《煤的一般性质.doc

第二章　煤的一般性质 煤作为一种重要的能源和工业原料，它的加工和利用直接关系到国民经济的发展。研究煤的岩石组成、物理性质、化学性质、固态胶体性质对煤的加工、利用及技术创新、新产品的开发具有重要的实际意义。 第一节　煤的宏观特征和微观特征 一、煤岩学的概念 煤是一种可燃有机岩。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。1919年英国人斯托普斯（M.Stopes）提出将客观煤岩成分分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭，并详细描述了它们的特征和它们性质的差别。1924年波托涅编写了《普通煤岩学概论》一书，第一次出现了“煤岩学”这个术语。1925年斯塔赫（E.Stach）介绍了煤的光片技术，并使用了油浸物镜研究方法。1928年斯塔赫和屈耳魏恩提出制备粉煤光片的研究方法。1935年斯托普斯建议使用煤岩显微组分这一术语，使煤岩学的研究向微观方向前进了一步。 反射率测定方法使煤岩学研究如虎添翼，随着各种型号反射率自动测定仪的研制成功及电子计算机的广泛使用，使煤岩学的发展更加迅速且应用范围更加广阔。 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，根据煤的颜色、条痕、光泽、硬度、密度、断口等物理性质，确定宏观煤岩成分和宏观煤岩类型，判断煤化程度，初步评定煤的性质和用途。这种方法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。常用的方法有两种：一种是在透射光下观察煤的薄片（0.02mm），根据颜色、形态、结构、轮廓等特征鉴别煤的显微组分；另一种方法是在反射光下观察煤的光片（1.5~2cm），根据颜色、形态、结构、轮廓、突起等特征鉴别煤的显微组分。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线折射的影响，使显微组分的特征更清晰可辩。 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、暗煤和丝炭四种。它们具有不同的性质和特征。 （1）镜煤 镜煤呈黑色，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。 在显微镜下观察，镜煤的轮廓清楚、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。 （2）亮煤 亮煤呈黑色，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。亮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。 在显微镜下观察，亮煤的成分较复杂，主要以镜质组为主，且含不同数量的壳质组和惰质组。 （3）暗煤 暗煤呈灰黑色，光泽暗淡、坚硬、密度大，断口不规则，内生裂隙不发育。在煤层中呈较厚的分层出现或单独成层。 在显微镜下观察，暗煤的镜质组含量较少，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。 （4）丝炭 丝炭呈灰黑色，外观与木炭相似，质地疏松而多孔，呈纤维状结构，具有丝绢光泽，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。 在显微镜下观察，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 虽然宏观煤岩成分是可以区分的煤岩基本组成单位，但是在煤层中，镜煤和丝炭常以细小的透镜体或不规则的薄层出现，亮煤、暗煤常互相过渡，界线不明显，特别是有些煤层的宏观煤岩成分频繁交替，如果以宏观煤岩成分为单位描述煤层的岩石组成和性质，则不易了解煤层的全貌。实际工作中，常根据煤的平均光泽强度、各种煤岩成分的比例和组合情况来划分宏观煤岩类型，用宏观煤岩类型作为观测、描述煤层的单位。 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。 （1）光亮型煤 外观呈黑色，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，在四种煤岩类型中光泽最强，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。 （2）半亮型