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1、第四章煤与含煤岩系第一页，本课件共有75页 在地表常温、常压下，堆积在水体在地表常温、常压下，堆积在水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后，泥被埋藏后，由于地壳运动，被埋藏，由于地壳运动，被埋藏，压实，经成岩作用而转变成褐煤；当压实，经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高，再经变质作用温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。转变成烟煤至无烟煤。第一节煤的形成第一节煤的形成第二页，本课件共有75页第一节煤的形成第一节煤的形成煤的形成可划分两个阶段：l成煤的第一节阶段（泥炭化阶
2、段）成煤的第一节阶段（泥炭化阶段）：植物遗体在地表湖沼或海湾环境中，经历复杂的生物化学变化形成泥炭或腐泥。（一）腐泥的形成（一）腐泥的形成：在腐泥形成过程中，若矿物质较多，可形成油页岩的前身。腐泥若经受进一步的地质作用而形成腐泥煤。（二）泥炭的形成（二）泥炭的形成：由泥炭经过进一步的地质作用而形成腐植煤。在一些湖、沼过渡环境，由高、低等植物形成的混合型的煤腐植腐泥煤。u成煤的第二阶段（煤化作用阶段）成煤的第二阶段（煤化作用阶段）1、褐煤的形成（成岩阶段）：、褐煤的形成（成岩阶段）：2、烟煤的形成（变质作用阶段）、烟煤的形成（变质作用阶段）：第三页，本课件共有75页第一节煤的形成第一节煤的形成成
3、煤植物成煤植物一、成煤植物一、成煤植物 1、低等植物：由单细胞或多细胞构成的丝状和叶片状植、低等植物：由单细胞或多细胞构成的丝状和叶片状植物体，最大的特点是没有根、茎、叶等器官的分化，构造比物体，最大的特点是没有根、茎、叶等器官的分化，构造比较简单，多数生活在水中。较简单，多数生活在水中。2、高等植物：有根、茎、叶等器官的分化。、高等植物：有根、茎、叶等器官的分化。第四页，本课件共有75页1、低等植物、低等植物 如褐藻、红藻，多在海洋边缘斜坡地区或边缘海盆地，这些如褐藻、红藻，多在海洋边缘斜坡地区或边缘海盆地，这些地区营养丰富、环境优越，有利于植物的生长。地区营养丰富、环境优越，有利于植物的生
4、长。从元古时代一直到早泥盆世之前，是菌藻类低等植物时代，从元古时代一直到早泥盆世之前，是菌藻类低等植物时代，这时期形成的煤称为腐泥煤，在我国俗称这时期形成的煤称为腐泥煤，在我国俗称“石煤石煤”。腐泥煤在我国的湖北、湖南、广东、广西、江西、四川、陕西腐泥煤在我国的湖北、湖南、广东、广西、江西、四川、陕西等地的早古生代地层均有分布。储量以寒武纪最多，其次为早志等地的早古生代地层均有分布。储量以寒武纪最多，其次为早志留世。成为我国的第一个聚煤期。留世。成为我国的第一个聚煤期。腐泥煤具有高灰、高硫和低热值的特点。腐泥煤具有高灰、高硫和低热值的特点。第一节煤的形成第一节煤的形成成煤植物成煤植物第五页，本
5、课件共有75页2、高等植物、高等植物 （1）苔藓植物：绿色自养性的陆生植物，植物体是配子体，它）苔藓植物：绿色自养性的陆生植物，植物体是配子体，它是由孢子萌发成原丝体，再由原丝体发育而成的。是由孢子萌发成原丝体，再由原丝体发育而成的。（2）蕨类植物）蕨类植物：植物体有根、茎、叶的分化和较原始的维管组织：植物体有根、茎、叶的分化和较原始的维管组织。苔藓植物第一节煤的形成第一节煤的形成成煤植物成煤植物 鳞木（蕨类石松纲最著名的一属）第六页，本课件共有75页2、高等植物、高等植物 （3）裸子植物：种子植物中）裸子植物：种子植物中较低级的一类。能产生种子的较低级的一类。能产生种子的种子植物种子植物。但
6、它们的。但它们的胚珠胚珠外面没外面没有子房壁包被，不形成果实，有子房壁包被，不形成果实，种种子子是裸露的，故称裸子植物。是裸露的，故称裸子植物。苏铁 第一节煤的形成第一节煤的形成成煤植物成煤植物第七页，本课件共有75页2、高等植物、高等植物 （4）被子植物：被子植物有）被子植物：被子植物有真正的花，故又叫有花植物；胚真正的花，故又叫有花植物；胚珠包藏在子房内，得到良好的保珠包藏在子房内，得到良好的保护护。植物界植物界最高级的一类，自最高级的一类，自新新生代生代以来，它们在以来，它们在地球地球上占着绝上占着绝对优势。对优势。第一节煤的形成第一节煤的形成成煤植物成煤植物第八页，本课件共有75页第一
7、节煤的形成第一节煤的形成成煤作用成煤作用二、成煤作用二、成煤作用 煤是由植物经过漫长的极其复杂的生物化学、物理化学作用煤是由植物经过漫长的极其复杂的生物化学、物理化学作用转变而形成的。转变而形成的。从植物遗体堆积到转变为煤的一系列演变过程称从植物遗体堆积到转变为煤的一系列演变过程称为为成煤作用成煤作用。有两个阶段：有两个阶段：（一）泥炭化阶段（一）泥炭化阶段 （二）煤化阶段（二）煤化阶段第九页，本课件共有75页第一节煤的形成第一节煤的形成成煤作用成煤作用（一）泥炭化阶（一）泥炭化阶段段 1、腐泥化作、腐泥化作用：指低等植物用：指低等植物和浮游生物遗体和浮游生物遗体在在湖泊湖泊、泻湖和泻湖和海湾
8、海湾等还原环境等还原环境中转变成腐泥的中转变成腐泥的生物化学作用。生物化学作用。第十页，本课件共有75页第一节煤的形成第一节煤的形成成煤作用成煤作用 （一）泥炭化阶段（一）泥炭化阶段 2、泥炭化作用：高等植物遗体在、泥炭化作用：高等植物遗体在泥炭沼泽泥炭沼泽中经受复杂的中经受复杂的生物化学和物理化学变化，转变成泥炭的过程。生物化学和物理化学变化，转变成泥炭的过程。泥炭沼泽泥炭沼泽第十一页，本课件共有75页第一节煤的形成第一节煤的形成成煤作用成煤作用（二）煤化阶段（二）煤化阶段 泥炭或腐泥转变为褐煤、烟煤、无烟煤、超无烟煤的物理化学泥炭或腐泥转变为褐煤、烟煤、无烟煤、超无烟煤的物理化学变化成为煤
9、化作用。变化成为煤化作用。煤化作用有两个阶段：煤化作用有两个阶段：1、煤成岩作用、煤成岩作用 2、煤变质作用、煤变质作用第五章第五章 煤与含煤岩系煤与含煤岩系第十二页，本课件共有75页1、煤成岩作用、煤成岩作用 指泥炭或腐泥被掩埋后，指泥炭或腐泥被掩埋后，在地温、压力等因素的影响在地温、压力等因素的影响下压实、脱水、固结，腐植下压实、脱水、固结，腐植酸向腐植质转变而成褐煤的酸向腐植质转变而成褐煤的过程。过程。第一节煤的形成第一节煤的形成成煤作用成煤作用第十三页，本课件共有75页第一节煤的形成第一节煤的形成成煤作用成煤作用2、煤变质作用、煤变质作用 指褐煤在地下受相对较高的温度、压力、时间等因素
10、的影响转变为烟煤、无烟煤、指褐煤在地下受相对较高的温度、压力、时间等因素的影响转变为烟煤、无烟煤、天然焦、石墨等的地球化学作用。天然焦、石墨等的地球化学作用。煤的变质作用引起煤内部分子结构、物理性质、化学性质等的方面的重煤的变质作用引起煤内部分子结构、物理性质、化学性质等的方面的重大变化，最为大变化，最为突出突出的是煤中腐植酸全部消失，出现粘结性，光泽增强，碳含的是煤中腐植酸全部消失，出现粘结性，光泽增强，碳含量增加。量增加。成煤过程中，煤中的氢、氧含量渐減，而碳含量渐增，所产生的甲烷(CH4)，或逸入大气圈，或封閉在地层圈中，形成天然气储气层。煤化作用过程是一个脱气、脱氧、富碳及基本结构单元
11、增大的过程煤化作用过程是一个脱气、脱氧、富碳及基本结构单元增大的过程 第十四页，本课件共有75页第一节煤的形成第一节煤的形成成煤的必要条件成煤的必要条件三、成煤的必要条件三、成煤的必要条件 成煤作用的发生是受某些条件的控制的，这些条件称为成煤的成煤作用的发生是受某些条件的控制的，这些条件称为成煤的控制因素。归纳起来有以下必要条件。控制因素。归纳起来有以下必要条件。1、植物条件、植物条件 2、气候条件：、气候条件：潮湿、温暖的气候对成煤最有利。3、地理条件：、地理条件：形成分布面积较广的煤层，必须有适于发生大面积沼泽化的自然地理条件。4、地壳运动、地壳运动l泥炭层的聚积，要求地壳发生缓慢下降，下
12、降速度=植物遗体聚积速度。l泥炭层的保存并转变成煤层，要求地壳大幅度的沉降。l为了使同一地区形成较多的煤层，要求地壳在总的下降过程中发生多次的升降或间歇性的下降。第十五页，本课件共有75页第一节煤的形成第一节煤的形成成煤的必要条件成煤的必要条件1、植物条件、植物条件 植物是成煤的原始物质。植物是成煤的原始物质。稳定适宜的环境条件，使绿色植物在沼泽长期繁茂。生物稳定适宜的环境条件，使绿色植物在沼泽长期繁茂。生物产率很高。从地史时期生物进化来说，沼泽的大规模发育只产率很高。从地史时期生物进化来说，沼泽的大规模发育只是在植物进化到较高水平，有了支撑的骨架和输导组织是在植物进化到较高水平，有了支撑的骨
13、架和输导组织维维管束以后。维管植物是泥盆纪以后大量发展的。管束以后。维管植物是泥盆纪以后大量发展的。沼泽中绿色植物长期繁茂，生物产率很高。沼泽中绿色植物长期繁茂，生物产率很高。2、气候条件、气候条件 潮湿、温暖的气候条件是成煤的最有利条件之一。潮湿、温暖的气候条件是成煤的最有利条件之一。第十六页，本课件共有75页3、地理条件、地理条件 有适合于发生大面积有适合于发生大面积沼泽沼泽化的自然地理化的自然地理场所。场所。沼泽不仅水浅，而且几乎为停滞积水，故沼泽的地质作用差不多只有沉积作用，而且是以植物的堆积作用植物的堆积作用为主。湖滨沼泽湖泊演化为沼泽陆地沼泽化第一节煤的形成第一节煤的形成成煤的必要
14、条件成煤的必要条件第十七页，本课件共有75页滨海（潮间）带滨海（潮间）带，高潮线至低潮线之间；，高潮线至低潮线之间；浅海带，浅海带，低潮线至低潮线至200m水深的连续水域，其海底地形为大陆架（陆水深的连续水域，其海底地形为大陆架（陆棚）；其中，浪基面以上的部分，包括滨海带和浅海带的上部，又棚）；其中，浪基面以上的部分，包括滨海带和浅海带的上部，又称为称为滨岸相滨岸相（或海岸相、海滩相）；浪基面以下的浅海相可（或海岸相、海滩相）；浪基面以下的浅海相可称为称为浅海陆棚相。浅海陆棚相。3、地理条件、地理条件第十八页，本课件共有75页有利沉积条件是表层生物高产、下层缺氧还原，持续有利沉积条件是表层生物
15、高产、下层缺氧还原，持续较快沉降。较快沉降。浅海陆棚是海洋内有机质的主要沉积区浅海陆棚是海洋内有机质的主要沉积区三角洲是典型的过渡环境，指海陆交互的沉积环境，三角洲是典型的过渡环境，指海陆交互的沉积环境，河流入海的河口区，因坡度减缓，水流扩散，流速降河流入海的河口区，因坡度减缓，水流扩散，流速降低，形成三角洲，位于滨海带附近，兼有海洋和陆地低，形成三角洲，位于滨海带附近，兼有海洋和陆地的某些特征。的某些特征。3、地理条件、地理条件第一节煤的形成第一节煤的形成成煤的必要条件成煤的必要条件第十九页，本课件共有75页第一节煤的形成第一节煤的形成成煤的必要条件成煤的必要条件4、地壳运动条件、地壳运动条
16、件 只有地壳沉降速度与植物遗体堆积速度平衡时，成煤作用只有地壳沉降速度与植物遗体堆积速度平衡时，成煤作用才能持续。才能持续。综上所述，植物、气候、地理、地壳运动都是成煤综上所述，植物、气候、地理、地壳运动都是成煤的必要条件，缺一不可，同时具备四个条件的时间越长，的必要条件，缺一不可，同时具备四个条件的时间越长，就越有利于成煤。其中，地壳运动是主导因素，起控制就越有利于成煤。其中，地壳运动是主导因素，起控制作用，它在区域上可以影响到一定范围内的海进海退和作用，它在区域上可以影响到一定范围内的海进海退和海岸线的迁移，影响地理景观的变化；在局部可以影响海岸线的迁移，影响地理景观的变化；在局部可以影响
17、聚煤盆地的微地貌和水文条件，同时控制了沉积与补偿聚煤盆地的微地貌和水文条件，同时控制了沉积与补偿的关系和沉积厚度以及含煤性的变化。的关系和沉积厚度以及含煤性的变化。第二十页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类一、煤岩成分一、煤岩成分(宏观）宏观）指肉眼能观察到的煤的基本组成单位。指肉眼能观察到的煤的基本组成单位。1、丝炭、丝炭 2、镜煤、镜煤 3、暗煤、暗煤 4、亮煤、亮煤第二十一页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类1、丝炭、丝炭 外观像外观像木炭木炭,呈呈灰黑色灰黑色,具有明显的具有明显的纤维状纤维状结构和
18、结构和丝绢丝绢光泽光泽,疏松多孔疏松多孔,性脆易碎性脆易碎。在煤层中。在煤层中,丝炭一般数量不多丝炭一般数量不多,常常呈扁平透镜体状沿煤的层面分布呈扁平透镜体状沿煤的层面分布,厚厚12 mm,有时也能形有时也能形成不连续的薄层。成不连续的薄层。丝炭含氢量低丝炭含氢量低,含碳量高含碳量高,没有粘结性没有粘结性,低温焦油产率低低温焦油产率低,当当它的空腔内含有它的空腔内含有黄铁矿黄铁矿时时,容易发生氧化并引起容易发生氧化并引起自燃自燃。丝炭一般不能液化丝炭一般不能液化。第二十二页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类2、镜煤 呈黑色黑色,光泽强光泽强,质均匀
19、而脆均匀而脆,具有贝壳状断口。镜煤在煤层中常呈亮黑色,光滑玻璃状,透镜状或条带状,大多厚几mm到12 cm,有时呈纹理状夹在亮煤和暗煤中。在四种煤岩成分中,镜煤的挥发分和含氢镜煤的挥发分和含氢量高量高,粘结性强粘结性强,适宜于作炼焦适宜于作炼焦,低温干馏低温干馏,气化气化,液化液化等的原料等的原料。第二十三页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类3、暗煤 暗煤光泽暗淡光泽暗淡,一般呈灰黑色灰黑色,致密,相对密度大密度大,坚硬而具韧性。在煤层中,可以由暗煤为主形成较厚的分层,甚至单独成层。有结实的粒状结构,破碎时呈现细粒或暗淡粗糙的表面。暗煤不宜用来炼焦,
20、但它是低温干馏的良好原料。第二十四页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类4、亮煤、亮煤 亮煤是最常见的煤岩成分亮煤是最常见的煤岩成分.不少煤层以亮煤为不少煤层以亮煤为主主,甚至全部由亮煤构成。亮煤的甚至全部由亮煤构成。亮煤的光泽光泽仅次于镜煤仅次于镜煤,性较脆性较脆,相对密度小相对密度小,均匀程度不如镜煤均匀程度不如镜煤,表面隐约表面隐约可见微细纹理。亮煤可以用作可见微细纹理。亮煤可以用作炼焦炼焦,气化气化,低温干馏低温干馏等的原料等的原料。第二十五页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类二、宏观煤岩类型二、宏观
21、煤岩类型 通常根据煤的平均光泽强度通常根据煤的平均光泽强度,煤岩成分的数量比例和组合情煤岩成分的数量比例和组合情况来划分宏观煤岩类型。通常按同一剖面上相同煤化程度的平况来划分宏观煤岩类型。通常按同一剖面上相同煤化程度的平均光泽的强弱依次分为四种宏观煤岩类型：均光泽的强弱依次分为四种宏观煤岩类型：光亮煤光亮煤 半亮煤半亮煤 半暗煤半暗煤 暗淡煤暗淡煤第二十六页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类二、宏观煤岩类型二、宏观煤岩类型 1、光亮煤：主要由镜煤和亮煤组成、光亮煤：主要由镜煤和亮煤组成,光泽很强光泽很强.由于成分由于成分较均一较均一,通常条带状结构不
22、明显。光亮型煤具有贝壳状断通常条带状结构不明显。光亮型煤具有贝壳状断口口,裂缝明显裂缝明显,脆度较大。脆度较大。2、半亮煤：通常以亮煤为主、半亮煤：通常以亮煤为主,有时由镜煤有时由镜煤,亮煤和暗煤亮煤和暗煤组成组成,也可能有丝炭。平均光泽强度较光亮型煤稍弱也可能有丝炭。平均光泽强度较光亮型煤稍弱,条带状条带状结构清晰结构清晰,裂隙较明显裂隙较明显,常具有棱角状或阶梯状断口。常具有棱角状或阶梯状断口。第二十七页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类二、宏观煤岩类型二、宏观煤岩类型 3、半暗煤：由暗煤和亮煤组成、半暗煤：由暗煤和亮煤组成,通常以暗煤为主通常以
23、暗煤为主,有时也有有时也有镜煤和丝炭的纹理镜煤和丝炭的纹理,细条带和透镜体细条带和透镜体.半暗型煤的特点是光泽半暗型煤的特点是光泽比较暗淡比较暗淡,硬度硬度,韧性和相对密度较大。韧性和相对密度较大。4、暗淡煤：主要由暗煤组成、暗淡煤：主要由暗煤组成,有时有少量镜煤有时有少量镜煤,丝炭透镜丝炭透镜体体.光泽暗淡光泽暗淡,通常呈块状构造通常呈块状构造,致密致密,层理不明显层理不明显,煤质坚硬煤质坚硬,韧性大韧性大,比重大比重大,无裂隙无裂隙。第二十八页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类三、煤的性质三、煤的性质1、煤的化学组成、煤的化学组成 煤中的有机质主
24、要由煤中的有机质主要由C、H、O、N、S等五种元素组成。等五种元素组成。其中其中C是煤中有机质的主要成分，是煤中有机质的主要成分，C的含量越多，煤的发热量的含量越多，煤的发热量也越高。煤中碳的含量随煤的变质程度的加深而增加。氢是煤也越高。煤中碳的含量随煤的变质程度的加深而增加。氢是煤的第二个主要成分，其含量的总的变化趋势是随着变质程度的的第二个主要成分，其含量的总的变化趋势是随着变质程度的加深而减小。加深而减小。C、H、O、N、S A （灰分）及（灰分）及W（水分）（水分）可燃质惰性质第二十九页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类三、煤的性质三、煤的性
25、质 2、煤的物理性质、煤的物理性质 1）煤的颜色和条痕）煤的颜色和条痕 腐植煤的颜色随煤化程度的增高而变化，一般腐植煤的颜色随煤化程度的增高而变化，一般从褐煤、烟煤到无烟煤，其颜色从棕色、褐色、深从褐煤、烟煤到无烟煤，其颜色从棕色、褐色、深黑到灰黑色。黑到灰黑色。条痕色：煤粉沫的颜色，其和煤的颜色相差不条痕色：煤粉沫的颜色，其和煤的颜色相差不大。大。第三十页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类三、煤的性质三、煤的性质 2、煤的物理性质、煤的物理性质 2）煤的光泽：指煤在常光下，新鲜面的反光能力，腐植煤随煤）煤的光泽：指煤在常光下，新鲜面的反光能力，腐植
26、煤随煤化程度的增高，光泽增强。化程度的增高，光泽增强。3）煤的密度：）煤的密度：真密度：低煤阶段真密度：低煤阶段中等煤化阶段中等煤化阶段高煤化阶段（无烟煤）高煤化阶段（无烟煤）视密度：褐煤视密度：褐煤烟煤烟煤褐煤褐煤烟煤烟煤无烟煤无烟煤 第三十三页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类三、煤的性质三、煤的性质 3、煤的工业分析、煤的工业分析 2）灰分：指煤中所有可燃物质完全燃烧，煤中矿物质）灰分：指煤中所有可燃物质完全燃烧，煤中矿物质在一定温度下发生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的在一定温度下发生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残留物。残留物。灰分是
27、煤中的有害物质，灰分是煤中的有害物质，灰分越高，煤的质量越差。灰分越高，煤的质量越差。但但煤灰渣也可以作为一种资源利用，如制造复合肥、提取氯化煤灰渣也可以作为一种资源利用，如制造复合肥、提取氯化铝以及一些稀有元素。铝以及一些稀有元素。第三十四页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类三、煤的性质三、煤的性质 3、煤的工业分析、煤的工业分析 3）挥发分：在隔绝空气条件下，将煤在）挥发分：在隔绝空气条件下，将煤在90010温温度下加热度下加热7分钟时，煤中的有机质和一部分矿物质就会分解成分钟时，煤中的有机质和一部分矿物质就会分解成气体和液体逸出，逸出物质减去水
28、份即为挥发份。气体和液体逸出，逸出物质减去水份即为挥发份。煤炭分类重要指标煤炭分类重要指标 挥发分可以判断煤的变质程度。一般泥炭的挥发分高达挥发分可以判断煤的变质程度。一般泥炭的挥发分高达70%，褐煤为，褐煤为40%60%，烟煤为，烟煤为10%50%，无烟煤小于，无烟煤小于10%。第三十五页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类三、煤的性质三、煤的性质 3、煤的工业分析、煤的工业分析 4）固定碳：测定煤的挥发份时，剩下和不挥发物称为焦）固定碳：测定煤的挥发份时，剩下和不挥发物称为焦渣，焦渣减去灰份即为固定碳。渣，焦渣减去灰份即为固定碳。水分 挥发分 灰分
29、 固定碳将煤样加热到110时所失去的重量隔绝空气继续加热到850时所失去的重量通入空气燃烧后剩下的为灰分，失去的为固定碳第三十六页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类三、煤的性质三、煤的性质 3、煤的工业分析、煤的工业分析 5）发热量，指单位质量的煤完全燃烧时所产生的热值。）发热量，指单位质量的煤完全燃烧时所产生的热值。煤炭分类重要指标煤炭分类重要指标 一般煤中含碳量为85%时，发热量最大。第三十七页，本课件共有75页4.煤的粘结性与结焦性煤的粘结性与结焦性煤的粘结性：煤的粘结性：粉碎后的煤在隔绝空气情况下加热到一定温度时，煤的颗粉碎后的煤在隔绝空气情
30、况下加热到一定温度时，煤的颗粒相互粘结成焦块的性质。粒相互粘结成焦块的性质。煤的结焦性：煤的结焦性：粉碎后的煤在隔绝空气受热后生成优质焦炭的性质。粉碎后的煤在隔绝空气受热后生成优质焦炭的性质。结焦性好的自然粘结性好，但粘结性好不一定结焦性好。如有的煤粘结性好，能结焦，但焦炭裂缝多、强度差，其结焦性并不好。粘结性好坏主要取决于煤中所含沥青质的多少。第三十八页，本课件共有75页第二节第二节煤的物煤的物质组质组成、性成、性质质与分与分类类 四、煤的分类四、煤的分类 1）按煤化程度和工艺性能，将煤炭分为）按煤化程度和工艺性能，将煤炭分为14类，常类，常用的有用的有7种种，即无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤、肥
31、煤、气，即无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、长焰煤、褐煤。煤、长焰煤、褐煤。2）按煤的综合利用分类）按煤的综合利用分类 （1）炼焦用煤；）炼焦用煤；（2）气化用煤）气化用煤 （3）低温干馏用煤；）低温干馏用煤；（4）加氢液化用煤；）加氢液化用煤；（5）燃烧用煤）燃烧用煤提高效率提高效率的措施的措施第三十九页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田一、含煤岩系的概念一、含煤岩系的概念 含煤岩系是指一套含有含煤岩系是指一套含有煤层煤层并且在并且在成因上有联系成因上有联系的的沉积岩沉积岩系系。也称为含煤地层、含煤建造。也称为含煤地层、含煤建造。最大的特征是含有煤层，含煤岩系不是
32、区域性的地层单位，最大的特征是含有煤层，含煤岩系不是区域性的地层单位，其界线不一定与地层划分相吻合，比如我国东北的石炭其界线不一定与地层划分相吻合，比如我国东北的石炭二叠二叠纪煤系，就跨越两个地质时代。纪煤系，就跨越两个地质时代。含煤岩系的形成时代从含煤岩系的形成时代从古生代（主要是晚古生代）至第三古生代（主要是晚古生代）至第三纪纪。主要受控于它形成时的主要受控于它形成时的古构造古构造和和古地理环境古地理环境。第四十页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田一、含煤岩系的类型一、含煤岩系的类型 根据成煤的古地理环境，可以将含煤岩分为根据成煤的古地理环境，可以将含煤岩分为近海型
33、近海型和和内内陆型陆型两大类。不同类型的含煤岩系在厚度、岩性、含煤两大类。不同类型的含煤岩系在厚度、岩性、含煤层数、结构等方面有一定的差异。层数、结构等方面有一定的差异。第四十一页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田1、近海型含煤岩系、近海型含煤岩系 也叫海陆交替含煤岩系。这类煤形成于近海区。由于海侵也叫海陆交替含煤岩系。这类煤形成于近海区。由于海侵海退使得海相和陆相地层交互出现。海退使得海相和陆相地层交互出现。煤系特点：分布广、横向上岩性、岩相变化不大，煤层层位煤系特点：分布广、横向上岩性、岩相变化不大，煤层层位比较稳定。碎屑沉积物成分单一、分选好、磨圆度好。煤层厚比较
34、稳定。碎屑沉积物成分单一、分选好、磨圆度好。煤层厚度不大，但煤层数目较多。标志层石灰岩层数也较多。煤层含度不大，但煤层数目较多。标志层石灰岩层数也较多。煤层含硫量高。硫量高。第四十二页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田第四十三页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田2、内陆型含煤岩系、内陆型含煤岩系 也叫陆相含煤岩系，形成离海比较远的地区，往往是内也叫陆相含煤岩系，形成离海比较远的地区，往往是内陆的一些小盆地。陆的一些小盆地。特征：特征：（1）没有海相地层；）没有海相地层；（2）岩性、岩相变化较大；）岩性、岩相变化较大；（3）碎屑物质颗粒较粗，分选性
35、、磨圆度较差。）碎屑物质颗粒较粗，分选性、磨圆度较差。（4）煤层数目不多，但厚度大，煤层厚度变化大，煤层结）煤层数目不多，但厚度大，煤层厚度变化大，煤层结构复杂。构复杂。第四十四页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田三、含煤岩系的组成三、含煤岩系的组成 含煤岩系由煤层和沉含煤岩系由煤层和沉积岩组成，其中与煤矿生积岩组成，其中与煤矿生产最为密切的有产最为密切的有顶板顶板、底底板板、煤层煤层和和标志层标志层。第四十五页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田1、煤层、煤层 煤层结构分为两种类型，即煤层结构分为两种类型，即简单简单结构煤层和结构煤层和复杂复杂结
36、构煤层。结构煤层。第四十六页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田2、煤层厚度、煤层厚度 煤层厚度：层的顶板与底板之间的垂直距离叫煤层厚度。煤层厚度：层的顶板与底板之间的垂直距离叫煤层厚度。对复杂结构的煤层，则有总厚度和有益厚度之分。总厚度是对复杂结构的煤层，则有总厚度和有益厚度之分。总厚度是指煤层顶面至底面之间全部煤分层与岩石夹层之和；有益厚指煤层顶面至底面之间全部煤分层与岩石夹层之和；有益厚度是指煤层顶面至底面之间各煤分层之和。度是指煤层顶面至底面之间各煤分层之和。第四十七页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田3、煤层的分类 按煤层倾角可分为按煤层
37、倾角可分为煤层露天开采井工开采煤层露天开采井工开采近水平煤层近水平煤层58缓倾斜煤层缓倾斜煤层58 825 倾斜煤层倾斜煤层 1045 2545急倾斜煤层急倾斜煤层 45 45 第四十八页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田3、煤层的分类 按煤层厚度可分为按煤层厚度可分为煤层露天开采井工开采煤层露天开采井工开采薄煤层薄煤层 3.5m 1.3m中厚煤层中厚煤层3.510m 1.33.5m厚煤层厚煤层10m3.5m第四十九页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田3、煤层的分类、煤层的分类 按煤层稳定性分类。按煤层稳定性分类。煤层稳定性指煤层煤层稳定性指煤层
38、形态形态、厚度厚度、结构结构和和可采性可采性的变化的变化程度。按照矿区程度。按照矿区(或井田或井田)的煤层变化程度的煤层变化程度(即稳定程度即稳定程度)划划分为四类。分为四类。（1）稳定煤层）稳定煤层 （2）较稳定煤层）较稳定煤层 （3）不稳定煤层）不稳定煤层 （4）极不稳定煤层）极不稳定煤层第五十页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田3、煤层的分类、煤层的分类 （1）稳定煤层：）稳定煤层：煤层厚度变化很小，规律明显，结构煤层厚度变化很小，规律明显，结构简单至较简单，全区可采或基本全可采。简单至较简单，全区可采或基本全可采。（2）较稳定煤层：煤层厚度有一定变化，但规律较明
39、显，）较稳定煤层：煤层厚度有一定变化，但规律较明显，结构简单至复杂，全区可采或部分可采，可采范围内煤层结构简单至复杂，全区可采或部分可采，可采范围内煤层厚度变化不大。厚度变化不大。第五十一页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田3、煤层的分类、煤层的分类 （3）不稳定煤层：煤层厚度变化较大，无明显规律，结构复杂）不稳定煤层：煤层厚度变化较大，无明显规律，结构复杂至极复杂。主要包括至极复杂。主要包括煤厚度变化很大，具突然增厚、变薄现象，煤厚度变化很大，具突然增厚、变薄现象，全区可采或大部分可采；全区可采或大部分可采；煤层呈串珠状，藕状，一般连续，局部煤层呈串珠状，藕状，一般连
40、续，局部可采，可采边界线不规则；可采，可采边界线不规则；难以进行分层对比，但可进行层组对难以进行分层对比，但可进行层组对比的复煤层。比的复煤层。（4）极不稳定煤层：煤层厚度变化极大，呈透镜状、鸡窝）极不稳定煤层：煤层厚度变化极大，呈透镜状、鸡窝状、一般不连续，很难找出规律，可采块段分布零星；或为状、一般不连续，很难找出规律，可采块段分布零星；或为无法进行分层对比，且层组对比也有困难的复煤层。无法进行分层对比，且层组对比也有困难的复煤层。第五十二页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田四、煤层的顶板、底板四、煤层的顶板、底板 1顶板顶板 顶板指位于煤层上方顶板指位于煤层上方一
41、定距离的岩层。一定距离的岩层。根据顶板岩层岩性、根据顶板岩层岩性、厚度以及采煤时顶板变形厚度以及采煤时顶板变形和垮落难易程度，将顶板和垮落难易程度，将顶板分为三种：分为三种：伪顶伪顶 直接顶直接顶 基本顶基本顶 第五十三页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田四、煤层的顶板、底板四、煤层的顶板、底板 (三三)煤系中的标志层煤系中的标志层 煤系中常有一些岩层，其岩性比较特殊，容易识别，煤系中常有一些岩层，其岩性比较特殊，容易识别，层位稳定或分布规律明显，层位稳定或分布规律明显，它们与煤层或某些地质界线间它们与煤层或某些地质界线间距比较固定，距比较固定，这样的岩层可以用作寻找或
42、对比煤层的标志层。这样的岩层可以用作寻找或对比煤层的标志层。如华北石炭二叠纪煤系中常以如华北石炭二叠纪煤系中常以石灰岩石灰岩层作为标志。其它作层作为标志。其它作为标志的还有为标志的还有砾岩砾岩、成分或颜色特殊的、成分或颜色特殊的砂岩砂岩、铝土岩铝土岩等。等。第五十四页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田五、煤田、煤产地五、煤田、煤产地 （1）煤田：是指煤田：是指同一地质时期同一地质时期形成，并大致连续发育形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。面积一般由几十到几百平方千米。如的含煤岩系分布区。面积一般由几十到几百平方千米。如山西大同宁武煤田、辽宁阜新煤田等。山西大同宁武煤田
43、、辽宁阜新煤田等。第五十五页，本课件共有75页中国煤盆地（煤田）分布图中国煤盆地（煤田）分布图第五十六页，本课件共有75页第三节第三节含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田五、煤田、煤产地五、煤田、煤产地 （2）煤产地：是指受后期大地构造变动和剥蚀作用而分隔开）煤产地：是指受后期大地构造变动和剥蚀作用而分隔开的一些单独的含煤岩系分布区，或面积和煤炭储量均较小的煤田。的一些单独的含煤岩系分布区，或面积和煤炭储量均较小的煤田。我国煤炭工业部门习惯于在煤田内划分我国煤炭工业部门习惯于在煤田内划分“煤矿区煤矿区”，其涵义与煤，其涵义与煤产地近似，是指统一规划和开发的煤田或其一部分。如山西阳泉产地近似，是指统一规
44、划和开发的煤田或其一部分。如山西阳泉矿区、山东兖州矿区。矿区、山东兖州矿区。（3）矿田是煤田内划归一个矿山开采的部分，地下开采的）矿田是煤田内划归一个矿山开采的部分，地下开采的矿田又称井田。一般一个井田即为一个煤矿。如山东兖州矿区矿田又称井田。一般一个井田即为一个煤矿。如山东兖州矿区就分为南屯煤矿、东滩煤矿、鲍店煤矿、兴隆庄煤矿等。就分为南屯煤矿、东滩煤矿、鲍店煤矿、兴隆庄煤矿等。第五十七页，本课件共有75页第五十八页，本课件共有75页五、中国的聚煤期五、中国的聚煤期1、基本特点、基本特点我国地质历史上，聚煤作用较强的时期有我国地质历史上，聚煤作用较强的时期有7个，它个，它们分别是早石炭世、晚
45、石炭世早二叠世、晚二们分别是早石炭世、晚石炭世早二叠世、晚二叠世、晚三叠世、早中侏罗世、晚侏罗世早叠世、晚三叠世、早中侏罗世、晚侏罗世早白垩世、第三纪。白垩世、第三纪。概括地讲，我国成煤作用较强的三个时期是：石炭概括地讲，我国成煤作用较强的三个时期是：石炭二叠纪、三叠侏罗纪、第三纪。二叠纪、三叠侏罗纪、第三纪。其中聚煤作用最强的有其中聚煤作用最强的有2个，即晚个，即晚石炭世早二叠世石炭世早二叠世、早中侏罗世早中侏罗世。第五十九页，本课件共有75页早石炭世含煤岩系主要分布在华南；晚石炭世晚早石炭世含煤岩系主要分布在华南；晚石炭世晚二叠世含煤岩系广泛分布于华北和华南地区，有随二叠世含煤岩系广泛分布
46、于华北和华南地区，有随时代变新由北向南迁移的趋势；中生代含煤岩系主时代变新由北向南迁移的趋势；中生代含煤岩系主要分布于华南、华北吕梁山以西、西北和东北地区，要分布于华南、华北吕梁山以西、西北和东北地区，有随时代变新由南往北迁移的趋势；第三纪含煤岩有随时代变新由南往北迁移的趋势；第三纪含煤岩系主要分布于华北吕梁山以东、东北、华南东部沿系主要分布于华北吕梁山以东、东北、华南东部沿海及华南西部地区。海及华南西部地区。第六十页，本课件共有75页2、南方石炭二叠纪聚煤期沉积环境、南方石炭二叠纪聚煤期沉积环境第六十一页，本课件共有75页1）总的特点）总的特点南方石炭二叠纪含煤岩系主要是在南方石炭二叠纪含煤
47、岩系主要是在滨海条件滨海条件下下形成的，而且聚煤作用是形成的，而且聚煤作用是不连续不连续的，可分为两个的，可分为两个阶段：从泥盆世到早石炭世和早二叠世到晚二阶段：从泥盆世到早石炭世和早二叠世到晚二叠世，聚煤作用由弱到强。扬子区含煤岩系形叠世，聚煤作用由弱到强。扬子区含煤岩系形成于海侵阶段，东南区含煤岩系形成于海退阶成于海侵阶段，东南区含煤岩系形成于海退阶段，在华南区域性的大规模海侵阶段两者的聚段，在华南区域性的大规模海侵阶段两者的聚煤作用同时结束。煤作用同时结束。第六十二页，本课件共有75页2）早石炭世含煤岩系特征）早石炭世含煤岩系特征总的地势是东高西低的特点，当大塘期发生总的地势是东高西低的
48、特点，当大塘期发生海侵时，华南西部滇、黔地区因海水先期到海侵时，华南西部滇、黔地区因海水先期到达而聚煤作用发生最早。达而聚煤作用发生最早。青藏地区大塘阶含煤地层厚度大，最厚可达青藏地区大塘阶含煤地层厚度大，最厚可达3100m，而华南地区大塘阶含煤地层厚度，而华南地区大塘阶含煤地层厚度相对较小，最厚约相对较小，最厚约527m。华南东部厚度变。华南东部厚度变化较大，而华南西部厚度较稳定。化较大，而华南西部厚度较稳定。第六十三页，本课件共有75页第六十四页，本课件共有75页3）早二叠世早期含煤岩系特征）早二叠世早期含煤岩系特征早二叠世早期含煤岩系早二叠世早期含煤岩系梁山梁山组在华南分布较组在华南分布
49、较广。由于成煤环境演化迅速，延续的时间短广。由于成煤环境演化迅速，延续的时间短，加上陆源碎屑供应不够充足，造成了梁山，加上陆源碎屑供应不够充足，造成了梁山组厚度小（组厚度小（5100m，多数，多数20m）、岩性较）、岩性较复杂、旋回结构数目少甚至发育不全、煤层复杂、旋回结构数目少甚至发育不全、煤层层数少、稳定性差的特点。层数少、稳定性差的特点。第六十五页，本课件共有75页5）晚二叠世含煤岩系特征）晚二叠世含煤岩系特征南方晚二叠世聚煤作用在地区分布上远较早南方晚二叠世聚煤作用在地区分布上远较早二叠世广泛，其强度也远远大于其各时期。二叠世广泛，其强度也远远大于其各时期。这一阶段可分为这一阶段可分为
50、龙潭期和长兴期龙潭期和长兴期，并以龙潭并以龙潭期为主期为主。长兴期聚煤作用仅发生于滇东、黔。长兴期聚煤作用仅发生于滇东、黔西、川南等地区。龙潭期的聚煤作用分布广，西、川南等地区。龙潭期的聚煤作用分布广，强度大强度大，聚煤量居南方各聚煤期之首聚煤量居南方各聚煤期之首。第六十六页，本课件共有75页3、北方石炭二叠纪含煤岩系特征、北方石炭二叠纪含煤岩系特征1）基本特点）基本特点在我国北方，石炭二叠纪是晚古生代主要成煤时在我国北方，石炭二叠纪是晚古生代主要成煤时期，含煤岩系分布广泛，聚煤程度高，期，含煤岩系分布广泛，聚煤程度高，煤炭资源量煤炭资源量仅次于侏罗纪而居全国第二位仅次于侏罗纪而居全国第二位。