《能源化学》第6章煤的岩相组成、性质与应用.ppt

第六章煤的岩相组成、性质与应用 第一节　煤的宏观特征和微观特征 一、煤岩学的概念 煤岩学是把煤作为一种有机岩石，用岩石学方法研究煤 的物质组成、性质和工艺用途，进而确定其成因及合理用途 的科学。 煤岩学研究始于1830年，英国人赫顿（Hutton）发展了 在显微镜下观察煤薄片的技术，发现了煤中保存着大量植物 结构，提出了煤是由植物生成的论断。 煤岩学的研究内容主要包括：各种煤的有机组分、无机 组分的来源，转变条件，种类和数量；煤中各组分的分布特 征、结构和构造；煤的有机组分的性质、形态、分类及工艺 用途；煤中有机组分的变质程度和氧化程度等。 煤岩学的研究方法有两种：宏观研究法和微观研究法。 宏观研究法是用肉眼或放大镜来观察煤，是煤岩学研究的基础，具有简便易行等优点，缺点是较粗略。 微观研究法是利用显微镜来观察煤片，识别并研究煤的显微组分的方法。 二、煤的宏观特征 1、宏观煤岩成分 宏观煤岩成分指用肉眼可以区分的煤的基本组成单位。腐植煤的宏观煤岩成分可分为镜煤、亮煤、暗煤、丝碳四种。 详情见下表。 色 泽 性 质 在煤层中状态 在显微镜下观察 镜煤 黑色，光泽很强，耀眼。 质地均匀纯净，性脆易碎，常具贝壳状或眼球状断口，内生裂隙发育。 在煤层中含量不多，常呈透镜状或条带状，有时呈线理夹在亮煤或暗煤中间。 轮廓清楚、纯净。主要是由植物的木质纤维组织经过凝胶化作用形成的。 亮煤 黑色，光泽强，但次于镜煤 性质较脆，容易破碎，有时也出现贝壳状断口，内生裂隙发育。密度较小，均一程度不如镜煤。 是煤中最常见的宏观煤岩成分，在煤层中常呈较厚的分层或透镜状出现。 成分较复杂，主要以镜质组为主，且含不同数量的壳质组和惰质组。 暗煤 灰黑色，光泽暗淡 坚硬、密度大，断口不规则，内生裂隙不发育。 呈较厚的分层出现或单独成层。 镜质组含量较少，壳质组，惰质组和矿物质含量较高。富含壳质组的暗煤略带油脂光泽；含惰质组较多的暗煤带有丝绢光泽。而矿物质含量高的暗煤密度大，灰分高。 丝碳 灰黑色，具有丝绢光泽 外观与木炭相似，质地疏松而多孔，呈纤维状结构，性脆易碎，能染指。 在煤层中丝炭的含量较少，常呈扁平的透镜体或薄层沿煤层层面分布。 丝炭的植物细胞结构明显，有时能看出植物的年轮。丝炭是简单的煤岩成分，由植物的木质纤维组织经丝炭化作用形成。 2、宏观煤岩类型 根据煤的平均光泽强度、各种煤岩成分的比例和组合情况划分为光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤和暗淡型煤四种煤岩类型。 详情见下表。 类 型 色 泽 组 成 特 点 光亮型煤 外观呈黑色，光泽最强。 主要由镜煤和亮煤组成（占75%以上），有时夹暗煤和丝炭的透镜体或薄层。 条带状结构不明显，质地较均一，内生裂隙发育，脆性大，机械强度低，易破碎，常具贝壳状断口。 半亮型煤 外观呈黑色,平均光泽比光亮型煤稍弱。 主要以亮煤为主，有时由镜煤、亮煤和暗煤共同组成，也可有少量丝炭，其中镜煤和亮煤占50%~75%。 条带状结构明显，内生裂隙发育，断口为棱角状或阶梯状，是最常见的一种宏观煤岩类型。 半暗型煤 外观呈暗黑色，光泽较暗淡， 一般由暗煤和亮煤组成，且暗煤为主，有时夹有镜煤和丝炭线理、条带或透镜体，镜煤和暗煤的含量占25%~50%。 硬度和密度较大 暗淡型煤 外观呈浅黑色，光泽暗淡 主要由暗煤组成，有时出现少量镜煤、亮煤和丝炭，镜煤和亮煤所占比例低于25%。 煤质坚硬，密度大，内生裂隙不发育，条带状结构不明显。 三、煤的微观特征 1、煤的有机显微组分：有机显微组分是指在显微镜下能识别的有机质的基本单位。 如：国际褐煤显微组分分类 国际硬煤显微组分分类 中国烟煤显微组分分类 中国烟煤显微组分分类如下： （1）镜质组 镜质组是煤中最主要的显微组分，我国多数地区煤中镜质组的含量为60~80%。镜质组是在泥炭化作用和成岩作用中，由植物的木质纤维组织，经凝胶化作用形成的。 （2）惰质组 ：是煤中比较常见的一种显微组分，惰质组在煤中的含量约为10%~20%，是由植物的木质纤维组织经过丝炭化作用形成的。人们认为产生丝炭化作用的原因有两种，其一是最初发生在多氧少水的氧化环境中，植物有机组分在微生物作用下失去被氧化的原子团而脱水、脱氢，碳含量相对增加，经过氧化作用后，植物残骸转入覆水较深的弱氧化以至还原环境，或被泥砂覆盖与空气隔绝，再经过煤化作用转变为惰质组的显微组分。第二种原因是沼泽中生长的植物发生火灾后，植物残体被烧焦，变成类似木炭的炭化物质，它们沉入地下转变成惰质组显微组分。 （3）壳质组：在煤中的含量不多，它是由植物有