰色透鏡體、碎片、團(tuán)塊等碎屑鏡質(zhì)體碎屑30m紅色深灰色半鏡質(zhì)組結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體同結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體棕紅紅棕色灰色無(wú)結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體同無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體灰色、微突起碎屑半鏡質(zhì)體同碎屑鏡質(zhì)體灰色絲質(zhì)類絲質(zhì)組結(jié)構(gòu)絲質(zhì)體保存良好的細(xì)胞結(jié)構(gòu)黑色，不透明 白色亮黃白色，高突起透鏡體、碎片狀無(wú)結(jié)構(gòu)絲質(zhì)體無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)黑色，不透明白色透鏡體，條帶狀，碎片等碎屑絲質(zhì)體30m，無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)黑色，不透明

28、白色微粒體極細(xì)粒狀，2m黑色，不透明白色半絲質(zhì)組結(jié)構(gòu)半絲質(zhì)體有細(xì)胞結(jié)構(gòu)棕棕黑色白灰灰白色半絲基質(zhì)體無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)棕棕黑色白灰灰白色碎屑絲質(zhì)體30m棕棕黑色白灰灰白色穩(wěn)定類穩(wěn)定組孢粉體大孢子為扁環(huán)或透鏡狀，小孢子為小扁環(huán)或蛆蟲(chóng)狀黃色黑灰色大孢子分散小孢子多呈群體角質(zhì)體厚度不同的狹長(zhǎng)條帶內(nèi)緣呈鋸齒狀黃色黑灰色平行堆積樹(shù)脂體橢圓，紡錘形，無(wú)結(jié)構(gòu)黃色黑灰色分散樹(shù)皮體平行條狀，疊瓦狀或鱗片狀黃色橙黃色黑灰色密集或分散不定形體輪廓清晰，不規(guī)則黃色黑灰色分散腐泥類腐泥組藻類體有群體細(xì)胞結(jié)構(gòu)黃色、黃褐色或綠黃色深灰色黑色群體腐泥基質(zhì)體無(wú)結(jié)構(gòu)黃色、黃褐色或綠黃色深灰色黑色煤中常見(jiàn)礦物的鑒定特征見(jiàn)表2-8。表2-8反

29、射光下煤中常見(jiàn)礦物的鑒定特征礦物普通反射光下油浸反射光下顏色其他特征主要產(chǎn)狀顏色突起表面特征粘土礦物暗灰色不顯突起微粒狀蠕蟲(chóng)狀黑色透鏡狀、團(tuán)塊狀、微粒狀充填于胞腔石英深灰色突起很高平整黑色輪廓清晰棱角狀、半棱角狀碎屑，自生石英外形不規(guī)則，個(gè)別呈自形晶黃鐵礦淺黃白色突起很高平整或蜂窩狀亮 黃 白 色輪廓清楚透鏡狀、結(jié)核狀、浸染狀、球粒狀或具晶形，有時(shí)充填胞腔方解石乳白色微突起光滑平整灰 棕 色 帶有珍珠色彩非均質(zhì)性明顯，常見(jiàn)解理呈脈狀充填于煤的裂隙中菱鐵礦深灰色突起平整或放射狀灰 綜 色 帶有珍珠色彩非均質(zhì)性明顯粒狀、結(jié)核狀5、顯微組分的定量分析因?yàn)閯澐诛@微煤巖類型要依據(jù)各種顯微組分在煤中的含量

30、，所以需要詳細(xì)統(tǒng)計(jì)各種顯微組分的數(shù)量，即進(jìn)行顯微組分的定量分析。煤巖定量分析的基本要求是：采用顆粒小于1mm的粉煤光片；使用油浸物鏡，放大500倍左右；使用國(guó)產(chǎn)電動(dòng)求積儀用數(shù)點(diǎn)法統(tǒng)計(jì)；行間距為1mm，點(diǎn)間距為0.3mm；統(tǒng)計(jì)的總點(diǎn)數(shù)不少于600個(gè)。為了避免顆粒偏析的影響，必須將整個(gè)光片統(tǒng)計(jì)完畢。測(cè)定煤巖顯微組分常用的方法是計(jì)點(diǎn)法。該方法使用電動(dòng)求積儀測(cè)定。電動(dòng)求積儀主要由兩個(gè)部分組成，一個(gè)部分是機(jī)械臺(tái)，用來(lái)夾持薄片或光片，另一個(gè)部分是自動(dòng)計(jì)錄器（電磁計(jì)數(shù)器）。計(jì)錄器上有810個(gè)鍵，最多為14個(gè)鍵。操作時(shí)，需設(shè)定用哪個(gè)鍵統(tǒng)計(jì)哪一種顯微組分，在視域中見(jiàn)到那種組分落在十字絲中心時(shí)，就按相當(dāng)于該組分之

31、鍵，每個(gè)鍵都有相應(yīng)的數(shù)字累計(jì)顯示，每按一次鍵，數(shù)字顯示就增加1，并通過(guò)電子管傳遞的訊號(hào)控制機(jī)械臺(tái)使煤片移動(dòng)一定距離（一般為0.3mm），然后再統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)在新視域中十字絲中心的顯微組分，如此進(jìn)行下去直到光片的盡頭。然后，用手移動(dòng)1mm行間距，再開(kāi)始統(tǒng)計(jì)這一行，直到將整個(gè)光片統(tǒng)計(jì)完畢。最后根據(jù)各種顯微組分統(tǒng)計(jì)的點(diǎn)數(shù)，就可計(jì)算各種顯微組分體積百分含量，計(jì)算公式為： V= n /(N)100% （2-1）試中： V某種顯微組分的體積百分?jǐn)?shù)；n 某種顯微組分統(tǒng)計(jì)出的總點(diǎn)數(shù)；N煤片中各種顯微組分點(diǎn)數(shù)的總合。山西平朔礦區(qū)部分煤層的顯微組分定量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2-9表2-9平朔礦區(qū)煤巖顯微組分定量統(tǒng)計(jì)表煤層有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分

32、數(shù)/%有機(jī)+無(wú)機(jī)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%鏡質(zhì)組半鏡質(zhì)組半惰質(zhì)組惰質(zhì)組殼質(zhì)組有機(jī)總量粘土碳酸鹽硫化物4-146.111.027.510.05.474.125.30.20.4575.13.79.27.14.980.115.80.53.6771.97.012.04.44.787.99.82.39-155.39.920.28.85.887.011.70.80.71149.514.723.76.45.782.216.50.61.1因?yàn)椴煌@微組分的元素組成，化學(xué)性質(zhì)和工藝性質(zhì)存在差異，所以根據(jù)顯微組分的定量分析數(shù)據(jù)，可以預(yù)測(cè)煤的工藝性質(zhì)，為煤的加工、利用提供技術(shù)依據(jù)。另外，通過(guò)對(duì)高灰、高硫煤的定量統(tǒng)計(jì)，可了解煤中礦

33、物質(zhì)的成分、數(shù)量及存在狀態(tài)，為評(píng)價(jià)煤的可選性提供資料。6、煤巖顯微組分的化學(xué)組成和工藝性質(zhì)（1）化學(xué)組成研究表明，同一種煤中各種顯微組分（鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)組）的化學(xué)組成、物理性質(zhì)都有較大差異，呈規(guī)律性變化；另外，隨煤化程度的增高，同一種顯微組分（鏡質(zhì)組或惰質(zhì)組或殼質(zhì)組）的化學(xué)組成、物理性質(zhì)也發(fā)生規(guī)律性變化。見(jiàn)表2-10表2-10三類顯微組分的化學(xué)組成和其他性質(zhì)鏡質(zhì)組含碳量/%顯微組分元素組成/%密度揮發(fā)分/%Rman/%油浸 干鏡CHONSH/C81.5V81.55.1511.71.250.40.7531.259390.677.91E82.27.408.51.30.61.0731.1207

34、90.135.71M83.63.9510.51.50.60.5631.380301.279.7085.0V85.05.48.01.20.40.7571.240340.928.52E85.76.55.81.40.60.9051.168550.246.32M87.24.156.71.350.60.5661.357241.5010.3189.0V89.05.14.01.30.60.6831.262261.269.62E89.65.23.31.30.60.6911.255290.828.30M90.84.13.21.30.60.5371.363161.9011.1591.2V91.24.552.61.

35、150.50.5941.314181.6410.63E91.54.52.31.20.50.5861.320181.6410.63M92.23.652.21.350.60.4711.416112.4411.81V鏡質(zhì)類；E穩(wěn)定類；M絲質(zhì)類中的微粒體。從表中可見(jiàn)，在同一煤化程度的煤中，惰質(zhì)組碳含量最高，殼質(zhì)組次之，鏡質(zhì)組最低；殼質(zhì)組氫含量最高，鏡質(zhì)組次之，惰質(zhì)組最低；密度是惰質(zhì)組最高，鏡質(zhì)組次之，殼質(zhì)組最低；殼質(zhì)組的揮發(fā)分最高，鏡質(zhì)組第二，惰質(zhì)組最低；反射率是惰質(zhì)組最大，鏡質(zhì)組次之，殼質(zhì)組最小。在不同煤化程度的煤中，隨著煤化程度增高，各種顯微組分（鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)組）的碳含量增加，氫含量和揮發(fā)

36、分減少，密度和反射率增大。另外還可看出，隨著煤化程度的增高，各種顯微組分的化學(xué)組成，物理性質(zhì)的差異在逐漸縮小。（2）工藝性質(zhì)黏結(jié)性是煉焦煤的一個(gè)重要工藝性質(zhì)。在煤熱解過(guò)程中，不同的顯微組分性質(zhì)各異。鏡質(zhì)組的黏結(jié)性和膨脹性良好，且隨煤化程度增高黏結(jié)性逐漸增強(qiáng)，到煙煤階段達(dá)到最大值，之后黏結(jié)性不斷減弱。殼質(zhì)組表現(xiàn)出良好的流動(dòng)性，而且軟化溫度低，也是煉焦過(guò)程中的活性組分；惰質(zhì)組在熱解過(guò)程中既不軟化，也不產(chǎn)生膠質(zhì)體，屬于惰性組分。所以，當(dāng)煤化程度相同時(shí)，煤中鏡質(zhì)組、殼質(zhì)組含量越高，煤的黏結(jié)性越好，煤中惰質(zhì)組含量越高煤的黏結(jié)性越差。煤中各種顯微組分工藝性質(zhì)的差異在其它一些方面也有體現(xiàn)。例如：干餾時(shí)，殼質(zhì)

37、組的煤氣產(chǎn)率和焦油產(chǎn)率最高，鏡質(zhì)組次之，惰質(zhì)組的煤氣、焦油產(chǎn)率最低；對(duì)煤進(jìn)行加氫液化時(shí)，殼質(zhì)組和鏡質(zhì)組屬于活性組分較容易液化，而惰質(zhì)組屬惰性組分，很難液化，所以用于液化使用的煤，應(yīng)選擇惰質(zhì)組含量低的煤。四、煤巖學(xué)的應(yīng)用煤巖學(xué)自創(chuàng)立以來(lái)，在生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛，已在煤田地質(zhì)、選煤、煉焦、煤質(zhì)評(píng)價(jià)和煤分類方面發(fā)揮了重要作用。1. 在選煤中的應(yīng)用選煤是煤炭加工的一種重要方法，其目的是力求排除煤中的礦物雜質(zhì)，使洗后精煤的灰分、硫、磷等有害雜質(zhì)含量降到能滿足各種工業(yè)用煤的質(zhì)量要求。要達(dá)到上述目的，需要選擇適易的選煤方法并制定科學(xué)的工藝流程。選煤方法、工藝流程的確定要依據(jù)煤的可選性評(píng)價(jià)結(jié)果（試驗(yàn)數(shù)據(jù)），可

38、選性曲線和中煤含量是目前常用的可選性評(píng)價(jià)方法，由于這些方法沒(méi)有考慮到煤的成因因素（煤巖組成，礦化特征等），使得這些方法只能評(píng)定已開(kāi)采煤的可選性，而不能預(yù)測(cè)未采煤的可選性。實(shí)際上，煤巖組成、煤中礦物質(zhì)的性質(zhì)、賦存狀態(tài)及數(shù)量對(duì)我國(guó)選擇選煤方法有顯著的影響，同時(shí)還決定了選煤效果的好壞。所以，利用煤巖學(xué)方法評(píng)定煤的可選性是非常重要的。實(shí)驗(yàn)表明，煤的可選性與煤中礦物的成因、成分、粒度、數(shù)量及賦存狀態(tài)關(guān)系密切，如果煤中礦物的粒度大、數(shù)量少、分布集中、與煤中有機(jī)質(zhì)的密度差異大，經(jīng)破碎后，礦物質(zhì)與煤中有機(jī)質(zhì)就容易分離，則煤的可選性就好。相反，如果煤中的礦物質(zhì)粒度小，數(shù)量多，均勻分布于煤的有機(jī)質(zhì)中或充填于有機(jī)質(zhì)

39、細(xì)胞腔中，雖經(jīng)破碎，礦物質(zhì)與煤中有機(jī)質(zhì)也難以分離開(kāi)，則煤的可選性差。所以，利用顯微鏡觀察煤的光片，能直觀地了解煤中礦物的種類、數(shù)量、粒度大小和賦存狀態(tài)等，根據(jù)觀察到的“信息”可對(duì)煤的可選性作出評(píng)價(jià)，并為選擇合理的破碎粒度、制定選煤工藝和流程提供技術(shù)依據(jù)。2. 在配煤煉焦方面的應(yīng)用用煤巖學(xué)方法預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量指導(dǎo)配煤煉焦是煤巖學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)重大成就。這種方法被公認(rèn)是比較好的配煤方法，在世界各國(guó)被廣泛采用。配煤煉焦的理論基礎(chǔ)是：1）煤是不均一的物質(zhì)，煤中各種有機(jī)顯微組分的性質(zhì)不同，其中鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組屬于活性物質(zhì)，在熱解過(guò)程中能熔融并產(chǎn)生活性鍵成分，具有黏結(jié)性；而惰質(zhì)組為惰性成分，在熱解過(guò)程中不能熔融

40、，不產(chǎn)生活性鍵成分，不具備黏結(jié)性。2）活性成分的質(zhì)量差別很大，不僅不同煤化程度的煤差別大，即使同一種煤，所含的活性成分的質(zhì)量也有差別。3）惰性成分也是不可缺少的，缺少或過(guò)剩都對(duì)配煤煉焦不利，都會(huì)導(dǎo)致焦炭質(zhì)量下降。所以說(shuō)，一個(gè)比較好的配煤方案，實(shí)際上是各種活性組分和一定質(zhì)量的惰性組分比例恰當(dāng)?shù)慕M合。通過(guò)觀測(cè)、統(tǒng)計(jì)各種煤巖顯微組分的含量及測(cè)定鏡質(zhì)組反射率，并使用適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ?jì)算、試驗(yàn)、作圖，找出煉焦配煤的最佳配比，預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量。例如：大同馬武山煤的Vdaf為34.16%，y為4-9mm，黏結(jié)性較差，屬弱黏煤，為非煉焦煤。通過(guò)對(duì)該煤進(jìn)行巖相組成分析：鏡質(zhì)組72.2%，半鏡質(zhì)組4.1%，殼質(zhì)組1.6%，

41、惰質(zhì)組20.5%，礦物組1.6%。從鏡質(zhì)組的顏色和加熱時(shí)的熔融黏結(jié)性能來(lái)看，可確定煤化程度應(yīng)為氣煤，只是由于絲質(zhì)組含量高，導(dǎo)致整個(gè)煤的揮發(fā)分比一般氣煤低。首鋼、太鋼、包鋼焦化廠采用配入相當(dāng)數(shù)量的肥煤和減少瘦煤和焦煤配比的措施，使馬武山煤的配入比例增加到30%40%，而且焦炭質(zhì)量符合要求。3. 在煤質(zhì)評(píng)價(jià)方面的應(yīng)用從煤巖學(xué)的觀點(diǎn)考慮，影響煤質(zhì)的因素主要有煤巖組成和煤化程度。研究表明，同一煤系煤化程度相同的煤層，由于煤巖組成不同，煤的工藝性質(zhì)出現(xiàn)明顯差異。例如：鶴崗煤田興山礦處于不同埋藏深度的上、下部煤層的揮發(fā)分值出現(xiàn)一定異常，呈現(xiàn)上部揮發(fā)分值低于下部的情況，與正常規(guī)律相背離。（見(jiàn)表2-11）為了

42、查明異常的原因，測(cè)定了煤巖巖相組成及鏡質(zhì)組反射率，表明上、下部煤層的煤化程度基本相同，但是下部煤層鏡煤含量高，而暗煤、絲炭、半絲炭較上部明顯偏低，所以說(shuō)正是巖相組成的不同造成了上、下部煤層化學(xué)性質(zhì)、工藝性質(zhì)的差異。表2-11鶴崗煤田平均煤層煤樣分析結(jié)果礦，坑，區(qū)原煤平均煤層樣的巖相定量分析/%原煤工業(yè)分析/%鏡煤亮煤暗煤半絲炭絲炭煤頁(yè)巖礦物質(zhì)MadAdVadf興山二坑一層興山二坑二層興山五坑三層興山三坑四層興山三坑五層興山四坑六層54.755.055.554.370.562.114.518.824.723.015.818.08.34.23.24.70.42.08.25.75.35.30.30.

43、77.44.43.53.21.81.55.27.14.76.79.812.01.74.83.12.81.43.72.462.091.912.151.961.4517.0019.8118.5823.0518.0925.7136.6636.1435.2237.1339.8540.104. 在煤分類中的應(yīng)用長(zhǎng)期以來(lái)，煤分類問(wèn)題倍受人們矚目，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的煤炭分類方案大多使用反映煤化程度和反映煤工藝性質(zhì)的指標(biāo)作為分類依據(jù)，比如：使用揮發(fā)分、碳含量、氫含量、發(fā)熱量等表示煤化程度；使用黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層厚度、奧亞膨脹度、羅加指數(shù)、自由膨脹序數(shù)，葛金焦型等表示煤的工藝性質(zhì)（黏結(jié)性、結(jié)焦性）。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)

44、展，人們對(duì)煤的研究逐漸深化，對(duì)煤的認(rèn)識(shí)更加深刻，而且煤的加工、利用途徑更加廣闊，各種工業(yè)用煤對(duì)煤質(zhì)的要求更加嚴(yán)格，現(xiàn)有分類已不能完全滿足工業(yè)應(yīng)用的需要，所以，不斷有人提出新的分類指標(biāo)和新的分類方法，其中比較有影響，已形成趨勢(shì)的是工業(yè)成因分類。這種分類以煤的成因因素作為基礎(chǔ)，認(rèn)為煤的性質(zhì)主要取決于成煤前期的生物化學(xué)作用和后期的物理化學(xué)及化學(xué)作用。對(duì)于相同成煤原始物料來(lái)說(shuō)，成煤前期的生物化學(xué)作用決定其煤巖組成，成煤后期的物理化學(xué)及化學(xué)作用決定其煤化程度。如果能得到準(zhǔn)確反映這兩個(gè)性質(zhì)的指標(biāo)，煤的性質(zhì)應(yīng)該基本上能確定下來(lái)。目前工業(yè)成因分類采用鏡質(zhì)組反射率和惰性組分（或活性成分）總和作為分類指標(biāo)。鏡質(zhì)組

45、反射率隨著煤化程度的增高而增大，故可作為反映煤化程度的指標(biāo)，它的優(yōu)點(diǎn)是不受煤的組成干擾，被公認(rèn)是反映煤化程度的最佳指標(biāo)。惰性組分（或活性組分）總和能反映成煤的性質(zhì)，特別是煤的工藝性質(zhì)。20世紀(jì)70年代以來(lái)，俄羅斯、美國(guó)、澳大利亞、加拿大、印度等國(guó)都分別提出了以煤巖學(xué)參數(shù)為分類指標(biāo)的煤炭分類方案，可見(jiàn)，煤的成因因素已被公認(rèn)是煤分類中必須重點(diǎn)考慮的因素。5. 在煤田地質(zhì)方面的應(yīng)用（1）研究煤的成因類型和成煤環(huán)境煤是由植物演變而成的，在煤中保存著許多植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和植物的原始組分。如果是低等植物形成的煤，在煤片中可觀察到藻類體等顯微組分；如果是高等植物形成的煤，則可觀察到孢子、花粉、角質(zhì)層、樹(shù)脂等顯

46、微組分，進(jìn)而可確定煤的成因類型。在沼澤中，植物遺體的堆積環(huán)境決定了凝膠化作用或絲炭化作用的形式，所以根據(jù)煤中各種顯微組分的含量可推測(cè)成煤環(huán)境。例如：美國(guó)伊利諾斯煤田賓夕法尼亞系的Springfield和Herrin煤層的成煤環(huán)境就可用鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組的比值加以說(shuō)明。研究表明，這兩層煤的鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組的比值與沼澤距古河道的遠(yuǎn)近有關(guān)。在靠近古河道處，沼澤水位高，氧氣不充足，泥炭不易暴露和氧化，主要發(fā)生凝膠化作用，所以煤中的鏡質(zhì)組與惰質(zhì)組比值較高（12-27）；在遠(yuǎn)離河道處（10km20km），沼澤水位低，氧氣充足，泥炭易暴露和氧化，絲炭化作用顯著，煤的鏡質(zhì)組與惰質(zhì)組比值較?。?-11）。（2）確定煤

47、化程度研究表明，鏡質(zhì)組反射率隨煤化程度的增高而增大，而且鏡質(zhì)組反射率與揮發(fā)分、碳含量等可反映煤化程度的指標(biāo)相比較，它受煤的巖相組成的影響小，是判定煤化程度的比較理想的指標(biāo)。用于判定中、高煤化程度的煙煤效果最好，無(wú)煙煤的判定效果也較好。（見(jiàn)圖2-2）圖2-2中國(guó)煤的鏡質(zhì)組反射率與干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf和碳含量Cdaf的關(guān)系（3）在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用煤和石油都是生物遺體形成的沉積礦產(chǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，油氣形成的階段與煤中鏡質(zhì)組反射率存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如：在我國(guó)，當(dāng)鏡質(zhì)組反射率為0.3%0.7%時(shí)，常能發(fā)現(xiàn)石油；反射率為0.7%1.0%時(shí)，不常有石油；反射率為1.0%1.3%時(shí)，很少出現(xiàn)石油；反射率在1.3

48、%2.0%時(shí)，沒(méi)有石油，但常出現(xiàn)天然氣；反射率大于2.0%時(shí)，天然氣也消失了。（4）進(jìn)行煤層對(duì)比煤層對(duì)比是開(kāi)展地質(zhì)研究的一種基本方法。煤巖學(xué)方法是諸多煤層對(duì)比方法中的一種。其基本原理是：同一個(gè)煤層的宏觀煤巖類型、顯微煤巖類型的組合特征基本相同；而不同煤層的宏觀煤巖類型、顯微煤巖類型往往存在差異。所以，根據(jù)煤的宏觀煤巖類型、顯微煤巖類型的組合特征可以進(jìn)行煤層對(duì)比。6. 富集煤中的稀散元素研究發(fā)現(xiàn)在煤中伴生著很多種稀散元素，鍺就是其中之一。鍺是優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體材料，在工業(yè)上的用途非常廣泛，鍺的提取和回取也是煤綜合利用的一個(gè)方面。我國(guó)曾用煤巖學(xué)和化學(xué)相結(jié)合的方法，研究含鍺煤層中鍺的富集規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鍺是

49、富集在鏡質(zhì)組中，而不是富集在礦物質(zhì)中，并且在靠近煤層頂板和底板的鏡質(zhì)組中鍺的含量更高。由于鍺主要富集在鏡質(zhì)組中，可以通過(guò)煤炭洗選或篩選等方法，使鏡質(zhì)組與其它成分分離，達(dá)到富集鍺的目的。7. 預(yù)測(cè)煤的液化性能對(duì)某些煤進(jìn)行加氫反應(yīng)，可使煤的一部分轉(zhuǎn)化為液體燃料。煤加氫液化的轉(zhuǎn)化率與煤化程度和煤巖組成密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)在煤的有機(jī)顯微組分中，加氫的活性順序?yàn)椋虹R質(zhì)組殼質(zhì)組惰質(zhì)組，所以加氫反應(yīng)的活性組分是指低煤化程度煤中的鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組。一般認(rèn)為煤的碳含量超過(guò)89%時(shí)，即使是活性組分，加氫液化也很困難。而碳含量在82%84%時(shí)，加氫液化的轉(zhuǎn)化率最高，在我國(guó)鏡質(zhì)組最大反射率為0.35%0.89%的低煤化程

50、度煤是最好的液化用煤。復(fù)習(xí)思考題1、研究煤的巖石組成通常采用哪兩種方法？2、什么是宏觀煤巖成分？宏觀煤巖成分有哪幾種？3、宏觀煤巖類型是根據(jù)什么劃分的？共分哪幾種？4、什么是煤的顯微組分？什么是煤的顯微組分組？5、煤的有機(jī)顯微組分可分哪幾組？6、什么是凝膠化作用和絲炭化作用？7、列表比較鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)組的鏡下特征。8、煤中的礦物質(zhì)主要有哪幾類？它們的賦存狀態(tài)與煤的可選性有何關(guān)系？9、煤巖學(xué)主要可應(yīng)用于哪些方面？第二章煤的一般性質(zhì)第二節(jié) 煤的物理性質(zhì)煤的物理性是指煤不需要發(fā)生化學(xué)變化就表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)。主要討論煤的顏色、光澤、斷口、裂隙、密度、機(jī)械性質(zhì)、熱性質(zhì)、電性質(zhì)和光性質(zhì)，分析和研究這些

51、性質(zhì)與煤的煤化程度的關(guān)系，為煤炭綜合利用提供重要信息，為研究煤的成因、組成、結(jié)構(gòu)提供重要信息。一、 煤的顏色和光澤（一）煤的顏色煤的顏色是指新鮮（未被氧化）的煤塊表面的天然色彩，它是煤對(duì)不同波長(zhǎng)的可見(jiàn)光吸收的結(jié)果。煤在普通的白光照射下，其表面的反射光所顯的顏色稱為表色。由高等植物形成的腐植煤的表色隨煤的煤化程度不同而變化。通常由褐煤到煙煤、無(wú)煙煤，其顏色則由棕褐、黑褐變?yōu)樯詈冢詈笞優(yōu)榛液诙鴰в袖摶疑踔凉陪~色。即使在煙煤階段，顏色也隨揮發(fā)分的變化而變化，如高揮發(fā)分的長(zhǎng)焰煤，外觀呈淺黑色甚至褐黑色，而到低揮發(fā)分、高變質(zhì)的貧煤就多呈深黑色。由藻類等低等植物形成的腐泥煤類，它們的表色有的呈深灰色，

52、出有的呈棕褐色、淺黃色甚至呈灰綠色。煤中的水分常能使煤的顏色加深，但礦物雜質(zhì)卻能使煤的顏色變淺。所以同一礦井的煤，如其顏色越淺，則表明它的灰分也越高。煤的粉色又叫條痕色，是指將煤在磁板上劃出條痕的顏色，它反映了煤的真正的顏色，褐煤的條痕色為淺棕色，長(zhǎng)焰煤為深棕色，氣煤為棕黑色，肥煤和焦煤為黑色（略帶棕色），瘦煤和貧煤為黑色，無(wú)煙煤為灰黑色。（二）煤的光澤煤的光澤是指煤的新鮮斷面對(duì)正?？梢?jiàn)光的反射能力，是肉眼鑒定煤的標(biāo)志之一。腐植煤的光澤通常可分為瀝青光澤、玻璃光澤、金剛石光澤和似金屬光澤等幾種類型。常見(jiàn)的油脂光澤屬玻璃光澤的一種，它是由于表面不平而引起的變種。此外，還有因集合方式不同所造成的光澤變種，如由于纖維狀集合方式引起的絲絹光澤，又由于松散狀集合方式所引起的土狀光澤等。腐泥煤的光澤多較暗淡。除了煤化程度與煤的光澤有密切相