煤體結構與構造煤要發(fā)

1、煤體結構與構造煤煤體結構指煤層在地質(zhì)歷史演化過程中經(jīng)受各種地質(zhì)作用后表現(xiàn)的結構特征。煤體結構歷經(jīng)變形和變質(zhì)作用過程后，使得煤體分為原生結構煤和構造煤。原生結構煤是指保留了原生沉積結構、構造特征的煤層，原生結構煤的煤巖成分、結構、構造、內(nèi)生裂隙清晰可辨。構造煤是煤層在構造應力作用下，發(fā)生成分、結構和構造的變化，引起煤層破壞、粉化、增厚、減薄等變形作用和煤的降解、縮聚等變質(zhì)作用的產(chǎn)物。構造煤的宏觀結構常見碎裂結構、碎粒結構、粉粒結構、糜棱結構等，對應的構造煤命名為碎裂煤、碎粒煤、粉粒煤和糜棱煤。國外注意研究煤體結構始于上世紀20年代。前蘇聯(lián)和波蘭對此較為重視，他們對構造煤的破壞程度、光澤、微裂隙密

2、度、間距等作過詳細地研究。上世紀80年代，河南理工大學最早強調(diào)研究構造煤的重要性，到90年代構造煤研究已逐漸成為瓦斯地質(zhì)學科核心內(nèi)容。第一章煤體結構特征與分類第一節(jié) 原生結構煤及其煤巖學特征原生結構煤（即原生煤，亦稱為非構造煤）是指煤層未受構造變動，保留原生沉積結構、構造特征，煤層原生層理完整、清晰，僅發(fā)育少量內(nèi)生裂隙和外生裂隙。顯微鏡下顯微組分分層排列，界限清晰。原生結構煤的煤巖成分、結構、構造、內(nèi)生裂隙清晰可辨。煤巖學中，煤的成分、結構、構造一般是對原生結構煤而言的，且有宏觀和顯微之分。（一）原生結構煤的物理性質(zhì)、結構和構造煤的物理性質(zhì)、結構和構造是肉眼鑒定宏觀煤巖成分和宏觀煤巖類型、確定

3、煤的變質(zhì)程度和成因類型以及評價煤礦瓦斯抽采技術條件的依據(jù)。1煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)是煤的一定化學組成和分子結構的外部表現(xiàn)。它是由成煤的原始物質(zhì)及其聚積條件、轉(zhuǎn)化過程、煤化程度和風、氧化程度等因素所決定。此處主要介紹煤的顏色、光澤、硬度、脆度、斷口、裂隙等。1）顏色煤的顏色是指煤塊新鮮表面的自然色彩，是煤對不同波長的可見光吸收的結果。在不同條件下，煤呈現(xiàn)出不同的顏色。在普通反射光下，煤的表面所顯示的顏色稱為表色。煤的表色變化很大，腐泥煤的表色有時為淺黃色、棕褐色，有時為灰綠色以至黑色；腐殖煤的顏色則隨煤化程度的增高而加深；褐煤可以由褐色變?yōu)樯詈稚?、黑褐色；煙煤呈褐黑色、黑色；無煙煤呈灰黑色，并

4、常有古銅色或鋼灰色色彩。另外，水分通?？梢允姑旱念伾由?，礦物雜質(zhì)則往往使煤的顏色變淺。不同變質(zhì)程度的煤，其顏色有明顯差別，根據(jù)顏色特征可以區(qū)分褐煤、煙煤和無煙煤，見表1-1。在確定煤的顏色時，應當在干燥煤樣的新鮮鏡煤或較純凈的亮煤斷面上觀察。表1-1 不同變質(zhì)程度煤的顏色和條痕色（據(jù)楊起、韓德馨，1979，有改動）煤 的 種 類顏 色條 痕 色褐 煤褐色、深褐色、黑褐色淺褐色、深褐色長焰煤褐黑色、黑色略帶褐的色彩深褐色、黑褐色氣 煤黑色褐黑色肥 煤黑色帶褐色焦 煤瘦 煤黑色貧 煤黑色有時帶灰和灰黑色無煙煤灰黑色帶古銅色和鋼灰色灰黑色、鋼灰色或黑色2）光澤煤的光澤是指在自然光下，煤的新鮮斷面的

5、反光能力。它是煤的重要物理性質(zhì)和主要肉眼鑒定標志之一。影響煤的光澤變化的因素較多，主要有成煤的原始物質(zhì)，煤巖組分，煤的變質(zhì)程度，礦物雜質(zhì)的成分、含量以及分布情況，煤的表面性質(zhì)等。成煤的原始物質(zhì)不同，煤的光澤就有差異。如腐泥煤的光澤暗淡，而腐殖煤的光澤較強。煤的光澤隨煤變質(zhì)程度的加深而增強，即從褐煤到無煙煤，光澤呈有規(guī)律的增強。根據(jù)鏡煤和亮煤的光澤，從褐煤到無煙煤變質(zhì)系列煤的光澤可以分為以下幾種：瀝青光澤、玻璃光澤、強玻璃光澤、金剛光澤及似金屬光澤等。煤的宏觀煤巖成分不同，也能夠引起煤的光澤變化，如鏡煤的光澤最強、亮煤的光澤較強，暗煤的光澤較弱，絲炭的光澤最弱。但是鏡煤、亮煤的光澤并不是在任何時

6、候都很強，類似的，暗煤的光澤也不總是暗淡的，煤的光澤還與煤化程度有關。如褐煤中鏡煤的光澤比煙煤中的弱；無煙煤中暗煤的光澤也較強，幾乎與其鏡煤、亮煤沒有差別。煤受風氧化后，光澤都明顯變暗。風化煤多為暗淡光澤。煤中的礦物雜質(zhì)的含量及分布情況對煤的光澤影響也很大。在變質(zhì)程度相同、煤巖成分差別不大的情況下，礦物雜質(zhì)的存在可使煤的光澤變暗。因此，光澤特征可大致反映出煤的灰分含量高低，初步確定煤質(zhì)的好壞；同時也可以比較有效地鑒定煤的變質(zhì)程度，確定煤的宏觀（肉眼）煤巖成分、光澤和煤巖類型。3）硬度煤的硬度是指煤抵抗外來機械作用的能力。由于外來機械作用方式不同，煤所表現(xiàn)的硬度也不相同，據(jù)此可以將煤的硬度分為刻

7、劃硬度、壓痕硬度和抗磨硬度三種。（1）刻劃硬度 接近于普通礦物鑒定中的摩氏硬度，即用標準礦物（摩氏硬度計）刻劃標本而得出的粗略相對硬度。煤的硬度一般在l4之間，主要與煤巖成分和煤化程度有關（圖1-1），暗煤較鏡煤、亮煤的硬度大，年輕褐煤和中等變質(zhì)焦煤硬度最小，為1.52和22.5；無煙煤硬度最大，近于4。（2）顯微硬度 是壓痕硬度的一種，是專門用作測定顯微組分硬度的。顯微硬度的測定方法是：在顯微硬度計上，以很小的負荷靜壓力（一般為0.010.02kg）先將金剛石錐壓入煤的顯微組分，然后測量所得壓痕大小，即可確定出其顯微硬度。即：壓痕大的，顯微硬度低；壓痕小的，顯微硬度高。其數(shù)值是以壓錐與煤實際

8、接觸面上單位面積所承受的載荷重量來表示，即kg/cm²。一般是變質(zhì)程度相同時，絲質(zhì)組較鏡質(zhì)組的顯微硬度為大；而在變質(zhì)程度不同時，各類顯微組分的顯微硬度也有一定的變化規(guī)律，即顯微硬度隨煤化程度的增加而急劇上升。圖1-1 顯微硬度與煤化程度的關系(Ammcob, 1965; 轉(zhuǎn)引自楊起，韓德馨,1979)3）（3）抗磨硬度煤的抗磨硬度是指煤巖組分的抗磨強度，即用研磨阻力的大小表示磨光面上顯微組分的硬度，常用突起表示。突起是反射光下研究煤光片的一項重要指標。各類顯微組分的突起在低變質(zhì)煤中差別最大。隨煤化程度的增高，突起差別變小。煤化程度相同時，絲炭化組分的突起較凝膠化組分的高。不論測定哪種

9、硬度，都應當注意排除礦物雜質(zhì)、裂隙、孔隙以及風氧化程度的影響。4）脆度和韌性脆度是指煤受外力作用時容易破碎的程度，韌性的性質(zhì)則與脆度相反。一般腐泥煤和腐殖腐泥煤脆度小，韌性大。在腐殖煤的煤巖成分中，鏡煤和沒有礦化的絲炭脆度最大，亮煤次之，暗煤則往往因含有許多穩(wěn)定組分和礦物雜質(zhì)而韌性較大。不同變質(zhì)程度的煤，以肥煤、焦煤和瘦煤脆度為最大；無煙煤脆度最??；長焰煤和氣煤的脆度較小，并具有一定的韌性。5）斷口煤受外力打擊而破裂時形成的斷面稱為斷口。嚴格說來，斷口不應包括沿層理面或裂隙斷開的表面。斷口的表面形狀可反映出煤物質(zhì)組成的不同特點，因此斷口可以作為煤巖鑒定的輔助標志。煤中常見的斷口有貝殼狀、參差狀

10、斷口等。貝殼狀斷口是組成均勻的煤的特征，腐泥煤、鏡煤、較純凈的亮煤及一些塊狀無煙煤都常見有貝殼狀斷口。6）裂隙裂隙是在成煤的不同時期中，各種自然力作用于煤層所造成的裂開現(xiàn)象。根據(jù)成因不同，煤的裂隙可分為內(nèi)生裂隙、外生裂隙和氣脹裂隙等。2原生結構煤的結構原生結構煤的結構是指煤巖組分的形態(tài)和大小所表現(xiàn)的特征，反映了成煤原始物質(zhì)的性質(zhì)、成分及其變化。原生結構煤的結構與構造是反映成煤原始物質(zhì)及其聚積和轉(zhuǎn)變等特征的標志，是煤的重要原生特征。煤化程度增高，煤的各種組分的肉眼鑒定標志逐漸消失，至高變質(zhì)階段，煤的成分趨于一致，煤的宏觀結構也逐漸趨于均一。最常見的煤的宏觀結構有下列幾種：1）條帶狀結構宏觀煤巖成

11、分（鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭）多呈各種形狀的條帶，在煤層中相互交替的出現(xiàn)而形成條帶狀結構。按條帶的寬窄又可分為；細條帶狀結構（寬度為13mm）、中條帶狀結構（寬度為35mm）和寬條帶狀結構（寬度大于5mm）。條帶狀結構在中變質(zhì)煙煤中表現(xiàn)最為明顯，尤其在半亮型煤和半暗型煤中最常見；褐煤和無煙煤中條帶狀結構不明顯。2）線理狀結構線理狀結構是指鏡煤、暗煤及粘土礦物等呈厚度小于1mm的線理斷續(xù)分布在煤層各部位面形成的結構。根據(jù)線理的間距，線理狀結構又分為密集線理狀和稀疏線理狀兩種。在半暗型煤中常見到線理狀結構。3）透鏡狀結構透鏡狀結構是條帶狀結構的一種特殊類型，而且二者常伴生，多是以大小不等的鏡煤、絲炭

12、及粘土礦物、黃鐵礦等的透鏡體連續(xù)或不連續(xù)地散布在暗煤或亮煤中，稱透鏡狀結構。常見于半暗型煤、暗淡型煤中。4）均一狀結構煤的成分較為單一；組成均勻的結構。鏡煤的均一狀結構較典型，某些腐泥煤、腐殖腐泥煤和無煙煤有時也有均一狀結構。5）木質(zhì)結構木質(zhì)結構是植物莖部原生的木質(zhì)結構在煤中的反映。這種結構的煤在外觀上清楚地保存了植物木質(zhì)組織的痕跡，有時還可見到保存完整的已經(jīng)煤化的樹干和樹樁。木質(zhì)結構在褐煤中比較常見。如我國山東、山西俗稱的柴煤或柴炭，就是以木質(zhì)結構特別清晰而得名。6）粒狀結構煤的表面較粗糙，肉眼可清楚地見到顆粒狀。這種結構多由煤中散布著的大量穩(wěn)定組分或礦物質(zhì)組成，為某些暗煤或暗淡型煤所特有。

13、如淮南某些暗淡型煤含有大量小孢子和木栓體的即呈粒狀結構。7）纖維狀結構纖維狀結構是植物莖部組織經(jīng)過絲炭化作用轉(zhuǎn)變而成的一種結構。其特點是沿著個方向延伸并呈細長纖維狀和疏松孔。絲炭就是典型的纖維狀結構。8）葉片狀結構煤的斷面上具纖細的頁理及被其分成的極薄的薄片，使其外觀呈現(xiàn)紙片狀、葉片狀。這種結構主要是由于煤中順層分布有大量的角質(zhì)體和木栓體所致。如我國云南祿勸角質(zhì)層殘殖煤即具有葉片狀結構，它可以像紙張一樣一張一張地分開。3原生結構煤的構造原生結構煤的構造是指煤中不同煤巖組分在空間排列上的相互關系。它與植物遺體的聚積條件及其變化過程有關。層理是煤的主要構造，按層理特征可以將煤的構造分為層狀構造和塊

14、狀構造兩種。1）層狀構造層狀構造是指在垂直煤層層面的方向上煤層的明顯不均性特征。它反映了成煤物質(zhì)和成煤條件變化的情況。在復雜結構煤層中層狀構造最為明顯，煤中最常見的是水平層理，偶見波狀層理和斜層理。2）塊狀構造不見層理，外觀均一的煤稱為塊狀構造。塊狀構造表明了成煤物質(zhì)的相對均勻和聚積條件相對穩(wěn)定的特征。原生塊狀構造多見于腐泥煤、腐殖腐泥煤及腐殖煤中的某些暗淡型煤；次生塊狀構造多見于某些變質(zhì)程度很深的無煙煤。（二）宏觀煤巖成分與宏觀煤巖類型1宏觀煤巖成分人們根據(jù)煤的成因?qū)⒚悍譃楦趁汉透嗝骸８趁河筛叩戎参镄纬傻拿?，腐泥煤由低等植物和浮游動物形成的煤?919年，英國煤巖學家M. Stopes

15、對腐殖煤進行了觀察，并將宏觀煤巖成分劃分為四種類型：鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭(見表1-2)，并描述它們的特征和性質(zhì)之間的區(qū)別，將宏觀煤巖組分與其工藝性質(zhì)開始聯(lián)系起來。表1-2 煙煤、無煙煤的宏觀煤巖組分(據(jù)E.Stach等，1982)煤的類型煤巖成分宏觀鑒別特征腐殖煤鏡煤光亮，黑色，易碎，常具有裂縫亮煤光亮，黑色，很細的層狀暗煤暗淡，黑色或灰黑色，堅硬，表面粗糙絲煤絲絹光澤，黑色，纖維狀，軟，很脆腐泥煤燭煤暗淡或微油脂光澤，黑色，均勻的，非層狀，很硬，貝殼狀斷口，黑色條痕藻煤類似燭煤，但外表微帶褐色，條痕為褐色楊起認為宏觀煤巖成分是肉眼能分辨的煤的基本單位，它包括鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭四種成分，

16、其中鏡煤和絲炭為簡單的煤巖成分，亮煤和暗煤則為復雜煤巖成分。1）絲炭絲炭的顏色為暗黑色，外觀似木炭，簡單煤巖成分，具明顯的纖維狀結構和絲絹光澤，疏松多孔，性脆易碎，易染指。絲炭的細胞腔被礦物質(zhì)充填，變得致密堅硬，相對密度增大，則稱之為礦化絲炭，絲炭在煤層中多沿層理呈透鏡狀分布，厚度一般為12mm或幾毫米，有時也能形成不連續(xù)的薄層。煤層中絲炭的數(shù)量不多，但較易識別。2）鏡煤鏡煤也是簡單煤巖成分。它是煤中顏色最深、光澤最強的成分，多呈黑色，結構致密均一，呈貝殼狀、眼球狀斷口，內(nèi)生裂隙最為發(fā)育，性脆，易碎成棱角狀小塊。在煤層中，它多呈厚度為幾毫米到12cm的透鏡狀分布于暗煤或亮煤之中，很少單獨構成煤

17、層。3）亮煤亮煤是最常見的煤巖成分，光澤較強，僅次于鏡煤，較脆易碎，內(nèi)生裂隙較為發(fā)育，相對密度較小，結構比較均一，呈貝殼狀斷口。亮煤可單獨組成較厚的煤分層，也可呈透鏡狀分布。4）暗煤暗煤的顏色為灰黑色，光澤暗淡，致密堅硬，斷口粗糙，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，相對密度較大，韌性較強。暗煤在煤層中普遍發(fā)育，可單獨構成煤層或煤分層。2煤巖類型煤巖類型是指用肉眼觀察時，根據(jù)同一煤化程度煤的平均光澤強度、煤巖成分的數(shù)量比例及組合情況，劃分的煤的巖石類型。煤巖類型可以分為光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤和暗淡型煤等四種。1）光亮型煤1 主要由光澤很強的亮煤和鏡煤組成。有時也夾有暗煤和絲炭的透鏡體或薄層，組成較為均一、條

18、帶結構不明顯，內(nèi)生裂隙發(fā)育，脆度較大，機械強度小，容易破碎，常見貝殼狀斷口。2）半亮型煤主要由亮煤、鏡煤和暗煤或絲炭組成，平均光澤強度較光亮型煤稍弱。條帶狀結構明顯，內(nèi)生裂隙發(fā)育，常具有棱角狀或階梯狀斷口，性較脆，比較易碎。半亮型煤是最常見的煤巖類型。3）半暗型煤由暗煤和亮煤組成，常以暗煤為主，有時夾有鏡煤和絲炭的線理、細條帶和透鏡體，光澤較暗淡，相對密度、硬度和韌性都較大，條帶結構明顯，內(nèi)生裂隙不甚發(fā)育，多見粒狀斷口。當亮煤礦物質(zhì)含量增加而光澤減弱時也可成為半暗型煤。4）暗淡型煤主要由暗煤組成，有時有少量鏡煤、絲炭或矸石透鏡體，光澤暗淡。煤質(zhì)堅硬致密，層理構造不明顯，通常呈塊狀，韌性大，相對

19、密度大，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，斷口多為棱角狀、參差狀。（三）顯微煤巖組分與顯微煤巖類型1顯微煤巖組分顯微煤巖組分指在顯微鏡下能識別的煤巖成分的基本單元，1935年M. Stopes 提出了一套顯微組分的分類方案，1953年成立了國際煤巖學委員會(ICCP)，并公布該方案。在國際煤巖學委員會與國際標準化組織(ISO)的組織下，并且通過國際煤巖學手冊(1963年第1版，1971年第2版，1976年第2版的補充版)進行了詳細描述。后來，基本擬定了硬煤的顯微組分、顯微巖石類型與褐煤顯微組分的國際分類方案(如表1-3、表1-4所示)。目前還有些問題正待解決，如煙煤中一些過渡組分的描述，假鏡質(zhì)組的統(tǒng)一認識，無定

20、形組分的進一步劃分，以及褐煤、煙煤與無煙煤巖石學界限等。這兩套術語不夠完善，需要時可以加以補充。表 1-3 國際硬煤顯微組分分類方案(據(jù)E.Stach等，1982)顯微組分組(Group maceral)顯微組分(Maceral)顯微亞組分*(Submaceral)顯微組分的種*(Maceral variety)鏡質(zhì)組(Vitrinite)結構鏡質(zhì)體(Telinite)無結構鏡質(zhì)體(Collinite)碎屑鏡質(zhì)體(Vitrodetrinite)結構鏡質(zhì)體1(Telinite1)結構鏡質(zhì)體2(Telinite2)均質(zhì)鏡質(zhì)體(Telocollinite)膠質(zhì)鏡質(zhì)體(Gelocollinite)基質(zhì)

21、鏡質(zhì)體(Desmocollinite)團塊鏡質(zhì)體(Corpocollinite)科達木結構鏡質(zhì)體(Cordaitotelinite)真菌質(zhì)結構鏡質(zhì)體(Fungotelinite)木質(zhì)結構鏡質(zhì)體(Xylotelinite)鱗木結構鏡質(zhì)(Lepidophytotelinite)封印木結構鏡質(zhì)(Sigillariotelinite)殼質(zhì)組(Exinite)孢子體(Sporinite)角質(zhì)體(Cutinite)樹脂體(Resinite)藻類體(Alginite)碎屑穩(wěn)定體(Liptodetrinite)薄壁孢子體(Tenuisporinite)厚壁孢子體(Crassisporinite)小孢子體(Mi

22、crosporinite)大孢子體(Macrosporinite)皮拉藻類體(Pila-alginite)輪奇藻類體(Reinsciaalginite)惰質(zhì)組(Inertinite)微粒體(Micrinite)粗粒體(Macrinite)半絲質(zhì)體(Semifusinite)絲質(zhì)體(Fusinite)菌類體(Sclerotinite)碎屑惰性體(Inertodetrinite)火焚絲質(zhì)體(Pyrofusinite)氧化絲質(zhì)體(Degradofusinite)真菌菌類體(Fungosclerotinite)薄壁菌類體(Plectenchyminite)團塊菌類體(Corposclerotinite

23、)假團塊菌類體(Pseudocorposclerotinite)表1-4 國際褐煤顯微組分分類(據(jù)E.Stach等，1982)顯微組分組(Group Maceral)顯微組分亞組(Maceral Subgroup)顯微組分(Maceral)顯微組分類型(Maceral Type)腐殖組(Huminite)結構腐殖體(Humotelinite)木質(zhì)結構體(Textinite)腐木質(zhì)體(ulminite)木質(zhì)結構腐木質(zhì)體(Texto-Ulminite)充分分解腐木質(zhì)體(Eu-Ulminite)碎屑腐殖體(Humodetrinite)細屑體(Attrinite)密屑體(Densinite)無結構腐殖

24、體(Humocollinite)凝膠體(Gelinite)多孔凝膠體(Porigelinite)均勻凝膠體(Levigelinite)團塊腐殖體(Corpohuminite)樹皮鞣質(zhì)體(Phlobaphinite)假樹皮鞣凝質(zhì)體(Pseudo-phlobaphinite)類脂組(Liptinite)孢子體(Sporinite)角質(zhì)體(Cutinite)樹脂體(Resinite)木栓質(zhì)體(Suberinite)藻質(zhì)體(Alginite)碎屑穩(wěn)定體(Liptodetrinite)葉綠素體(Chlorophyllinite)瀝青質(zhì)體(Bituminite)惰性組(Inertinite)絲質(zhì)體(Fus

25、inite)半絲質(zhì)體(Semifusinite)粗粒體(Macrinite)菌類體(Sclerotinite)碎屑惰質(zhì)體(Inertodetrinite)中國原煤炭工業(yè)部地質(zhì)勘探研究所于1978年提出了“煙煤顯微組分劃分及命名”方案，它與國際分類方案的對照表，如表1-5。表1-5 國際硬煤顯微組分分類與中國煙煤顯微組分分類（據(jù)楊起、韓德馨，1979）國際硬煤顯微組分分類(1975)我國煙煤顯微組分分類(1978)組顯微組分類顯微組分、亞組分鏡質(zhì)組結構鏡質(zhì)體(Telinite)無結構鏡質(zhì)體(Collinite)碎屑鏡質(zhì)體(Vitrodetrinite)鏡質(zhì)類結構鏡質(zhì)體結構半鏡質(zhì)體無結構鏡質(zhì)體無結

26、構半鏡質(zhì)體碎屑鏡質(zhì)體碎屑半鏡質(zhì)體殼質(zhì)組孢子體(Sporinite)角質(zhì)體(Cultinite)樹脂體(Resinite)碎屑穩(wěn)定體(Liptodetrinite)穩(wěn)定類孢粉體角質(zhì)體樹脂體不定形體樹皮體藻質(zhì)體(Alginite)腐泥類藻質(zhì)體、腐泥基質(zhì)體惰質(zhì)組微粒體(Micrinite)粗粒體(Macrinite)半絲質(zhì)體(Semifusinite)絲質(zhì)體(Fusinite)菌類體(Sclerotinite)碎屑惰質(zhì)體(Inertodetrinite)絲質(zhì)類微粒體半絲基質(zhì)體絲質(zhì)基質(zhì)體半絲質(zhì)體木質(zhì)鏡煤半絲質(zhì)體鏡煤半絲質(zhì)體半絲渾圓體絲質(zhì)體木質(zhì)鏡煤絲質(zhì)體鏡煤絲質(zhì)體絲質(zhì)渾圓體半絲菌類體絲質(zhì)菌類體碎屑半絲質(zhì)

27、體碎屑絲質(zhì)體2顯微煤巖類型典型的顯微組分的組合稱之為顯微煤巖類型。國外評價煤的工藝性質(zhì)大多應用國際煤巖學術委員會提出的煤巖類型分類，如表1-6。表1-6 國際顯微煤巖類型分類(據(jù)E.Stach等，1975)顯微組分成分(無礦物基)顯微煤巖類型顯微組分組成分(無礦物基)顯微煤巖類型組單組分無結構鏡質(zhì)體>95%結構鏡質(zhì)體>95%碎屑鏡質(zhì)體>95%微無結構鏡煤微結構鏡煤V >95%微鏡煤Vitrite孢子體>95%角質(zhì)體>95%樹脂體 >95%藻類體 >95%碎屑殼質(zhì)體>95%微孢子煤(微角質(zhì)煤)(微樹脂煤)微藻類煤E(L) >95%微穩(wěn)定

28、煤Liptite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)I >95%微惰性煤Inertite雙組分鏡質(zhì)組十孢子體 >95%鏡質(zhì)組+角質(zhì)體>95%鏡質(zhì)組+樹脂體>95%鏡質(zhì)組+碎屑殼質(zhì)體>95%微孢子亮煤微角質(zhì)亮煤(微樹脂亮煤)V+E(L)>95%微亮煤V，E(L)ClariteV，E(L)鏡質(zhì)組+粗粒體>95%鏡質(zhì)組+半絲質(zhì)體>95%鏡質(zhì)組十絲質(zhì)體>95%鏡質(zhì)組+菌類體>95%鏡質(zhì)組+碎屑惰性體>95%V+I&

29、gt;95%微鏡惰煤V，IVitrinerite V，I惰性組+孢子體>95%惰性組+角質(zhì)體>95%惰性組+樹脂體>95%惰性組+碎屑殼質(zhì)體>95%孢子微暗煤(微角質(zhì)暗煤)(微樹脂暗煤)I+E(L)>95%微暗煤I，E(L)DuriteI，E(L)三組分煤鏡質(zhì)組、惰性組、殼質(zhì)組 >5%微暗亮煤微鏡惰殼質(zhì)煤微亮暗煤V>I，E(L)E>I，VI>V，E(L)微三組混合煤Trimacerite注：V鏡質(zhì)組，E殼質(zhì)組，I惰質(zhì)組，L-類脂組第二節(jié) 構造煤及其煤巖學特征構造煤是原生結構煤在構造應力作用下發(fā)生明顯的物理化學變化的產(chǎn)物。原生結構煤在構造應力

30、作用下，發(fā)生成分、結構和構造等變化，引起煤層變形（破裂、粉化）、流變（增厚、減?。?、變質(zhì)（降解、縮聚）。國內(nèi)外學者對構造煤稱呼不一，主要包括變形煤、構造變形煤、破壞煤和突出煤等。構造煤的宏觀結構、構造煤顯微結構與構造煤顯微構造，是煤體結構形成時構造應力作用的記錄、是煤體變形、流變和變質(zhì)作用的證據(jù)。（一）構造煤的宏觀結構特征構造煤的宏觀結構是指肉眼觀察構造煤顆粒的形態(tài)、分布和大小等特征。常見碎裂結構、碎粒結構、鱗片狀結構、粉粒結構和糜棱結構等，對應的構造煤命名為碎裂煤、碎粒煤、鱗片狀煤、粉粒煤和糜棱煤。1）碎裂結構 煤被密集的次生裂隙相互交切成碎塊，但碎塊之間基本沒有位移，煤層原生層理基本可見，

31、時斷時續(xù)。碎裂結構常常位于原生結構與碎粒結構的過渡部位。2）碎粒結構 煤被破碎成粒，主要粒級大于1mm。大部分煤粒由于相互位移摩擦失去棱角，煤層原生層理被破壞，層理不清，裂隙較發(fā)育，煤層煤體主要呈粒狀。碎粒結構往往緊靠碎裂結構分布，常常距離煤層頂板或底板一定距離，也常常位于斷裂帶的中心部位。3）粉粒結構 光澤暗淡、土狀、粉狀、無粒感，斷面平坦、塊狀構造。4）糜棱結構煤被破碎成很細的粉末，主要粒級小于1mm。有時被重新壓緊，煤層原生層理完全被破壞，已看不到煤層原生層理和節(jié)理，滑移面、摩擦面很多，煤體呈透鏡體狀、鱗片狀，極易捻成粉末。糜棱結構煤是強擠壓、剪切破壞的結果。第三節(jié) 煤體結構的分類人們對

32、煤體結構的認識及其分類最早是從煤礦安全角度提出的。上世紀初，采礦專家已對煤與瓦斯突出點位置的地質(zhì)構造特征進行過觀測和描述。Briggs（1920-1921）注意到英國西威爾士無煙煤田的煤與瓦斯突出多位于強烈變形的斷層帶附近和褶皺帶內(nèi)，突出煤層是所謂的“軟煤（soft coal）”。我國研究構造煤是從20世紀70年代末開始的。國內(nèi)外學者對構造煤稱呼不一，主要包括軟煤、變形煤、構造變形煤、破壞煤和突出煤等。在構造煤類型研究方面，有些是從構造研究出發(fā)，對構造煤進行分類，主要參照構造巖相關研究；有些是從煤與瓦斯突出規(guī)律出發(fā)，分類反映了煤層破壞與瓦斯突出的關系?？偟膩碚f，一方面，從純地質(zhì)學角度研究構造煤

33、的類型及形象；另一方面，從煤與瓦斯突出災害防治角度，研究構造煤的形象、結構、類型及其與瓦斯參數(shù)和突出之間的關系。在以往的工作中，人們采用宏觀和顯微方法對構造煤進行觀察，宏觀方法即肉眼現(xiàn)場觀測和手標本觀察，顯微方法包括光學顯微鏡觀察和掃描電子顯微鏡下的形象分析。就研究成果而論，構造煤分類問題既是構造煤研究水平的集中反映，也是構造煤研究的重點課題。構造煤的分類主要有兩種，一是宏觀類型，二是掃描電子顯微鏡下的顯微類型。肉眼條件下可識別的結構和構造特征是煤的宏觀結構、構造類型的劃分依據(jù)。大多數(shù)分類方案及其研究目的是基于煤與瓦斯突出問題。構造煤研究早期，人們根據(jù)顆粒特征把煤分為正常結構煤、粒狀結構煤、纖

34、維狀結構煤和扭曲狀結構煤（Y. X. Cao,2003）。1958年，蘇聯(lián)礦業(yè)研究所（轉(zhuǎn)引自于不凡，1985）依據(jù)煤中裂隙的密度、組合方式、裂隙面特征，同時考慮到光澤和手試強度把煤分為5種構造類型（見表1-7）。由于歷史的原因，我國的煤與瓦斯突出技術多源于前蘇聯(lián)，所以蘇聯(lián)的分類在我國的影響很大。我國煤炭科學研究總院撫順研究所通過對突出煤的長期觀察研究，提出了依據(jù)煤的破壞類型和力學性質(zhì)的分類方案；中國礦業(yè)大學（時稱四川礦業(yè)學院，1979）按煤的突出難易程度和煤結構的破壞程度將煤分為甲、乙、丙三類。上世紀70年代后期，以焦作礦業(yè)學院瓦斯地質(zhì)研究室為主的一大批地質(zhì)工作者涉足于瓦斯突出的理論與應用研究

35、中，總結了我國突出煤層的構造特征，以原武漢地質(zhì)學院煤田地質(zhì)教研室的構造煤類型為基礎，根據(jù)煤體結構的宏觀特征，以構造煤分類為基礎，以突出難易程度為依據(jù)，將煤體結構劃分為四種類型（見表1-8）；彭立世（1994）依據(jù)煤體結構的宏觀特征、力學和突出參數(shù)，給出煤體結構定量劃分指標。與上述兩種方案比較，后者把、類煤進行了合并，以便于井下鑒別。這一方案在煤田地質(zhì)勘探與突出礦井的生產(chǎn)中得到了地質(zhì)人員的廣泛應用。表1-7 煤的構造類型（據(jù)蘇聯(lián)礦業(yè)研究所，1958）破壞類型層理節(jié)理光澤原生裂隙次生裂隙裂隙平均間距 /mm裂隙平均寬 /mm手試強度彈性波傳播速度/m·s-1平均灰分/%順層理垂直層理層理

36、清晰呈條帶狀，泥質(zhì)和絲炭的透鏡體未遭受破壞且順層理排列常呈板狀和柱狀光亮和半光亮，明顯地區(qū)分出不同巖相類型煤中主要存在著光亮表面的原生裂隙，頓巴斯煤中通常含有兩組垂直于層面的裂隙，有著光亮的表面和平行玉層面的裂隙，其壁面半暗，垂直裂隙間距為23mm(煙煤)和12cm (無煙煤)通常有一組，有時可分為三組，裂隙間距1013cm或更大，裂隙壁面光亮，有擦橫或條紋狀1.60(4.0)0.027堅硬，用手可把煤塊破裂，但不能粉碎到小粒度13001207.0除個別地點外，一般可看到層理和條帶，局部地點被次生裂隙掩蓋。泥巖和絲炭透鏡體順層理排列除板狀和柱狀外，在次生裂隙發(fā)育的地點呈梳狀、棱形和錐形能分出不同巖相類型的光澤與第類型相同不少于3組，裂隙間距210cm0.5(1.90)0.015用大力可將煤破成大于5mm的小塊120011008.0通常被次生裂隙掩蓋。局部地點可在長10.5cm斷口處發(fā)現(xiàn)條帶，泥巖和絲炭透鏡體排列不平行于層理細梳狀、棱形和透鏡狀鉛灰色光澤，按光澤分不出巖相組分僅在個別地點看到原生裂隙不小于34組，裂隙間距0.