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1、第五章第五章 煤与含煤岩系煤与含煤岩系第一节第一节第一节第一节 成煤作用成煤作用成煤作用成煤作用一、成煤植物一、成煤植物一、成煤植物一、成煤植物二、成煤作用二、成煤作用二、成煤作用二、成煤作用 三、成煤的必要条件三、成煤的必要条件三、成煤的必要条件三、成煤的必要条件第二节第二节第二节第二节 煤的物质组成、性质与分类煤的物质组成、性质与分类煤的物质组成、性质与分类煤的物质组成、性质与分类 一、煤岩成分和宏观煤岩类型一、煤岩成分和宏观煤岩类型一、煤岩成分和宏观煤岩类型一、煤岩成分和宏观煤岩类型二、煤的性质二、煤的性质二、煤的性质二、煤的性质三、煤的分类三、煤的分类三、煤的分类三、煤的分类第三节第三
2、节第三节第三节 含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田含煤岩系和煤田 一、含煤岩系及其类型一、含煤岩系及其类型一、含煤岩系及其类型一、含煤岩系及其类型二、二、二、二、含煤岩系的组成含煤岩系的组成含煤岩系的组成含煤岩系的组成 三、煤田、聚煤期及聚煤区三、煤田、聚煤期及聚煤区三、煤田、聚煤期及聚煤区三、煤田、聚煤期及聚煤区前言前言煤是怎样形成的？它有什么特性？中国的煤是怎样形成的？它有什么特性？中国的煤碳资源主要分部在哪些区域？煤矿工程煤碳资源主要分部在哪些区域？煤矿工程技术人员应该学习和掌握有关煤的一些知技术人员应该学习和掌握有关煤的一些知识，如成煤作用，煤种，煤层厚度及其稳识，如成煤作用，
3、煤种，煤层厚度及其稳定性，顶板、底板、标志层岩性，煤在地定性，顶板、底板、标志层岩性，煤在地下的赋存情况等下的赋存情况等 。第一节第一节 成煤作用成煤作用一、成煤植物一、成煤植物一、成煤植物一、成煤植物 煤是由植物转变而来的。植物是成煤的原始物质。植煤是由植物转变而来的。植物是成煤的原始物质。植煤是由植物转变而来的。植物是成煤的原始物质。植煤是由植物转变而来的。植物是成煤的原始物质。植物分为低等和高等植物。物分为低等和高等植物。物分为低等和高等植物。物分为低等和高等植物。低等植物主要是由单细胞活多细胞构成的丝状和叶片低等植物主要是由单细胞活多细胞构成的丝状和叶片低等植物主要是由单细胞活多细胞构
4、成的丝状和叶片低等植物主要是由单细胞活多细胞构成的丝状和叶片状植物体。最大特点是没有根、茎、叶等器官的分化，构状植物体。最大特点是没有根、茎、叶等器官的分化，构状植物体。最大特点是没有根、茎、叶等器官的分化，构状植物体。最大特点是没有根、茎、叶等器官的分化，构造比较简单，多数生活在水中，如：菌类和藻类；造比较简单，多数生活在水中，如：菌类和藻类；造比较简单，多数生活在水中，如：菌类和藻类；造比较简单，多数生活在水中，如：菌类和藻类；高等高等高等高等植物的最大特点是有根、茎、叶等器官的分化，如：苔藓植物的最大特点是有根、茎、叶等器官的分化，如：苔藓植物的最大特点是有根、茎、叶等器官的分化，如：苔
5、藓植物的最大特点是有根、茎、叶等器官的分化，如：苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物等。除苔藓植物外，植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物等。除苔藓植物外，植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物等。除苔藓植物外，植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物等。除苔藓植物外，其它植物常能形成高大乔木，具有粗壮的茎和根。其它植物常能形成高大乔木，具有粗壮的茎和根。其它植物常能形成高大乔木，具有粗壮的茎和根。其它植物常能形成高大乔木，具有粗壮的茎和根。由低等植物形成的煤称为腐泥煤。由低等植物形成的煤称为腐泥煤。由高等植物形成的煤称为腐植煤（因其含由高等植物形成的煤称为腐植煤（因其含有大量的腐植酸而得名）。有大量的
6、腐植酸而得名）。在自然界中，腐植煤占绝大数，目前开采在自然界中，腐植煤占绝大数，目前开采的也主要是腐植煤，所以腐植煤是介绍的的也主要是腐植煤，所以腐植煤是介绍的重点。重点。二、成煤作用二、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、煤是由植物经过漫长的极其复杂的生物化学、煤是由植物经过漫长的极其复杂的生物化学、煤是由植物经过漫长的极其复杂的生物化学、物理化学转变而成的。从植物遗体堆积到转变为物理化学转变而成的。从植物遗体堆积到转变为物理化学转变而成的。从植物遗体堆积到转变为物理化学转变而成的。从植物遗体堆积到转变为煤的一系列演变过程称为成煤作用。成煤作用大煤的一系
7、列演变过程称为成煤作用。成煤作用大煤的一系列演变过程称为成煤作用。成煤作用大煤的一系列演变过程称为成煤作用。成煤作用大致分为两个阶段：第一阶段，泥炭化阶段；第二致分为两个阶段：第一阶段，泥炭化阶段；第二致分为两个阶段：第一阶段，泥炭化阶段；第二致分为两个阶段：第一阶段，泥炭化阶段；第二阶段，煤化阶段。阶段，煤化阶段。阶段，煤化阶段。阶段，煤化阶段。在泥炭化阶段，低等植物及浮游生物遗体经泥在泥炭化阶段，低等植物及浮游生物遗体经泥在泥炭化阶段，低等植物及浮游生物遗体经泥在泥炭化阶段，低等植物及浮游生物遗体经泥化作用形成腐泥，高等植物遗体化作用形成腐泥，高等植物遗体化作用形成腐泥，高等植物遗体化作用
8、形成腐泥，高等植物遗体 经泥化作用形成经泥化作用形成经泥化作用形成经泥化作用形成泥炭；在煤化阶段，腐泥转变为腐泥煤，泥炭经泥炭；在煤化阶段，腐泥转变为腐泥煤，泥炭经泥炭；在煤化阶段，腐泥转变为腐泥煤，泥炭经泥炭；在煤化阶段，腐泥转变为腐泥煤，泥炭经煤成岩作用转变为褐煤，褐煤经煤变质作用变为煤成岩作用转变为褐煤，褐煤经煤变质作用变为煤成岩作用转变为褐煤，褐煤经煤变质作用变为煤成岩作用转变为褐煤，褐煤经煤变质作用变为烟煤和无烟煤。褐煤、烟煤、无烟煤均属腐植煤烟煤和无烟煤。褐煤、烟煤、无烟煤均属腐植煤烟煤和无烟煤。褐煤、烟煤、无烟煤均属腐植煤烟煤和无烟煤。褐煤、烟煤、无烟煤均属腐植煤类。类。类。类。
9、（一）泥炭化阶段（一）泥炭化阶段（一）泥炭化阶段（一）泥炭化阶段1 1 1 1、腐泥化作用、腐泥化作用、腐泥化作用、腐泥化作用 低等植物和浮游生物遗体在湖沼、泻湖和海湾低等植物和浮游生物遗体在湖沼、泻湖和海湾低等植物和浮游生物遗体在湖沼、泻湖和海湾低等植物和浮游生物遗体在湖沼、泻湖和海湾等还原环境中转变为腐泥的生物化学作用称为腐等还原环境中转变为腐泥的生物化学作用称为腐等还原环境中转变为腐泥的生物化学作用称为腐等还原环境中转变为腐泥的生物化学作用称为腐泥化作用。泥化作用。泥化作用。泥化作用。2 2 2 2、泥炭化作用、泥炭化作用、泥炭化作用、泥炭化作用 当生活在湖泊、浅海等水体中的低等植物和低
10、当生活在湖泊、浅海等水体中的低等植物和低当生活在湖泊、浅海等水体中的低等植物和低当生活在湖泊、浅海等水体中的低等植物和低等动物死亡之后，在水体表层和下沉到水底的过等动物死亡之后，在水体表层和下沉到水底的过等动物死亡之后，在水体表层和下沉到水底的过等动物死亡之后，在水体表层和下沉到水底的过程中，先遭受一定程度的氧化分解。沉向水底后，程中，先遭受一定程度的氧化分解。沉向水底后，程中，先遭受一定程度的氧化分解。沉向水底后，程中，先遭受一定程度的氧化分解。沉向水底后，由于水层和随后沉积物的覆盖，转入缺氧的还原由于水层和随后沉积物的覆盖，转入缺氧的还原由于水层和随后沉积物的覆盖，转入缺氧的还原由于水层和
11、随后沉积物的覆盖，转入缺氧的还原环境，在厌氧细菌的作用下，低等植物中的蛋白环境，在厌氧细菌的作用下，低等植物中的蛋白环境，在厌氧细菌的作用下，低等植物中的蛋白环境，在厌氧细菌的作用下，低等植物中的蛋白质、脂肪等遭到分解。然后经过化学合成作用，质、脂肪等遭到分解。然后经过化学合成作用，质、脂肪等遭到分解。然后经过化学合成作用，质、脂肪等遭到分解。然后经过化学合成作用，形成一种含水很多的棉絮状胶体物质（富含沥青形成一种含水很多的棉絮状胶体物质（富含沥青形成一种含水很多的棉絮状胶体物质（富含沥青形成一种含水很多的棉絮状胶体物质（富含沥青质）。这些物质与泥砂混合后进一步变化，即形质）。这些物质与泥砂混
12、合后进一步变化，即形质）。这些物质与泥砂混合后进一步变化，即形质）。这些物质与泥砂混合后进一步变化，即形成了腐泥。这一过程为腐泥化作用。成了腐泥。这一过程为腐泥化作用。成了腐泥。这一过程为腐泥化作用。成了腐泥。这一过程为腐泥化作用。（一）植物条件（一）植物条件（一）植物条件（一）植物条件 植物是成煤的原始物质，没有植物的生长繁殖，植物是成煤的原始物质，没有植物的生长繁殖，植物是成煤的原始物质，没有植物的生长繁殖，植物是成煤的原始物质，没有植物的生长繁殖，就不可能有煤的形成。因此，植物的大量繁殖是就不可能有煤的形成。因此，植物的大量繁殖是就不可能有煤的形成。因此，植物的大量繁殖是就不可能有煤的形
13、成。因此，植物的大量繁殖是形成煤的基本条件。形成煤的基本条件。形成煤的基本条件。形成煤的基本条件。从地球上生物演化的历史来看，虽然震旦纪前从地球上生物演化的历史来看，虽然震旦纪前从地球上生物演化的历史来看，虽然震旦纪前从地球上生物演化的历史来看，虽然震旦纪前就已经出现了生物，但是煤主要是在最近数亿年就已经出现了生物，但是煤主要是在最近数亿年就已经出现了生物，但是煤主要是在最近数亿年就已经出现了生物，但是煤主要是在最近数亿年内植物大量繁殖之后形成的。植物的大量繁殖是内植物大量繁殖之后形成的。植物的大量繁殖是内植物大量繁殖之后形成的。植物的大量繁殖是内植物大量繁殖之后形成的。植物的大量繁殖是从石炭
14、纪开始，特别是石炭纪、二叠纪、侏罗纪、从石炭纪开始，特别是石炭纪、二叠纪、侏罗纪、从石炭纪开始，特别是石炭纪、二叠纪、侏罗纪、从石炭纪开始，特别是石炭纪、二叠纪、侏罗纪、白垩纪及第三纪，植物生长繁茂，种类繁多，森白垩纪及第三纪，植物生长繁茂，种类繁多，森白垩纪及第三纪，植物生长繁茂，种类繁多，森白垩纪及第三纪，植物生长繁茂，种类繁多，森林广布，对成煤十分有利。因此，伴随植物界的林广布，对成煤十分有利。因此，伴随植物界的林广布，对成煤十分有利。因此，伴随植物界的林广布，对成煤十分有利。因此，伴随植物界的飞跃，出现了地史上重要的聚煤期，即石炭飞跃，出现了地史上重要的聚煤期，即石炭飞跃，出现了地史上
15、重要的聚煤期，即石炭飞跃，出现了地史上重要的聚煤期，即石炭二叠纪聚煤期，侏罗二叠纪聚煤期，侏罗二叠纪聚煤期，侏罗二叠纪聚煤期，侏罗白垩纪聚煤期及第三纪白垩纪聚煤期及第三纪白垩纪聚煤期及第三纪白垩纪聚煤期及第三纪聚煤期。上述三大聚煤期在我国均有聚煤作用发聚煤期。上述三大聚煤期在我国均有聚煤作用发聚煤期。上述三大聚煤期在我国均有聚煤作用发聚煤期。上述三大聚煤期在我国均有聚煤作用发生。生。生。生。（二）气候条件（二）气候条件（二）气候条件（二）气候条件 气候直接影响植物的生长和分解，只有在温暖、气候直接影响植物的生长和分解，只有在温暖、气候直接影响植物的生长和分解，只有在温暖、气候直接影响植物的生长
16、和分解，只有在温暖、潮湿的气候条件下，植物才能大量生长繁殖。同潮湿的气候条件下，植物才能大量生长繁殖。同潮湿的气候条件下，植物才能大量生长繁殖。同潮湿的气候条件下，植物才能大量生长繁殖。同时植物遗体也只有在积水的沼泽等地带，才能免时植物遗体也只有在积水的沼泽等地带，才能免时植物遗体也只有在积水的沼泽等地带，才能免时植物遗体也只有在积水的沼泽等地带，才能免遭完全氧化分解，逐渐堆积起来。而沼泽的发育遭完全氧化分解，逐渐堆积起来。而沼泽的发育遭完全氧化分解，逐渐堆积起来。而沼泽的发育遭完全氧化分解，逐渐堆积起来。而沼泽的发育也要求潮湿的气候。因此，温暖、潮湿的气候是也要求潮湿的气候。因此，温暖、潮湿
17、的气候是也要求潮湿的气候。因此，温暖、潮湿的气候是也要求潮湿的气候。因此，温暖、潮湿的气候是形成煤的重要条件。形成煤的重要条件。形成煤的重要条件。形成煤的重要条件。目前倾向于认为湿度是最重要的。只要有足够目前倾向于认为湿度是最重要的。只要有足够目前倾向于认为湿度是最重要的。只要有足够目前倾向于认为湿度是最重要的。只要有足够的湿度，无论在热带、亚热带或温带、寒带，都的湿度，无论在热带、亚热带或温带、寒带，都的湿度，无论在热带、亚热带或温带、寒带，都的湿度，无论在热带、亚热带或温带、寒带，都可以发育泥炭沼泽并形成泥炭层。但相比之下，可以发育泥炭沼泽并形成泥炭层。但相比之下，可以发育泥炭沼泽并形成泥
18、炭层。但相比之下，可以发育泥炭沼泽并形成泥炭层。但相比之下，温度、潮湿的气候最有利于煤的形成。温度、潮湿的气候最有利于煤的形成。温度、潮湿的气候最有利于煤的形成。温度、潮湿的气候最有利于煤的形成。（三）自然地理条件（三）自然地理条件（三）自然地理条件（三）自然地理条件 形成分布面积较广的煤层，必须要有适宜植物形成分布面积较广的煤层，必须要有适宜植物形成分布面积较广的煤层，必须要有适宜植物形成分布面积较广的煤层，必须要有适宜植物广泛分布和大量繁殖、又能使植物遗体得以保存广泛分布和大量繁殖、又能使植物遗体得以保存广泛分布和大量繁殖、又能使植物遗体得以保存广泛分布和大量繁殖、又能使植物遗体得以保存的
19、自然地理环境。自然界中，只有沼泽等具备这的自然地理环境。自然界中，只有沼泽等具备这的自然地理环境。自然界中，只有沼泽等具备这的自然地理环境。自然界中，只有沼泽等具备这种条件。因此，形成煤必须有适于发育大面积沼种条件。因此，形成煤必须有适于发育大面积沼种条件。因此，形成煤必须有适于发育大面积沼种条件。因此，形成煤必须有适于发育大面积沼泽化的自然地理环境。泽化的自然地理环境。泽化的自然地理环境。泽化的自然地理环境。沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期性积沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期性积沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期性积沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期性积水的洼地。一般滨海的广阔平
20、原、内陆湖泊、泻水的洼地。一般滨海的广阔平原、内陆湖泊、泻水的洼地。一般滨海的广阔平原、内陆湖泊、泻水的洼地。一般滨海的广阔平原、内陆湖泊、泻湖海湾、山间或内陆盆地、宽广河谷的河漫滩、湖海湾、山间或内陆盆地、宽广河谷的河漫滩、湖海湾、山间或内陆盆地、宽广河谷的河漫滩、湖海湾、山间或内陆盆地、宽广河谷的河漫滩、河口三角洲平原等，受地壳升降、海水进退的影河口三角洲平原等，受地壳升降、海水进退的影河口三角洲平原等，受地壳升降、海水进退的影河口三角洲平原等，受地壳升降、海水进退的影响，容易发育成大片沼泽。响，容易发育成大片沼泽。响，容易发育成大片沼泽。响，容易发育成大片沼泽。（四）地壳运动条件（四）地
21、壳运动条件（四）地壳运动条件（四）地壳运动条件 形成具有工业价值的厚煤层，需要有很厚的泥炭层。形成具有工业价值的厚煤层，需要有很厚的泥炭层。形成具有工业价值的厚煤层，需要有很厚的泥炭层。形成具有工业价值的厚煤层，需要有很厚的泥炭层。而泥炭层的堆积和保存与地壳的升降运动有关。首先泥炭而泥炭层的堆积和保存与地壳的升降运动有关。首先泥炭而泥炭层的堆积和保存与地壳的升降运动有关。首先泥炭而泥炭层的堆积和保存与地壳的升降运动有关。首先泥炭层的堆积，要求地壳不断缓慢地沉降，其沉降的速度最好层的堆积，要求地壳不断缓慢地沉降，其沉降的速度最好层的堆积，要求地壳不断缓慢地沉降，其沉降的速度最好层的堆积，要求地壳
22、不断缓慢地沉降，其沉降的速度最好与植物遗体堆积的速度大致平衡，这种平衡持续的时间越与植物遗体堆积的速度大致平衡，这种平衡持续的时间越与植物遗体堆积的速度大致平衡，这种平衡持续的时间越与植物遗体堆积的速度大致平衡，这种平衡持续的时间越长，形成的泥炭层就越厚，否则就形不成泥炭层或形成的长，形成的泥炭层就越厚，否则就形不成泥炭层或形成的长，形成的泥炭层就越厚，否则就形不成泥炭层或形成的长，形成的泥炭层就越厚，否则就形不成泥炭层或形成的泥炭层较薄。其次，泥炭层的保存也需要地壳不断沉降。泥炭层较薄。其次，泥炭层的保存也需要地壳不断沉降。泥炭层较薄。其次，泥炭层的保存也需要地壳不断沉降。泥炭层较薄。其次，
23、泥炭层的保存也需要地壳不断沉降。此外，为使一个地区能形成较多的煤层，又要求地壳在总此外，为使一个地区能形成较多的煤层，又要求地壳在总此外，为使一个地区能形成较多的煤层，又要求地壳在总此外，为使一个地区能形成较多的煤层，又要求地壳在总的沉降过程中发生多次小型升降或间歇性沉降。因此，形的沉降过程中发生多次小型升降或间歇性沉降。因此，形的沉降过程中发生多次小型升降或间歇性沉降。因此，形的沉降过程中发生多次小型升降或间歇性沉降。因此，形成煤要求地壳运动总的趋势是不断地缓慢沉降。成煤要求地壳运动总的趋势是不断地缓慢沉降。成煤要求地壳运动总的趋势是不断地缓慢沉降。成煤要求地壳运动总的趋势是不断地缓慢沉降。
24、在地壳缓慢沉降过程中，同一地区，如果其沉降的幅在地壳缓慢沉降过程中，同一地区，如果其沉降的幅在地壳缓慢沉降过程中，同一地区，如果其沉降的幅在地壳缓慢沉降过程中，同一地区，如果其沉降的幅度不同，会造成煤层厚度的变化，出现分叉、变薄、尖灭度不同，会造成煤层厚度的变化，出现分叉、变薄、尖灭度不同，会造成煤层厚度的变化，出现分叉、变薄、尖灭度不同，会造成煤层厚度的变化，出现分叉、变薄、尖灭现象。现象。现象。现象。总之，在地壳发展过程中，只要某个地区同时具备以总之，在地壳发展过程中，只要某个地区同时具备以总之，在地壳发展过程中，只要某个地区同时具备以总之，在地壳发展过程中，只要某个地区同时具备以上四个条
25、件，而且彼此之间配合的较好，持续的时间也较上四个条件，而且彼此之间配合的较好，持续的时间也较上四个条件，而且彼此之间配合的较好，持续的时间也较上四个条件，而且彼此之间配合的较好，持续的时间也较长，就能形成具有工业价值的煤层。如果彼此之间的配合，长，就能形成具有工业价值的煤层。如果彼此之间的配合，长，就能形成具有工业价值的煤层。如果彼此之间的配合，长，就能形成具有工业价值的煤层。如果彼此之间的配合，只是短暂的，虽然也可能形成煤，但不可能形成具有工业只是短暂的，虽然也可能形成煤，但不可能形成具有工业只是短暂的，虽然也可能形成煤，但不可能形成具有工业只是短暂的，虽然也可能形成煤，但不可能形成具有工业
26、价值的煤层。价值的煤层。价值的煤层。价值的煤层。第二节第二节 煤的物质组成、性质与分类煤的物质组成、性质与分类 不同的煤种有不同的用途，这是由它的不同的煤种有不同的用途，这是由它的化学组成、性质所决定的。因此，研究煤化学组成、性质所决定的。因此，研究煤的物质组成和性质，对于评价煤质和确定的物质组成和性质，对于评价煤质和确定煤的综合利用，都具有重要的实际意义。煤的综合利用，都具有重要的实际意义。一、煤岩成分和宏观煤岩类型一、煤岩成分和宏观煤岩类型从岩石学观点来看，煤是一种可燃有机物。从岩石学观点来看，煤是一种可燃有机物。像花岗岩是由石英、钾长石、斜长石矿物像花岗岩是由石英、钾长石、斜长石矿物组成
27、的一样，腐植煤是由丝炭、镜煤、亮组成的一样，腐植煤是由丝炭、镜煤、亮煤四种成分组成。这四种成分称为煤岩成煤四种成分组成。这四种成分称为煤岩成分（亦称宏观煤岩组成）。分（亦称宏观煤岩组成）。（一）煤的宏观组成（腐植煤）（一）煤的宏观组成（腐植煤）（一）煤的宏观组成（腐植煤）（一）煤的宏观组成（腐植煤）1 1 1 1）镜煤：乌黑，色深光强，成分均一，性脆，贝）镜煤：乌黑，色深光强，成分均一，性脆，贝）镜煤：乌黑，色深光强，成分均一，性脆，贝）镜煤：乌黑，色深光强，成分均一，性脆，贝 壳状断口，轮廓清晰，粘结性好，矿物杂质少，壳状断口，轮廓清晰，粘结性好，矿物杂质少，壳状断口，轮廓清晰，粘结性好，矿
28、物杂质少，壳状断口，轮廓清晰，粘结性好，矿物杂质少，裂隙发育，大多由结构镜质体，均质镜质体组成。裂隙发育，大多由结构镜质体，均质镜质体组成。裂隙发育，大多由结构镜质体，均质镜质体组成。裂隙发育，大多由结构镜质体，均质镜质体组成。2 2 2 2）丝炭：外观像木炭，颜色黑灰色或浅灰色，纤）丝炭：外观像木炭，颜色黑灰色或浅灰色，纤）丝炭：外观像木炭，颜色黑灰色或浅灰色，纤）丝炭：外观像木炭，颜色黑灰色或浅灰色，纤维状结构，丝绢光泽，疏松多孔，丝质体为主，维状结构，丝绢光泽，疏松多孔，丝质体为主，维状结构，丝绢光泽，疏松多孔，丝质体为主，维状结构，丝绢光泽，疏松多孔，丝质体为主，质轻者性脆，易污手，质
29、重者，被矿物充填。质轻者性脆，易污手，质重者，被矿物充填。质轻者性脆，易污手，质重者，被矿物充填。质轻者性脆，易污手，质重者，被矿物充填。3 3 3 3）亮煤：表面隐约可见微细层理，光泽较强，结）亮煤：表面隐约可见微细层理，光泽较强，结）亮煤：表面隐约可见微细层理，光泽较强，结）亮煤：表面隐约可见微细层理，光泽较强，结构不均一构不均一构不均一构不均一 4 4 4 4）暗煤：含壳质组多，灰黑色，韧性好，油脂光）暗煤：含壳质组多，灰黑色，韧性好，油脂光）暗煤：含壳质组多，灰黑色，韧性好，油脂光）暗煤：含壳质组多，灰黑色，韧性好，油脂光泽，水介质活动性强；含矿物质多，煤质差；含泽，水介质活动性强；含
30、矿物质多，煤质差；含泽，水介质活动性强；含矿物质多，煤质差；含泽，水介质活动性强；含矿物质多，煤质差；含惰质组多成分结构不均一，氧化环境。惰质组多成分结构不均一，氧化环境。惰质组多成分结构不均一，氧化环境。惰质组多成分结构不均一，氧化环境。（二）宏观煤岩类型（腐植煤）（二）宏观煤岩类型（腐植煤）（二）宏观煤岩类型（腐植煤）（二）宏观煤岩类型（腐植煤）宏观煤岩类型宏观煤岩类型宏观煤岩类型宏观煤岩类型 光泽光泽光泽光泽 镜煤亮煤镜煤亮煤镜煤亮煤镜煤亮煤 光亮型煤光亮型煤光亮型煤光亮型煤 光泽极强光泽极强光泽极强光泽极强 75%75%75%75%半亮型煤半亮型煤半亮型煤半亮型煤 光泽较强光泽较强光泽
31、较强光泽较强75%-50%75%-50%75%-50%75%-50%半暗型煤半暗型煤半暗型煤半暗型煤 光泽暗淡光泽暗淡光泽暗淡光泽暗淡50%25%50%25%50%25%50%25%暗淡型煤暗淡型煤暗淡型煤暗淡型煤 光泽极暗光泽极暗光泽极暗光泽极暗25%25%25%25%煤级和成因类型相同，才能进行光泽强度对比，煤级和成因类型相同，才能进行光泽强度对比，煤级和成因类型相同，才能进行光泽强度对比，煤级和成因类型相同，才能进行光泽强度对比，新鲜面，不考虑具体光泽；新鲜面，不考虑具体光泽；新鲜面，不考虑具体光泽；新鲜面，不考虑具体光泽；相同煤层中光泽最强的煤岩成分条带（镜煤）相同煤层中光泽最强的煤岩
32、成分条带（镜煤）相同煤层中光泽最强的煤岩成分条带（镜煤）相同煤层中光泽最强的煤岩成分条带（镜煤）为参考标准，相对光泽；为参考标准，相对光泽；为参考标准，相对光泽；为参考标准，相对光泽；最小分层厚度为最小分层厚度为最小分层厚度为最小分层厚度为310cm310cm310cm310cm，视煤层厚度而定；，视煤层厚度而定；，视煤层厚度而定；，视煤层厚度而定；每一种光泽类型，据构造、结构再分。每一种光泽类型，据构造、结构再分。每一种光泽类型，据构造、结构再分。每一种光泽类型，据构造、结构再分。二、煤的性质二、煤的性质不同的煤，其各种元素的含量和化学结构不同的煤，其各种元素的含量和化学结构是不同的，这就造
33、成了煤在化学性质和物是不同的，这就造成了煤在化学性质和物理性质上的差异，并使其在加工利用过程理性质上的差异，并使其在加工利用过程中表现出不同的公艺性质。中表现出不同的公艺性质。（一）煤的化学组成1碳（C）煤中有机质的主要成分，也是煤燃烧过程中产生热量的重要元素，每一千克纯碳完全燃烧时能放出34.107MJ的热量。煤中碳含量越多，煤的发热量越高。煤中碳含量随煤的变质程度的加深而增加。2 2氢（氢（H H）煤煤煤煤中中中中有有有有机机机机质质质质的的的的第第第第二二二二个个个个主主主主要要要要成成成成分分分分，也也也也是是是是煤煤煤煤燃燃燃燃烧烧烧烧过过过过程程程程中中中中产产产产生生生生热热热热
34、量量量量的的的的主主主主要要要要元元元元素素素素，每每每每一一一一千千千千克克克克氢氢氢氢完完完完全全全全燃燃燃燃烧烧烧烧时时时时能产生能产生能产生能产生143.248143.248143.248143.248MJMJMJMJ的热量，为碳元素的的热量，为碳元素的的热量，为碳元素的的热量，为碳元素的4.24.24.24.2倍。倍。倍。倍。腐泥煤的氢含量比腐植煤高腐泥煤的氢含量比腐植煤高腐泥煤的氢含量比腐植煤高腐泥煤的氢含量比腐植煤高;氢含量随着变质程度的加深而减少。氢含量随着变质程度的加深而减少。氢含量随着变质程度的加深而减少。氢含量随着变质程度的加深而减少。3 3氧（氧（O O）氧是煤中不可燃
35、的元素，但可以助燃。氧是煤中不可燃的元素，但可以助燃。氧是煤中不可燃的元素，但可以助燃。氧是煤中不可燃的元素，但可以助燃。煤中氧含量随煤化程度的加深而减少。煤中氧含量随煤化程度的加深而减少。煤中氧含量随煤化程度的加深而减少。煤中氧含量随煤化程度的加深而减少。4 4氮（氮（N N）煤煤煤煤中中中中有有有有机机机机质质质质氮氮氮氮含含含含量量量量较较较较少少少少，主主主主要要要要来来来来自自自自植植植植物物物物中中中中的的的的蛋白质，也有一部分可能来自细菌活动的产物。蛋白质，也有一部分可能来自细菌活动的产物。蛋白质，也有一部分可能来自细菌活动的产物。蛋白质，也有一部分可能来自细菌活动的产物。一般随
36、煤化程度加深而略趋于减少。一般随煤化程度加深而略趋于减少。一般随煤化程度加深而略趋于减少。一般随煤化程度加深而略趋于减少。5 5硫（硫（S S）将煤分为六级将煤分为六级将煤分为六级将煤分为六级：特低硫煤特低硫煤特低硫煤特低硫煤 低硫分煤低硫分煤低硫分煤低硫分煤 低中硫煤低中硫煤低中硫煤低中硫煤 中硫分煤中硫分煤中硫分煤中硫分煤 中高硫煤中高硫煤中高硫煤中高硫煤 高硫分煤高硫分煤高硫分煤高硫分煤6 6磷（磷（P P）煤煤煤煤中中中中的的的的含含含含量量量量极极极极低低低低，一一一一般般般般低低低低于于于于0.1%0.1%0.1%0.1%，最最最最高高高高也也也也不不不不高高高高于于于于1%1%1
37、%1%。其危害极大，如炼焦时可使钢材具有冷脆性。其危害极大，如炼焦时可使钢材具有冷脆性。其危害极大，如炼焦时可使钢材具有冷脆性。其危害极大，如炼焦时可使钢材具有冷脆性。7 7其它元素其它元素 煤中还存在许多稀有元素及放射性元素，如煤中还存在许多稀有元素及放射性元素，如煤中还存在许多稀有元素及放射性元素，如煤中还存在许多稀有元素及放射性元素，如 锗（锗（锗（锗（GeGeGeGe）镓（镓（镓（镓（GaGaGaGa）铀（铀（铀（铀（U U U U）钒（钒（钒（钒（V V V V）砷（砷（砷（砷（AsAsAsAs）氯（氯（氯（氯（Cl ClCl Cl）等。）等。）等。）等。（二）煤的物理性质（二）煤的
38、物理性质（二）煤的物理性质（二）煤的物理性质 煤的物理性质：光泽、颜色、硬度、脆度、比重、断口、煤的物理性质：光泽、颜色、硬度、脆度、比重、断口、煤的物理性质：光泽、颜色、硬度、脆度、比重、断口、煤的物理性质：光泽、颜色、硬度、脆度、比重、断口、裂隙等方面。裂隙等方面。裂隙等方面。裂隙等方面。1 1 1 1、光泽：从土状（褐煤）、光泽：从土状（褐煤）、光泽：从土状（褐煤）、光泽：从土状（褐煤）从似金属光泽（无烟煤）；从似金属光泽（无烟煤）；从似金属光泽（无烟煤）；从似金属光泽（无烟煤）；2 2 2 2、颜色：褐色（褐煤）、颜色：褐色（褐煤）、颜色：褐色（褐煤）、颜色：褐色（褐煤）黑色（烟煤）黑
39、色（烟煤）黑色（烟煤）黑色（烟煤）钢灰色（烟钢灰色（烟钢灰色（烟钢灰色（烟煤）煤）煤）煤）；3 3 3 3、硬度：中等（褐煤）、硬度：中等（褐煤）、硬度：中等（褐煤）、硬度：中等（褐煤）低（烟煤）低（烟煤）低（烟煤）低（烟煤）高（无烟煤）；高（无烟煤）；高（无烟煤）；高（无烟煤）；4 4 4 4、脆度：小（褐煤）、脆度：小（褐煤）、脆度：小（褐煤）、脆度：小（褐煤）大（烟煤）大（烟煤）大（烟煤）大（烟煤）小（无烟煤）；小（无烟煤）；小（无烟煤）；小（无烟煤）；5 5 5 5、比重：随变质程度增加，比重也增加；、比重：随变质程度增加，比重也增加；、比重：随变质程度增加，比重也增加；、比重：随变质
40、程度增加，比重也增加；6 6 6 6、断口：无烟煤；、断口：无烟煤；、断口：无烟煤；、断口：无烟煤；7 7 7 7、裂隙：内生裂隙、裂隙：内生裂隙、裂隙：内生裂隙、裂隙：内生裂隙 外生裂隙外生裂隙外生裂隙外生裂隙煤化程度煤化程度煤化程度煤化程度光泽光泽光泽光泽颜色颜色颜色颜色条痕条痕条痕条痕褐煤褐煤褐煤褐煤无光泽或暗淡无光泽或暗淡无光泽或暗淡无光泽或暗淡沥青光泽沥青光泽沥青光泽沥青光泽褐色、深褐色、褐色、深褐色、褐色、深褐色、褐色、深褐色、黒褐色黒褐色黒褐色黒褐色浅棕色、深棕色浅棕色、深棕色浅棕色、深棕色浅棕色、深棕色长焰煤长焰煤长焰煤长焰煤沥青光泽沥青光泽沥青光泽沥青光泽黑色，带褐黑色，带褐
41、黑色，带褐黑色，带褐 深棕色深棕色深棕色深棕色气煤气煤气煤气煤强沥青光泽，强沥青光泽，强沥青光泽，强沥青光泽，玻璃光泽玻璃光泽玻璃光泽玻璃光泽 黑色黑色黑色黑色 棕黑色棕黑色棕黑色棕黑色肥煤肥煤肥煤肥煤玻璃光泽玻璃光泽玻璃光泽玻璃光泽黑色，带棕黑色，带棕黑色，带棕黑色，带棕焦煤焦煤焦煤焦煤强玻璃光泽强玻璃光泽强玻璃光泽强玻璃光泽瘦煤瘦煤瘦煤瘦煤 黑色黑色黑色黑色贫煤贫煤贫煤贫煤金刚光泽金刚光泽金刚光泽金刚光泽黑色，有时带黑色，有时带黑色，有时带黑色，有时带灰灰灰灰无烟煤无烟煤无烟煤无烟煤似金属光泽似金属光泽似金属光泽似金属光泽灰黒色，带古灰黒色，带古灰黒色，带古灰黒色，带古铜色，钢灰色铜色，钢
42、灰色铜色，钢灰色铜色，钢灰色灰黒色灰黒色灰黒色灰黒色2 2腐腐植植煤煤光光泽泽、颜颜色色、粉粉色色对对照照表表3.3.煤的密度煤的密度密度是指单位体积煤的质量。单位为密度是指单位体积煤的质量。单位为密度是指单位体积煤的质量。单位为密度是指单位体积煤的质量。单位为g/g/g/g/3 3 3 3。其可分为真。其可分为真。其可分为真。其可分为真密度和视密度两种。真密度体积不包括煤内部的孔隙，密度和视密度两种。真密度体积不包括煤内部的孔隙，密度和视密度两种。真密度体积不包括煤内部的孔隙，密度和视密度两种。真密度体积不包括煤内部的孔隙，而视密度体积则包括煤内部的孔隙。而视密度体积则包括煤内部的孔隙。而视
43、密度体积则包括煤内部的孔隙。而视密度体积则包括煤内部的孔隙。煤的视密度（曾称容重）是煤层储量计算的重要参数。煤的视密度（曾称容重）是煤层储量计算的重要参数。煤的视密度（曾称容重）是煤层储量计算的重要参数。煤的视密度（曾称容重）是煤层储量计算的重要参数。一般褐煤的视密度为一般褐煤的视密度为一般褐煤的视密度为一般褐煤的视密度为1.051.051.051.051.201.201.201.20；烟煤的视密度为；烟煤的视密度为；烟煤的视密度为；烟煤的视密度为1.201.201.201.201.401.401.401.40；无烟煤的视密度为；无烟煤的视密度为；无烟煤的视密度为；无烟煤的视密度为1.351.
44、351.351.351.801.801.801.80。4.4.硬度和脆度硬度和脆度 煤的硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。煤的硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。煤的硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。煤的硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。按摩氏硬度计，一般煤的硬度介于按摩氏硬度计，一般煤的硬度介于按摩氏硬度计，一般煤的硬度介于按摩氏硬度计，一般煤的硬度介于1-41-41-41-4之间。之间。之间。之间。褐煤和焦煤硬度最小，约为褐煤和焦煤硬度最小，约为褐煤和焦煤硬度最小，约为褐煤和焦煤硬度最小，约为2-2.52-2.52-2.52-2.5；无烟煤硬度最大，；无烟煤硬度最大，；无烟煤硬度最大，；无烟
45、煤硬度最大，接近接近接近接近4 4 4 4。同一煤化程度的煤，暗煤比亮煤、镜煤硬度大。同一煤化程度的煤，暗煤比亮煤、镜煤硬度大。同一煤化程度的煤，暗煤比亮煤、镜煤硬度大。同一煤化程度的煤，暗煤比亮煤、镜煤硬度大。（三）煤的工艺性质（三）煤的工艺性质 1.1.煤的工业分析煤的工业分析（1 1）水分（）水分（M M）外在水分（外在水分（M Mf f）存在煤的大孔隙中，常温下）存在煤的大孔隙中，常温下可烘干。可烘干。内在水分（内在水分（M Minhinh）存在小毛细管内，加热才失）存在小毛细管内，加热才失去。去。全水分（全水分（M Mt t）内在水分与外在水分之和。）内在水分与外在水分之和。（2 2
46、）灰分（）灰分（A A）煤燃烧后剩余的残渣，来源于煤中的矿物质。煤燃烧后剩余的残渣，来源于煤中的矿物质。煤燃烧后剩余的残渣，来源于煤中的矿物质。煤燃烧后剩余的残渣，来源于煤中的矿物质。将煤分为将煤分为将煤分为将煤分为6 6 6 6级：级：级：级：特低灰煤特低灰煤特低灰煤特低灰煤 低灰分煤低灰分煤低灰分煤低灰分煤 低中灰煤低中灰煤低中灰煤低中灰煤 中灰分煤中灰分煤中灰分煤中灰分煤 中高灰煤中高灰煤中高灰煤中高灰煤 高灰分煤高灰分煤高灰分煤高灰分煤 （3 3）挥发分（）挥发分（V V）在在在在隔隔隔隔绝绝绝绝空空空空气气气气的的的的条条条条件件件件下下下下，将将将将煤煤煤煤在在在在（9001090
47、0109001090010）温温温温度度度度下下下下加加加加热热热热7 7 7 7分分分分钟钟钟钟时时时时，煤煤煤煤中中中中的的的的有有有有机机机机质质质质和和和和一一一一部部部部分分分分矿矿矿矿物物物物质质质质就就就就会会会会分分分分解解解解成成成成气气气气体体体体和和和和液液液液体体体体（蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽状状状状态态态态）逸逸逸逸出出出出，用用用用逸逸逸逸出出出出物物物物减减减减去去去去煤煤煤煤中中中中的的的的水分即为挥发分。水分即为挥发分。水分即为挥发分。水分即为挥发分。挥挥挥挥发发发发分分分分在在在在一一一一定定定定程程程程度度度度上上上上反反反反映映映映了了了了煤煤煤煤中中中中有有有
48、有机机机机质质质质的的的的性性性性质质质质、煤煤煤煤的的的的变质程度，因此它是目前我国煤炭分类的第一指标。变质程度，因此它是目前我国煤炭分类的第一指标。变质程度，因此它是目前我国煤炭分类的第一指标。变质程度，因此它是目前我国煤炭分类的第一指标。根据挥发分多少可判断煤的变质程度根据挥发分多少可判断煤的变质程度根据挥发分多少可判断煤的变质程度根据挥发分多少可判断煤的变质程度:泥炭高达泥炭高达泥炭高达泥炭高达70%70%70%70%，褐煤为褐煤为褐煤为褐煤为40%-60%40%-60%40%-60%40%-60%，烟煤为烟煤为烟煤为烟煤为10%-50%10%-50%10%-50%10%-50%，无烟
49、煤小于无烟煤小于无烟煤小于无烟煤小于10%10%10%10%。（4 4）固定碳（）固定碳（FCFC）测定挥发分时，剩下的不挥发物质称为焦测定挥发分时，剩下的不挥发物质称为焦渣，焦渣减去灰分即为固定碳。渣，焦渣减去灰分即为固定碳。固定碳指煤在隔绝空气的高温加热条件下，煤固定碳指煤在隔绝空气的高温加热条件下，煤中有机质分解的残余物。中有机质分解的残余物。2.2.煤的粘结性煤的粘结性 煤的粘结性是煤粒（一般直径小于煤的粘结性是煤粒（一般直径小于0.2mm0.2mm）在）在隔绝空气受热后，能否粘结其本身或惰性物质隔绝空气受热后，能否粘结其本身或惰性物质（即无粘结能力的物质）成焦块的性质。（即无粘结能力
50、的物质）成焦块的性质。煤的结焦性是煤粒隔绝空气受热后，能否生成煤的结焦性是煤粒隔绝空气受热后，能否生成优质焦炭的性质。优质焦炭的性质。煤的粘结性强是结焦好的必要条件。煤的粘结性强是结焦好的必要条件。3.3.煤的发热量（煤的发热量（Q Q）-指单位质量的煤完全燃烧时产生的热值。指单位质量的煤完全燃烧时产生的热值。中高变质阶段的烟煤发热量最大。中高变质阶段的烟煤发热量最大。低热值煤低热值煤 中低热值煤中低热值煤 中热值煤中热值煤 中高热值煤中高热值煤 高热值煤高热值煤 特高热值煤特高热值煤 三、煤的分类三、煤的分类 我国煤炭资源丰富，煤种齐全。为了合理利用煤我国煤炭资源丰富，煤种齐全。为了合理利用