煤岩学基础与研究方法概述
合集下载
第四章 煤的岩相组成
火焚作用：有的丝炭化组分是由于古代沼泽森林火灾后， 由烧焦的炭化组织转化而来的，称为火焚丝质体。在显微镜 下观察，该类丝炭化组分细胞结构完整清晰，且由于没有经 受凝胶化作用，细胞壁没有发生吸水膨胀，因此，胞壁薄。 煤中含量在10－20％，对煤的性质有重要影响。
1.3、壳质组（又称稳定组）的成因
壳质组又称稳定组，是由成煤植物中化学稳定性强 的组织器官转化而来的。在泥炭化作用阶段，因化学稳 定性强，没有遭受生物化学作用的破坏而保存在煤中， 经煤化作用后转化为稳定组分。
色、光泽、硬度、断口等特征，识别煤岩类型、判断煤的 性质。
微观方法－用显微镜研究煤
微观方法－用显微镜研究煤
透射光下：薄片 2×2 cm，厚 0.02 mm。 根据颜色、 形态和结构识别显微煤岩组分、判断煤的性质；
反射光下：光片 直径 2 cm，厚1.5-2 cm 圆柱体。在 普通反射光或油浸反射光下，根据颜色、形态、结构、 突起、反光性等特征识别煤岩组分、判断煤的性质。
2、 煤中的矿物质——无机显微成分
煤的无机显微成分主要是指粘土矿物、黄铁矿、石 英、方解石等，在显微镜下可以进行区分。
粘土类矿物：高岭石，伊利石，水云母，… 硫化物类矿物：黄铁矿，白铁矿，… 碳酸盐类矿物：方解石，菱铁矿，… 氧化物类矿物：石英，… 硫酸盐类矿物：石膏，…
第三节 显微煤岩组分的反射率
壳质组－孢子体 孢子囊 徐州张小楼 山西组7煤层 反射荧光 蓝光激发 135 ×
壳质组－角质体，渗出沥青体 徐州张小楼 山西组7煤层 反射荧光 蓝光激发 230 ×
第四部分： 煤的组成
第四章 煤的岩相组成 第五章 煤的化学组成 第六章 煤的族组成
第四章 煤的岩相组成
主要内容： （1）煤岩组成的研究方法 （2）有机显微组分及其成因
1.3、壳质组（又称稳定组）的成因
壳质组又称稳定组，是由成煤植物中化学稳定性强 的组织器官转化而来的。在泥炭化作用阶段，因化学稳 定性强，没有遭受生物化学作用的破坏而保存在煤中， 经煤化作用后转化为稳定组分。
色、光泽、硬度、断口等特征，识别煤岩类型、判断煤的 性质。
微观方法－用显微镜研究煤
微观方法－用显微镜研究煤
透射光下：薄片 2×2 cm，厚 0.02 mm。 根据颜色、 形态和结构识别显微煤岩组分、判断煤的性质；
反射光下：光片 直径 2 cm，厚1.5-2 cm 圆柱体。在 普通反射光或油浸反射光下，根据颜色、形态、结构、 突起、反光性等特征识别煤岩组分、判断煤的性质。
2、 煤中的矿物质——无机显微成分
煤的无机显微成分主要是指粘土矿物、黄铁矿、石 英、方解石等，在显微镜下可以进行区分。
粘土类矿物：高岭石，伊利石，水云母，… 硫化物类矿物：黄铁矿，白铁矿，… 碳酸盐类矿物：方解石，菱铁矿，… 氧化物类矿物：石英，… 硫酸盐类矿物：石膏，…
第三节 显微煤岩组分的反射率
壳质组－孢子体 孢子囊 徐州张小楼 山西组7煤层 反射荧光 蓝光激发 135 ×
壳质组－角质体，渗出沥青体 徐州张小楼 山西组7煤层 反射荧光 蓝光激发 230 ×
第四部分： 煤的组成
第四章 煤的岩相组成 第五章 煤的化学组成 第六章 煤的族组成
第四章 煤的岩相组成
主要内容： （1）煤岩组成的研究方法 （2）有机显微组分及其成因
煤矿地质学基础知识
煤矿地质学绪论一、煤矿地质学概述地质学地质学主要是研究地壳的科学。
具体地讲，它是研究地壳的构造、物质组成、发展变化、以及矿产的形成和分布规律等内容的科学。
现今地质学又分为许多有着一定联系、而又具有各自不同特点的学科，归纳起来可分为：静力地质学主要研究地壳的物质组成，包括结晶学、矿物学、岩石学。
动力地质学主要是研究改变地壳地貌、地壳组成和构造变动的因素，包括构造地质学、大地构造学、新构造运动学、地貌学和地质力学等。
历史地质学主要研究地壳发展和生物演化的历史及其演变规律，包括古生物学、地史学等。
矿产地质学主要研究矿产的形成及其分布规律，它包括矿床学、水文地质学、矿山地质学、石油地质学、煤田地质学。
此外还有地质学与其它学科相结合而产生的新学科，如地球化学、地球物理、数学地质和遥感地质。
煤矿地质煤矿地质就是利用地质基础知识，研究煤的生成、煤的赋存状态、确定煤的资源储量及煤的用途，研究分析和解决影响矿井建设与采煤的地质因素，达到指导采掘工程的正常进行而发展起来的一门生产实践性较强的学科。
二、煤矿地质学的特点及研究方法煤矿地质学是运用地质理论，解决煤矿地质问题的应用地质学，它与煤矿建设、开拓、开采紧密结合，是具有实践性很强的学科。
研究方法遵循“实践—认识—实践”的认识过程来进行研究。
一方面要进行大量的直接观察和实验，获得详尽的实际资料；另一方面将获得的大量资料不断加以“归纳、分析研究、判断、推理”，将感性知识上升到理性知识，然后再将得到的理性知识去指导实践，并在实践中加以验证、补充与修改，使之更加符合客观实际。
因此，地质工作者需要采取观察、实验、归纳、总结、去粗取精，去伪存真、由表及里的建立一套完整的地质工作方法。
三、煤矿地质与煤矿建井、地下开采、露天开采及煤矿测量的关系煤矿地质资料是煤矿建井、地下采煤、露天采煤的设计依据。
煤矿地质工作不仅是新井建设，矿井持续生产、老矿挖潜、以及解决水、火、瓦斯、冒顶等矿井灾害问题的重要手段，同时又是指导煤矿安全正常生产不可缺少的重要依据。
第四章++煤岩学基础
（3）反射荧光色
煤的磨光面用蓝光或紫外光激发而呈现的颜色，称为反 射荧光色。反射荧光色随煤岩组分和煤化程度的不同而 变化，有绿黄色、黄色、棕色等。随煤级增高，荧光减 弱，至高煤阶荧光消失。
(1)镜质组：透射光下呈透明到半透明，呈黄色或橙红 色，较均一，不含或少含矿物质，见垂直裂纹。普通反 射光下呈灰色，油浸反射光下呈深灰色，无突起。
受到煤化程度、煤岩组成和煤风化程度的影响。
（一）颜色
煤的颜色是煤对不同波长可见光波吸收的结果。在不同 的光学条件下，煤呈现不同的颜色。在普通白光照射下， 煤表面反射光线所显示的颜色称为表色。
腐植煤的表色随煤化程度的增高而变化：
①褐煤通常为褐色、褐黑色；
②低中煤化程度的烟煤为黑色，
③高煤化程度的烟煤为黑色略带灰色，无烟煤往往为灰 黑色，带硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。随着外加机 械作用力的性质不同，煤的硬度表现形式也不一样。煤 的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和磨损硬度三类。
刻划硬度在矿物学里一般指物质刺入另外一种较软物质 的能力。常以莫氏矿物硬度单位计算，是用标准矿物刻 划煤所测定的相对硬度。即滑石1(硬度最小），石膏2， 方解石3，萤石4，磷灰石5，正长石6，石英7，黄玉8， 刚玉9，金刚石10。宏观煤岩成分中，暗煤硬度最大， 亮煤、镜煤硬度小。煤的硬度还与煤级有关，褐煤和中 煤化程度的烟煤硬度最小，为2~2.5，无烟煤硬度最大， 接近4。
1.表色
根据表色可以明显地区别出褐煤、烟煤和无烟煤。腐泥 煤的表色变化较大，有深灰色、棕褐色、甚至灰绿色至 黑色。煤中的水分能使颜色加深，而煤中的矿物质往往 使煤的颜色变浅。
2.粉色
煤研成粉末的颜色称为粉色。它可用钢针刻划煤的表面 或用镜煤在未上釉的瓷板上刻划条痕而得，粉色也称条 痕色。煤的粉色一般略浅于表色。粉色较固定，用粉色 判断煤的煤化程度效果较好。
《煤岩分析知识》课件
03 煤岩分析的应用
煤质评价
煤质评价是煤岩分析的重要应用之一，通过对煤的物理性 质、化学成分、工艺性能等方面的测定和分析，确定煤的 质量和用途。
煤质评价在煤炭资源开发、加工利用和贸易等方面具有重 要意义，有助于合理利用煤炭资源，提高煤炭利用率和经 济效益。
煤炭分类
煤炭分类是煤岩分析的重要应用之一 ，通过对煤的岩相组成、化学成分、 工艺性能等方面的测定和分析，将煤 炭分成不同的类别。
密度是指单位体积内煤岩的质量，硬度则是指煤岩抵抗外力 刻划或压入的能力。不同种类的煤岩具有不同的密度和硬度 ，这些性质的变化也会随着煤化程度的加深而发生变化。
煤岩的化学性质
煤岩的化学性质包括可燃性、还原性、酸碱性和氧化性等。这些性质决定了煤岩在燃烧、还原、酸碱反应和氧化反应等方面 的化学行为。
可燃性是煤岩最重要的化学性质之一，它决定了煤岩作为燃料的使用价值。还原性和酸碱性则影响着煤岩在高温高压下的反 应行为，对于煤化工和气化过程具有重要的意义。氧化性则与煤岩的储存和运输有关，因为氧化作用可能导致煤岩变质和自 燃等问题。
煤炭燃烧特性分析
煤炭燃烧特性分析是煤岩分析的重要 应用之一，通过对煤的燃烧反应、燃 烧产物、燃烧过程等方面的测定和分 析，研究煤炭的燃烧特性和规律。
VS
煤炭燃烧特性分析有助于指导煤炭燃 烧设备的优化设计和运行管理，提高 燃烧效率，减少污染物排放。
04 煤岩分析技术的发展趋势
煤岩分析技术的研究现状
《煤岩分析知识》ppt 课件
目录
Contents
• 煤岩分析概述 • 煤岩的组成与结构 • 煤岩分析的应用 • 煤岩分析技术的发展趋势 • 煤岩分析的实践案例
01 煤岩分析概述
煤岩分析的定义
煤的岩石组成(煤岩学基础)
透射光，结构镜质体，具有裸子植物单列 射线（长焰煤）
B、无结构镜质体：经历了强烈的凝胶化作用 在一般反射光和透射光下难以见到植物细 胞结构的凝胶化组分。
a均质镜质体：煤中比较大的条带状无结构镜 质体。 宽窄不一的条带状和透镜状 均一、纯净
透射光，均质镜质体，有细粒黄铁矿
透射光，均质镜质体
透射光，均质镜质体，具有角质 体镶边
1.3、壳质组（又称稳定组）的成因
煤中常见的稳定组分有：孢子体、树 脂体、角质体、木栓体、藻类体等。稳定 组分在透射光下透明到半透明，呈现黄色 到橙红色，轮廓清楚，外形特殊；在反射 光下呈现深灰色，大多数有突起。
A、孢子体：包括孢子和花粉的外包壁 雌性的孢子体称大孢子，直径为0.1-0.3mm 雄性的孢子体一般小于0.1mm，称小孢子。 在煤中被挤压呈扁平体，纵切面为封闭的 长环状，折曲处呈钝圆形。
透射光，结构藻类体，水平层状分布
透射光，藻类体，小胞子体。
2、 煤中的矿物质——无机显微成分
煤的无机显微成分主要是指粘土矿物、黄铁矿、石 英、方解石等，在显微镜下可以进行区分。
粘土类矿物：高岭石，伊利石，水云母，… 硫化物类矿物：黄铁矿，白铁矿，… 碳酸盐类矿物：方解石，菱铁矿，… 氧化物类矿物：石英，… 硫酸盐类矿物：石膏，…
特征：一边外缘平滑 另一边呈明显的锯齿 状 转折端为尖角状
透射光，角质体
透射光，角质体
透射光，均质镜质体，角质体镶边
透射光，小孢子体，角质体
C、木栓质体： 主要由植物的周皮组织中木栓层转变而来 有多层扁平的长方形木栓细胞壁组成，排 列规则；细胞腔有时中空，有时充填团块 镜质体 纵切面呈叠砖状或叠瓦状构造 弦切面呈鳞片状
有机显微组分：在显微镜下能观察到的煤中成 煤原始植物组织转变而成的显微组分。
04 第四章 煤岩学基础
2020/2/8
24
第四章 §1 宏观煤岩组成及煤的物理性质
（六）煤的压缩性 煤在恒温下加压，其体积变化的百分数，
称为煤的压缩性。压缩性与煤化程度有关，煤 化程度越高，压缩性越小。加压后丝质组体积 变化极少，镜质组有变化，稳定组分变化最大， 但到高煤级时，其压缩性比镜质组小。显微组 分的压缩性随压力的增大而增加，壳质组变化 最大，镜质组其次，惰性组最小。
2020/2/8
17
第四章 §1 宏观煤岩组成及煤的物理性质
1.表色
腐植煤根据表色可以明显地区别出褐煤、烟煤和无烟煤。腐泥煤的 表色变化较大，有深灰色、棕褐色、甚至灰绿色至黑色。煤中的水分 能使颜色加深，而煤中的矿物质往往使煤的颜色变浅。
2.粉色
煤研成粉末的颜色称为粉色。可用钢针刻划煤的表面或用镜煤在 未上釉的瓷板上刻划条痕而得，粉色也称条痕色。
②丝炭的孔隙度大，吸氧性强，丝炭多的煤层易 发生自燃。
丝炭是植物的木质纤维组织在缺水的多氧环境中 缓慢氧化或由于森林火灾所形成。
2020/2/8
6
第四章 §1 宏观煤岩组成及煤的物理性质
3．亮煤
亮煤的光泽仅次于镜煤，一般呈黑色，亮煤的组成 比较复杂。它是在覆水的还原条件下，由植物的木质纤 维组织经凝胶化作用，并掺入一些由水或风带来的其它 组分和矿物杂质转变而成。
2020/2/8
4
第四章 §1 宏观煤岩组成及煤的物理性质
2．丝炭
外观象木炭，颜色灰黑，具明显的纤 状结构和丝绢光泽，丝炭疏松多孔，性脆 易碎，能染指。丝炭的胞腔有时被矿物质 充填，称为矿化丝炭，矿化丝炭坚硬致密， 比重较大。
2020/2/8
5
第四章 §1 宏观煤岩组成及煤的物理性质
煤岩学基础
微观方法－用显微镜研究煤
显微镜下研究煤的方法： 研究方法 研究对象
透射光法
煤的薄片
研究内容
侧重点
煤的有机显微组分的透
光色、透明度、形态、结 煤的成因研
构和轮廓等
究
反 普通反射光 射 （a）
光 油浸反射光 法 （o）
煤光片、 煤砖光片
煤的有机显微组分的反 射色、形态、结构、轮廓 、突起、反射率、显微硬 度等
1.1 镜质组（ Vitrinite）的成因
通过木质素组织凝胶化作用形成。成煤植物的组织在气 流闭塞、积水较深的沼泽环境下，产生极其复杂的变化。一方 面是植物组织在微生物作用下，分解、水解、化合形成新的化 合物并破坏植物组织器官的细胞结构；另一方面植物组织在沼 泽水的浸泡下吸水膨胀，使植物细胞结构变形、破坏乃至消失 ，或进一步再分解为凝胶的过程。植物组织经凝胶化作用并经 煤化作用后形成凝胶化组分（镜质组）。镜质组是煤中最主要 煤岩组分，含量50－80％，甚至90％。
煤岩显微组分的反射率
①在与煤层层面成任意交角的切面上 最大反射率不变，而反射率则随交角 不同而变化，源于煤中晶体的各向光 学异性； ②从长焰煤到无烟煤，Rmaxo增加十几 倍，而Rmax只增加两三倍。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
煤岩显微组分的反射率变化规律
①镜质组的反射率随挥发分降低有 规律地均匀提高 ②反射率从低到高的次序为稳定组 、镜质组、丝质组。 ③在Romax=1.5稳定组、镜质组的区 别消失；Cdaf在87~89% ③ 镜质组最大反射率作为煤化程 度的指标（为什么？)
3.2 煤岩组分的定量方法
试片随之移动。如此测定第“一、第二……等测线，直至 测完整个试片。显然，含量高的组分，出现在视域中心 (十字丝交点上)的机会多，按的次数必然愈多。因此， 每一个键上按的次数与所有键上按的总数之比，就是该 组分的体积百分含量，其计算公式为：
煤岩学
煤的抗磨硬度指煤岩组分 的抗磨强度，用煤在研磨抛光 时的阻力大小来表示，表现为 各显微组分的突起的高低。它
表示煤的相对硬度大小。
煤的显微硬度与煤化程度的关系
第二节 煤的宏观研究
煤的宏观研究：是指用肉眼或借助放大镜观察煤的岩石特 征，包括煤的宏观物理性质、结构、构造、宏观煤岩组分和 宏观煤岩类型等。
第三章 煤岩学的基本知识
煤是固体可燃有机矿产，是一种特殊的沉积岩。其岩石组 成比较复杂，常具有明显的不均匀性，主要由有机物质组成， 含有无机矿物杂质。
煤岩学是从岩石学的角度研究煤的物质组成、物理性质
和结构、构造并确定其成因及合理应用的边缘学科。
煤岩学的 研究方法
显微研究：是在显微镜下依据煤的形态特征和 光学性质研究显微煤岩组分、显微煤 岩类型、显微物理性质等。
煤的宏观研究的意义：能够初步确定煤的成因类型、煤化程度、宏观 组成、煤层的结构及其复杂程度等，为评价煤质、研究煤（煤层）的形 成环境、煤层对比、煤层开采、煤的综合利用等问题提供依据。
一、煤的宏观物理性质
煤的宏观物理性质有煤的光学性质、力学性质、空间结构 性质、热性质、电磁性质等，主要包括煤的颜色、条痕色、 光泽、硬度、脆度、断口、裂隙、密度、表面积、孔隙度、 导电性等方面。
煤的折射率是光线通过煤的界面时发生折射后进入煤的内
部，其入射角的正弦和折射角的正弦之比，用N表示。随着煤
化程度的增高，煤的折射率也相应增高，从1.680增至2.02。
（二）煤的显微硬度、抗磨硬度
煤的显微硬度（维氏硬度， HV）指在显微镜下以很小的负 荷压力（0.01kg~0.02kg）将 金刚石锥压入煤的显微组分， 测量压痕大小，得到显微硬度 值。压痕越大，煤的显微硬度 越小；反之，显微硬度越大。 它表示煤的绝对硬度大小。
表示煤的相对硬度大小。
煤的显微硬度与煤化程度的关系
第二节 煤的宏观研究
煤的宏观研究：是指用肉眼或借助放大镜观察煤的岩石特 征，包括煤的宏观物理性质、结构、构造、宏观煤岩组分和 宏观煤岩类型等。
第三章 煤岩学的基本知识
煤是固体可燃有机矿产，是一种特殊的沉积岩。其岩石组 成比较复杂，常具有明显的不均匀性，主要由有机物质组成， 含有无机矿物杂质。
煤岩学是从岩石学的角度研究煤的物质组成、物理性质
和结构、构造并确定其成因及合理应用的边缘学科。
煤岩学的 研究方法
显微研究：是在显微镜下依据煤的形态特征和 光学性质研究显微煤岩组分、显微煤 岩类型、显微物理性质等。
煤的宏观研究的意义：能够初步确定煤的成因类型、煤化程度、宏观 组成、煤层的结构及其复杂程度等，为评价煤质、研究煤（煤层）的形 成环境、煤层对比、煤层开采、煤的综合利用等问题提供依据。
一、煤的宏观物理性质
煤的宏观物理性质有煤的光学性质、力学性质、空间结构 性质、热性质、电磁性质等，主要包括煤的颜色、条痕色、 光泽、硬度、脆度、断口、裂隙、密度、表面积、孔隙度、 导电性等方面。
煤的折射率是光线通过煤的界面时发生折射后进入煤的内
部，其入射角的正弦和折射角的正弦之比，用N表示。随着煤
化程度的增高，煤的折射率也相应增高，从1.680增至2.02。
（二）煤的显微硬度、抗磨硬度
煤的显微硬度（维氏硬度， HV）指在显微镜下以很小的负 荷压力（0.01kg~0.02kg）将 金刚石锥压入煤的显微组分， 测量压痕大小，得到显微硬度 值。压痕越大，煤的显微硬度 越小；反之，显微硬度越大。 它表示煤的绝对硬度大小。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
煤岩学基础与研究方法概述
①原生矿物。
植物通过根吸收的矿物质。
②同生矿物。
由风、水携带与泥炭同时沉积的矿物质。
③后生矿物。
煤层形成后，由于水或岩浆的侵入形成于煤体内的矿物。
2、煤中矿物质种类
粘土矿、碳酸盐矿、氧化物、硫化物、氢氧化物等。
煤岩学应用
1、根据煤层剖面、生物化石、煤核可以推断煤层沉积史。
2、根据煤层形成曲线可以推断沉积历史。
3、利用同等深度不同变质程度可以推断构造运动史。
第四节煤岩学研究方法
一、宏观研究方法
肉眼观察煤层剖面，绘制煤岩柱状图，描述分层名称、厚度、结构、构造、矿物质等。
二、显微研究方法
1、显微煤岩组分定量
煤粒d≤1mm，平均d=0.8mm
2cm 颗粒数约为25 乘以25=625
2cm
测量步距0.6mm 时，测量点数是33 乘以33=1089。
统计原则：以目镜十字丝交点下组分进行统计，十字丝交点下没有显微组分的不统计。
判断原则：如果十字丝交点落在组分边界时，按充满某个象限的组分参与统计。