中国煤的煤岩煤质特征及变质规律
煤化学-煤的种类、特征与生成资料
1煤的种类、特征与生成（多媒体课件教案）教学目标：掌握煤在泥炭化阶段、变质阶段的煤质变化原理，了解各种煤炭的基本特征，了解主要成煤期与重要煤田。
教学内容：（1）煤的种类和特征（2）腐植煤的主要特征与一般特性（3）煤的生成定义一一煤是由远占植物残骸没入水中经过生物化学作用，然后被地层覆盖并经过物理化学与化学作用而形成的有机生物岩。
关键词植物残骸一一物质来源生化、物化、化学作用一一进程变化有机生物岩一一产物属性有机一一化学属性生物岩一一矿物属性1.1煤的种类和特征高等植物一一腐殖煤（含植物变化很小的组分形成的残殖煤，如树皮残殖煤、泡子残殖煤）低等植物（少量浮游生物）一一腐泥燥（'漠煤一一由濠类形成，胶泥煤一一彻底分解的基质）腐殖燥和腐泥煤的混合体一一腐殖腐泥（烛煤一一，性同蜡烛，点火即燃，煤精一一结构细腻，质轻而有韧性，能雕琢工艺美术品）表1腐殖煤与腐泥煤的主要特征1-2腐殖煤的主要特征和一般特性腐殖煤是自然界分布最广，蕴藏量最多的煤，它是近代煤炭综合利用的主要物质基础, 也是煤化学的重点研究对象。
根据煤化度的不同，腐殖煤可分为四大类：泥炭褐煤烟煤无烟燥煤化度依次升高k1.2.1泥炭严格地讲，泥炭并不是燥，而是植物向燥转变的过渡产物。
外观棕褐色或黑褐色。
富含未分解的植物组织，如根、茎.、叶等残留物。
原始泥炭含水量高达85%〜95%。
风干后，水分可降至25%~35%。
按物理化学的观点，泥炭是一个以水为分散介质的胶体体系。
其胶体性质表现为：(1)能将大量的水吸入微孔结构，而本身并不膨胀；(2)含腐植酸，具有酸性，并有较强的吸附能力。
泥炭的有机质主要包括：(1)腐殖酸。
它是泥炭最主要约有机成分，是一种由高分子轻基梭酸组成的复杂混合物, 可溶于碱溶液而呈棕红至棕黑色，当调节溶液的pH值至酸性时，则有棕色絮状沉淀析出。
(2)沥青质。
它指可用苯、甲醇等宥机溶剂抽提出的有机物，部分由树脂和树蜡转化而成，部分由植物组分的还原产物通过合成反应生成。
煤质分析基础知识和一般规定
1.
煤的相对密度（比重）
影响煤比重的因素：
1. 煤的种类（成因因素）；
2. 岩相组成；
3. 煤化度； 4. 矿物质种类和含量； 5. 水分及风化。
2. 色
煤的颜
一般为黑色、褐色和灰色。煤的颜色和 煤的性质有关，随煤的变质程度加深而变化。 褐煤呈褐色，主要是由于褐煤中含有腐植酸； 烟煤呈黑色；无烟煤呈钢灰色。如果用显微镜 对煤薄片进行观察，可以看出煤的颜色从长焰 煤到焦煤是有规律地变化，但其也受变质程度 和矿物质的不同的影响，如变质深的褐煤呈深 褐色到黑色。
单位
%
测定值
小数后一位
报告值
小数后一位
％
小数后二位
小数后一位
四、结果表述——报出结果
项目
结渣性 工业分析 元素分析 全硫 各种形态硫 碳酸盐二氧化碳 褐煤的苯萃取物产率 灰中硅,铝,钛,钙,镁,钾,钠,硫,磷 矿物质 真相对密度 视相对密度
单位
％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ 无 无
测定值 报告值
小数后 二位
小数后 二位
四、结果表述——报出结果
项目
汞 氯、灰中锰、磷 灰熔融性特征温度
奥阿膨胀度特征温度 胶质层指数（x、y） 坩埚膨胀序数 发热量
单位
g/g % ℃
℃ mm 无 MJ/kg J/g
测定值
小数后三位
报告值
小数后三位
十位
个位 0.5
1/ 2
十位
个位 0.5
1/ 2
小数后三位 个位
奥阿收缩度 粘结指数 磨损指数 罗加指数 年轻煤的透光率
％1）
％1） 无 mg/kg ％1） ％ 小数后一位 个位
四、结果表述——报出结果
煤的地质特征及分布
煤的地质特征及分布煤是一种重要的化石能源，广泛应用于工业生产和居民生活。
煤的地质特征和分布对于煤炭资源的开发利用具有重要意义。
本文将探讨煤的地质特征以及其在全球范围内的分布情况。
一、煤的地质特征煤是一种由植物残骸经过长时间压缩和变质形成的有机质。
其主要成分是碳、氢、氧、氮和硫等元素，其含碳量通常在40%至90%之间。
煤的地质特征主要包括煤种、煤质和煤层。
煤种是根据煤的形成过程和物理性质而划分的。
根据煤的热值和含碳量，可以将煤分为无烟煤、烟煤、褐煤和泥煤等。
无烟煤和烟煤是高质量煤种，其热值和含碳量较高，适用于工业生产和电力发电。
褐煤和泥煤是低质量煤种，其热值和含碳量较低，主要用于居民生活取暖。
煤质是指煤的物理和化学性质。
煤的物理性质包括颜色、密度、硬度和断裂特征等。
煤的化学性质包括含水率、灰分、挥发分和固定碳等。
这些性质决定了煤的燃烧特性和利用价值。
煤层是指煤在地质中的分布层位。
煤层的厚度、倾角和走向等特征对于煤的开采具有重要影响。
煤层通常与其他岩层相互交替分布，形成煤矿的煤层系列。
煤层的厚度和质量决定了煤矿的开发潜力和经济价值。
二、煤的分布情况煤的分布情况在全球范围内存在着一定的差异。
煤主要分布在欧亚大陆、北美洲和澳大利亚等地区。
以下是几个典型的煤炭分布地区。
欧亚大陆是全球最主要的煤炭生产和消费地区之一。
欧洲地区主要产煤国家有俄罗斯、德国和波兰等。
亚洲地区主要产煤国家有中国、印度和印度尼西亚等。
这些国家的煤炭资源丰富，煤炭产量居全球前列。
北美洲的煤炭主要分布在美国和加拿大等地。
美国是全球最大的煤炭生产国之一，其主要产煤地区包括阿巴拉契亚地区和西部煤田等。
加拿大的煤炭资源主要分布在不列颠哥伦比亚省和阿尔伯塔省等地。
澳大利亚是全球最大的煤炭出口国之一。
其主要产煤地区包括昆士兰州和新南威尔士州等。
澳大利亚的煤炭资源质量优良，出口量居全球前列。
除了以上几个典型的煤炭分布地区，其他地区如南美洲、非洲和中东地区等也存在一定数量的煤炭资源。
煤岩分析
煤是一种固体可燃有机岩。
煤岩学是把煤作为一种有机岩石，以物理方法为主研究煤的物质成分、结构、性质、成因及合理利用的科学。
有以下几种分类方式：1.镜煤镜煤的颜色深黑、光泽强，是煤中颜色最深和光泽最强的成分。
镜煤特点：①质地纯净，结构均一，具贝壳状断口和内生裂隙。
②镜煤性脆，易碎成棱角状小块。
③在煤层中，镜煤常呈凸透镜状或条带状，条带厚几毫米至1～2cm，有时呈线理状存在于亮煤和暗煤之中。
镜煤的显微组成单一，主要是植物的木质显微组织经凝胶化作用形成的。
性质：V、H高，粘结性强，矿物质含量少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。
在煤层中丝炭的数量一般不多，常呈扁平透镜体，在显微镜下观察，丝炭的显微组成也是单一的，是简单的煤岩成分，主要是植物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。
特点：①在煤层中，丝炭常呈扁平透镜体沿煤层的层理面分布，厚度多在1～2mm至几毫米之间，有时能形成不连续的薄层；个别地区，丝炭层的厚度可达几十厘米以上。
②丝炭的孔隙度大，吸氧性强，丝炭多的煤层易发生自燃。
性质：致密坚硬、比重大，H低、C高，V低，无粘结性，可选性差，孔隙大。
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。
特点：①较脆易碎，断面比较平坦，②比重较小。
③亮煤的均一程度不如镜煤，表面隐约可见微细层理。
④亮煤有时也有内生裂隙，但不如镜煤发育。
⑤常呈较厚的分层，有时甚至组成整个煤层。
在煤层中，亮煤是最常见的宏观煤岩成分。
亮煤的性质接近镜煤，但质量比镜煤差。
4．暗煤暗煤的光泽暗淡，一般呈灰黑色。
暗煤的组成比较复杂。
它是在活水有氧的条件下，富集了壳质组、惰性组或掺进较多的矿物质转变而成。
勃利盆地含煤岩系煤质特征与煤变质作用研究
勃利盆地含煤岩系煤质特征与煤变质作用研究摘要：依据煤岩学鉴定测试结果，对勃利盆地中生代和新生代煤的煤质特征进行了研究，表明勃利盆地中生代煤以烟煤为主，煤多呈半亮及光亮型，新生代煤以褐煤为主，偏暗淡；区内主要煤质指标呈规律性展布以及区内煤变质作用；最后揭示出勃利盆地煤种的分布规律。
关键词：勃利盆地；煤质；煤变质作用；煤种分布1 地质概况勃利盆地总体分为三个二级构造单元，从西向东依次为桦南坳陷、七台河断陷、宝密坳陷，聚煤环境及聚煤规律具有较大差别，东部宝密坳陷含煤地层时期为中生代，即早白垩世龙爪沟群，中部七台河断陷含煤地层时期为中生代，即早白垩世鸡西群，西部含煤较差，主要发育新生代含煤地层。
2 煤岩学特征2.1中生代煤岩特征物理性质：煤呈黑色，玻璃光泽-强玻璃光泽，由薄层的亮煤、暗煤、丝炭和镜煤组成，互相平行层面交替分布。
一般由多个煤岩类型构成。
呈细-中条带状结构、层状构造，节理发育，少数无烟煤呈粉状和鳞片状构造，金属光泽，容重在1.35-1.71g/cm3之间，平均1.50g/cm3。
宏观煤岩煤型：以矿化半亮煤和亮煤为主（占60%），其次为矿化暗煤（占40%）。
煤岩组分在垂向上，中上部各煤层（65号层以上）的镜质组含量较高，丝质组和矿物杂质含量较低；中下部各煤层（65号层以下）的镜质组含量较低，丝质组和矿物杂质含量较高。
显微煤岩特征：以矿化亮暗煤为主，其次为亮煤。
显微镜下，煤呈简单-复杂条带状结构。
煤岩组分以镜质组为主，含量在58.9-95.84%，平均为74.97%；主要为凝胶化基质、镜煤、结构镜煤和木质镜煤。
丝炭含量在0.31-12.8%、平均为5.34%；主要为木质镜煤丝炭、木煤丝炭和镜煤丝炭。
矿物杂质含量在3.85-36.4%，平均为19.87%，主要为石英、长石、高岭土、方解石和水云母等。
2.2新生代煤岩特征煤呈灰黑色，暗淡光泽、断口一般为平坦状与贝壳状，容重1.30-1.51g/cm3，平均1.39g/cm3，结构多成线理和条带状。
煤的基础特性
煤的基础特性一、煤岩宏观成分煤岩宏观成分是用肉眼可以区分的煤的基本组成单位，包括丝炭、镜煤、暗煤和亮煤。
其中丝炭和镜煤是简单煤岩成分，暗煤和亮煤是复杂煤岩成分。
（1）丝炭丝炭的外观像木炭，颜色暗黑，具有明显的纤维结构和丝绢光泽，疏松多孔，性脆易碎，质软染手。
在煤层中，丝炭的数量一般不多，常常呈厚1~2mm的透镜体夹在亮煤和暗煤之间。
丝炭的碳含量高，氢含量低，挥发分低，没有黏结性。
由于丝炭的孔隙度大，吸氧性强，容易发生氧化和自燃。
（2）镜煤镜煤呈黑色，光泽强，明亮如镜，因此而得名。
其质地纯净且均匀，常有贝壳状或眼球状断口，性脆，内生裂隙发育，易破碎成棱角状小块。
镜煤的挥发分和氢含量都高，黏结性强，般矿物质含量少。
（3）暗煤暗煤颜色灰黑，光泽暗淡，致密坚硬，密度大，内生裂隙不发育，断口呈不规则状或平坦状。
在煤中形成较厚的分层，甚至单独成层。
在显微镜下观察，其成分相当复杂，一般凝胶化组分较少，稳定组分和丝炭化组分较多，矿物质含量比较高。
由于其组成复杂，各种暗煤的理、化性质各不相同。
（4）亮煤亮煤是最常见的煤岩成分，其色黑，光泽次于镜煤，性较脆，内生裂隙发育，有时有贝壳状断口。
在显微镜下观察，亮煤组成也比较复杂。
与暗煤相比，亮煤中的凝胶化组分比较多，而稳定组分和丝炭化组分较少。
二、煤的显微组分1、有机显微组分煤是高等植物死亡后，经泥炭化作用阶段、煤化作用阶段和变质作用阶段而逐步形成的，属于腐殖煤的范畴。
腐殖煤的有机显微组分按照成因标志和工艺性质不同，大致可分为三大类，即凝胶化组分、丝炭化组分和稳定组分。
（1）凝胶化组分是腐殖煤中最常见、最重要的组分。
它是由植物遗体中的木质纤维组成，经过凝胶化作用而形成的。
具有黏结性强，挥发分产率和氢含量都比较高的特点。
其含量占有机显微组分的50%~80%，个别超过90%。
（2）丝炭化组分也是煤中常见的有机显微组分。
植物遗体中的本质纤维组织在多氢少水的条件下堆积后，经丝炭化作用使细胞内部的原生质遭到破坏而消失，细胞壁保存下来，形成丝炭化组分。
中国煤的燃烧变质作用与煤层自燃特征
中国煤的燃烧变质作用与煤层自燃特征
韩德馨;孙俊民
【期刊名称】《中国煤田地质》
【年(卷),期】1998(010)004
【摘要】近年来，煤的燃烧变质作用已引起人们的关注。
煤层自燃主要发生于我国西北地区中生代侏罗纪中、低变质煤层中，范围广。
煤层自燃一般经过由浅入的发展过程。
燃烧过程中产生的热量向周围扩散形成异常地温场，使上覆岩层经烧变形成烧变岩，在垂直及水平方向上呈带状分布；
【总页数】3页(P15-16,56)
【作者】韩德馨;孙俊民
【作者单位】中国矿业大学北京校区;中国矿业大学北京校区
【正文语种】中文
【中图分类】TD752.2
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煤的地质特征及煤层气赋存规律分析
煤的地质特征及煤层气赋存规律分析煤是一种重要的化石能源，广泛应用于工业、农业和生活领域。
了解煤的地质特征以及煤层气的赋存规律对于煤炭资源的开发利用具有重要意义。
本文将从煤的成因、组成和特征入手，探讨煤层气的赋存规律。
煤的成因主要有植物残体的堆积和变质两个过程。
植物残体的堆积是煤形成的基础，而变质过程则使植物残体发生物理化学变化，形成煤的主要成分。
煤主要由有机质和无机质组成，其中有机质是煤的主要组成部分，占煤的大部分质量。
有机质的主要成分是碳、氢、氧、氮和硫等元素，其中碳含量最高，通常超过50%。
无机质则主要由矿物质组成，如粘土矿物、石英等。
煤的地质特征主要包括煤的种类、煤的颜色和煤的结构。
根据煤的形成过程和煤的成分特点，可以将煤分为无烟煤、烟煤、褐煤和泥炭等不同种类。
无烟煤含碳高、灰分低，是高品质的煤种，适用于发电和冶金等行业。
烟煤含碳较高、灰分较高，适用于炼焦和化工等行业。
褐煤含碳较低、水分较高，常用于发电和供热。
泥炭是最原始的煤种，含水分较高，燃烧性能较差。
煤的颜色可以反映煤的热演化程度，一般可分为黑色、褐色和灰色等。
煤的结构则指的是煤的组织结构，可分为块煤、层状煤和纤维煤等。
煤层气是煤中储存的天然气，是煤的重要伴生矿产资源。
煤层气的赋存规律与煤的地质特征密切相关。
首先，煤层气的赋存与煤的类型有关。
煤层气主要赋存于无烟煤和烟煤中，这是因为无烟煤和烟煤的孔隙度较高，有利于气体的储存和运移。
其次，煤层气的赋存与煤的热演化程度有关。
随着煤的热演化程度的增加，煤中的孔隙度逐渐减小，煤层气的赋存量也会减少。
此外，煤层气的赋存与煤的构造特征和构造应力有关。
在构造复杂的地区，煤层气的赋存量较高；而在构造简单的地区，煤层气的赋存量较低。
最后，煤层气的赋存与地下水的存在有关。
地下水的存在会对煤层气的赋存和运移产生影响，一方面可以促进煤层气的释放，另一方面也可能导致煤层气的丧失。
综上所述，煤的地质特征及煤层气的赋存规律是煤炭资源开发利用的重要依据。
中国煤分类方案中的煤种和煤质特征
中国煤炭分类及评价方法中国煤炭分类，首先按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤；对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类；烟煤部分按挥发分>10%~20%、>20%~28%、28%~37和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。
关于烟煤粘结性，则按粘结指数G区分：0~5为不粘结和微粘结煤；>5~20为弱粘结煤；>20~50为中等偏弱粘结煤；>50~65为中等偏强粘结煤；>65则为强粘结煤。
对于强粘结煤，又把其中胶质层最大厚度Y>25mm或奥亚膨胀度b>150%（对于Vdaf>28%的烟煤，b>220%）的煤分为特强粘结煤。
在煤类的命名上，考虑到新旧分类的延续性，仍保留气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。
在烟煤类中，对G>85的煤需再测定胶质层最大厚度Y值或奥亚膨胀度B值来区分肥煤、气肥煤与其它烟煤类的界限。
当Y值大于25mm时，如Vdaf>37%，则划分为气肥煤。
如Vdaf<37%，则划分为肥煤。
如Y值<25mm，则按其Vdaf值的大小而划分为相应的其它煤类。
如Vdaf>37%，则应划分为气煤类，如Vdaf>28%-37%，则应划分为1/3焦煤，如Vdaf在于8%以下，则应划分为焦煤类。
这里需要指出的是，对G值大于100的煤来说，尤其是矿井或煤层若干样品的平均G值在100以上时，则一般可不测Y值而确定为肥煤或气肥煤类。
在我国的煤类分类国标中还规定，对G值大于85的烟煤，如果不测Y值，也可用奥亚膨胀度B值（%）来确定肥煤、气煤与其它煤类的界限，即对Vdaf<28%的煤，暂定b值>150%的为肥煤；对Vdaf>28%的煤，暂定b值>220%的为肥煤（当Vdaf值<37%时）或气肥煤（当Vdaf值>37%时）。
太原讲义—煤岩4
煤岩分析第一部分：煤岩学基本知识1.煤的不均一性煤岩学是把煤看成一种沉积岩，在自然状态下以光学显微镜为主要手段来进行研究的一门学科。
煤这种可燃有机岩石，在岩石组成上常常具有明显的不均一性。
一方面表现在煤是有机物质和无机物质组成的复合体；另一方面还在于组成煤的植物有机残体所具有的复杂性和多样性。
煤的这种不均一性对煤的性质和对煤的加工利用都发生深刻的影响。
煤岩组成是按岩石学原理和方法划分的各种宏观与微观组分，不同煤田或煤层中的煤岩组成很不相同。
煤岩特征反映了煤的生成的演化过程，反映了煤的煤化程度。
2.煤岩显微组分把煤磨制成薄片、光片在透射光、反射光和荧光显微镜下观察，进一步看出煤是由更家复杂的有机和无机组分构成的（主要在反射光做研究）。
岩石学中把构成岩石的各种结晶组分称为矿物，煤岩学中则把显微镜下可以辨认的构成煤的各种有机组分称之为显微组分。
为了统一在显微镜下识别与划分煤岩组成，国际煤岩学会（ICCP）规定主要用显微镜在反射光、物镜25~50、油浸倍下观察煤种各种组分的形态，测定某些煤岩组分的物理化学性质，探讨他们以古植物组织的关系，具体划分显微组分和亚组分。
按照上述方法，烟煤部分，我国制定了烟煤显微组分分类，将煤的显微组分划分为镜质组、半镜质组、惰质组、稳定组四个组分。
它和国际硬煤显微组分分类所不同的是在镜质组V与惰质组I之间，多划出一个过度组分——半镜质组SV，其反射率一般比镜质组略高0.2%~0.3%，这一点可作为划分组别的定量依据；但随煤阶增高时，半镜质组和镜质组就很难加以区分。
为了与国际接轨，中国沿用的“四分法”将改为“三分法”，即将半镜质组并入镜质组，按镜质、惰质和壳质组三种组分加以划分。
3.显微组分的成因煤的镜质组、惰质组、稳定组三个不同显微组分是植物在不同的沉积环境下经过不同的过程而形成的。
植物在沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖、死亡，其遗体在微生物作用下，低等植物形成了腐泥，高等植物形成了泥炭。
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中国煤的煤岩煤质特征及变质规律
中国煤炭十分丰富，其煤岩煤普遍存在于中国沿海、黄淮海、长江三角洲、中部等地区。
中国煤炭成熟度系列丰富，可分为古近系、石炭系和早第三系三大类。
据统计，近纪煤最分布广，主要分布于华北、东北、黄河流域和淮河流域，其中华北
所含的近系煤已极为普遍。
同时，该地区也广泛分布有石炭系煤岩，它们一般分布在华北、东北、黄江流域等地区。
第三系煤则多存在于浙江省、江苏省等南方省份，且质地较硬。
中国煤的煤岩煤质量特征表现在不同地区出现的各种可燃能源材料中。
煤岩煤常见的
主要特征包括氢含量低，灰分多，碳含量较高，水分少，大部分煤具有低的热值，这些特
征使其在能源转换过程中比较经济实惠，可为社会提供更多的能源转换余热和能源供给。
此外，中国煤炭质量还包括硫、碳、氮等元素的含量。
由于每一种煤含有不同的化学成分，因此煤质量也有所差别。
据估算，中国煤中热值在4000—7500千焦/千克之间，灰分在2—15 %之间，含水量在0—30%之间，其中部分热值、灰分、含水量高于上述平均值。
随着温度升高，煤中的碳饱和含量降低，煤的质量也会发生变化，煤可以被分解，形
成炭、煤气、汽油和天然气等产物，从而将其原来的能源转换成有用的能源。
由于有机体
的水分含量较高，当煤处于高温状态时，发生变质会形成空泡孔和空腔，因此，煤质量可
以通过观察煤块及其分光性能、变形性能和热特性等方法进行估算。
综上所述，中国煤的煤岩煤质量各异，但都具有低的热值、灰分多、水分少等基本特征，并且在变质过程中可以形成空泡孔空腔等。
从而可以从多个维度上掌握中国煤的质量
特征及变质规律。