煤的形成PPT课件
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煤化学第二章煤的的形成(共39张PPT)
（2）木质素
（ （34））蛋 脂白 类质 化合物物质；在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨基酸、喹 啉等含氮化合物，参与成煤作用，但对煤的性质没有决定 煤化程度的概念：在褐煤向烟煤、无烟煤转化的进程中 ，由于地质条件和成煤年代的差异，使煤处于不同的转化阶段。
木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布在植物根、茎部的细胞壁中。 新 生 代 新近纪-古近纪（约0.
主要成分为甲烷（70%～96%）。在自然条件下，生成1吨褐
煤可产生68 m3甲烷，生成1吨肥煤、瘦煤、无烟煤分别可产
生甲烷230 m3、330 m3和400m3。
如果煤层周围的围岩不透气，在煤化作用过程中产生
的气体或被吸附在煤的孔隙中，或逐渐聚积形成煤层气田
0 0 10 20~30 20~30 20~30
20~30 20 10 0 0
第十七页，共39页。
50~80 40~50 15~20 10~15 5~10 1~7
1 8 2 5 70
5~20 10~20 8~10 3~5 5~10 1~3
2~3 5~8 25~30 90 10
1.5 煤炭的成因类型
第三页，共39页。
1.2 低等植物和高等植物的特点
低等植物：包括菌类和藻类，是由单细胞和多细胞 构成的丝状体或叶状体植物，没有根、茎、叶等器官 的分化。
高等植物：包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物
。进化论认为，高等植物由低等植物长期进化而来， 构造复杂，有根、茎、叶的区别。
第四页，共39页。
低等植物——海带
包括纤维素、半纤维素及果胶质。 纤维素：是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素的分子式 是(C6H10O5)n，具长链状结构，其分子量约为100万～200 万。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易 水解。在活的植物中，纤维素对于微生物的作用很稳定 ，但当植物死亡后，在氧化性条件下，易受微生物作用 而分解成CO2、CH4和水。在泥炭沼泽的酸性介质中，纤维 素可以分解为纤维二糖和葡萄糖等简单化合物。
（ （34））蛋 脂白 类质 化合物物质；在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨基酸、喹 啉等含氮化合物，参与成煤作用，但对煤的性质没有决定 煤化程度的概念：在褐煤向烟煤、无烟煤转化的进程中 ，由于地质条件和成煤年代的差异，使煤处于不同的转化阶段。
木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布在植物根、茎部的细胞壁中。 新 生 代 新近纪-古近纪（约0.
主要成分为甲烷（70%～96%）。在自然条件下，生成1吨褐
煤可产生68 m3甲烷，生成1吨肥煤、瘦煤、无烟煤分别可产
生甲烷230 m3、330 m3和400m3。
如果煤层周围的围岩不透气，在煤化作用过程中产生
的气体或被吸附在煤的孔隙中，或逐渐聚积形成煤层气田
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第十七页，共39页。
50~80 40~50 15~20 10~15 5~10 1~7
1 8 2 5 70
5~20 10~20 8~10 3~5 5~10 1~3
2~3 5~8 25~30 90 10
1.5 煤炭的成因类型
第三页，共39页。
1.2 低等植物和高等植物的特点
低等植物：包括菌类和藻类，是由单细胞和多细胞 构成的丝状体或叶状体植物，没有根、茎、叶等器官 的分化。
高等植物：包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物
。进化论认为，高等植物由低等植物长期进化而来， 构造复杂，有根、茎、叶的区别。
第四页，共39页。
低等植物——海带
包括纤维素、半纤维素及果胶质。 纤维素：是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素的分子式 是(C6H10O5)n，具长链状结构，其分子量约为100万～200 万。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易 水解。在活的植物中，纤维素对于微生物的作用很稳定 ，但当植物死亡后，在氧化性条件下，易受微生物作用 而分解成CO2、CH4和水。在泥炭沼泽的酸性介质中，纤维 素可以分解为纤维二糖和葡萄糖等简单化合物。
煤炭基础知识【共34张PPT】
2.1煤的国际分类(简单分类）
• 1.Black coal/Hard coal （黑煤或硬煤） • 包括：烟煤（bituminous）和无烟煤
（anthracite） • 2. Brown coal（褐煤） • 包括：低热值的Lignite（褐煤）和Peat
（泥煤）
2.2中国的分类法是以炼焦用煤为主的工 业分类法
5.奥亚膨胀度（最大膨胀度 b值）
• 奥亚膨胀度（b值）为国际上最通用的一种测定煤 膨胀性和结焦性的方法 ，b值是专门用来区分肥 煤和其他煤类的一个重要指标（与胶质层最大 厚度Y值并列）。
• Vdaf<28%的煤，b值>150%的为肥煤；对 Vdaf>28%的煤，b值>220%的为肥煤（当Vdaf值 <37%时）或气肥煤（当Vdaf值>37%时）。当按b 值划分的煤类与按Y值划分的煤类有矛盾时，则以Y
烟煤
• 贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气 肥煤、气煤、1/3焦煤、1/2中粘煤、弱 粘煤、不粘煤和长焰煤共12个煤类。
按挥发份烟煤分类
• 烟煤按挥发分>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。
按粘结性（G值）烟煤分类
• 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&煤分为特强粘结煤。
煤的粘结性反应烟煤在干馏过程中能够软化熔融形成胶质体并固化粘结的能力。 当Y值大于25mm时，如Vdaf>37%，则划分为气肥煤。
煤炭的形成
煤炭用途
煤炭用途
• 【长焰煤】 长焰煤是烟煤中最年轻的一种，其挥发 分和水分含量仅次于褐煤，碳化程度高于褐煤，含碳 量低于80％，着火点多低于300℃，燃烧时火焰较长。 • 长焰煤主要用于发电或其它动力用，在缺少石油的地 区也可用来提取低温（500℃～600℃）炼焦油，其 副产品半焦可用来制造合成氨，半水煤气或其他气体 燃料，也可直接作为民用燃料。 • 【褐煤】 褐煤是未经过成岩阶段，没有或很少经过 变质过程的煤，外观呈褐色或褐黑色，含碳量比较低、 挥发分高、不粘结、易燃烧。 • 褐煤多作发电燃料，也可作气化原料和锅炉燃料，有 的可用来制造磺化煤或活性碳，有的可作提取褐煤蜡 的原料。
• 【弱粘煤】 弱粘煤是一种灰分和硫分比较低的，粘 结性较弱的低等或中等碳化程度的烟煤，含碳量一般 在80％～90％，加热时产生的胶质体较小，单独炼 焦时焦炭质量差，易粉碎。但作为配煤可炼出强度较 好的冶金焦。弱粘煤多适于作气化原料和电厂、机车 及锅炉的燃料。 • 【不粘煤】不粘煤是一种在成煤初期已受到不同程度 氧化作用的低变质煤到中等变质程度的烟煤，含碳量 一般在75％～85％，水分高、燃点低，用火柴可点 燃，燃烧时间长，不易熄灭。 • 不粘煤主要作气化和发电用煤，也可作动力及民用燃 料。
城市 重庆 四川 贵州 云南 西藏 陕西 甘肃 青海 宁夏 新疆
探明储量 32.53 109.53 527.94 271.07 0.57 1660.3 104.58 54.17 303.34 1726.58
占比 % 0.28 0.93 4.47 2.3 0 14.07 0.89 0.46 2.57 14.63
煤层底板
• 煤层底板——分为直接底和基本底，位于 煤层之下数十厘米——数米，多为富含植 物根须化石的泥岩。有的直接底遇水膨胀 发生底鼓现象破坏巷道。基本低位于直接 底之下多为砂岩粉砂岩厚度较大。
第一章 煤、煤层、煤系、煤田
2）直接顶 位于伪顶之上，多为粉砂岩、泥 岩，厚约1-2m，采煤回柱后能自行垮落。 3）老顶 位于直接顶之上，多为砂岩、石灰 岩，厚度较大，强度也大，采煤后长时期不 易自行垮落，只发生沉降。
2、 底板
位于煤层下方一定距离的岩层。
分为二种：
1）直接底 直接伏于煤层之下的岩层，多
见炭质泥岩，常几十厘米厚。
概念—— 高等植物遗体在泥炭沼泽中经受
复杂的生物化学、物理化学作用转变为泥
炭的过程叫泥炭化作用。
它分为二个阶段：
①第一阶段：在沼泽浅部植物遗体受氧 化、分解。 ②第二阶段：随积水深度增加，氧化环境 被还原环境代替，产生腐植酸和 沥青质，形成泥炭。
泥炭——黄褐、黑褐色，无光泽、质地疏
松状物质，风干可作燃料，也可作化 工原料和肥料。
6、 导电性
指煤传导电流的能力，以电阻率
表示，它与煤的变质程度密切相关。
褐煤多孔隙、湿度大、电阻率低； 烟煤电阻率大，是不良导体；
无烟煤电阻率小，具良好的导电性。
四、煤岩成分和煤岩类型
1.宏观煤岩成分
煤岩成分指肉眼能见到的煤的基本组成单位， 又称为宏观煤岩类型，即丝炭、镜煤、暗煤、亮 煤。 丝炭 灰黑色，形如木炭，具明显的纤维状结构和 丝绢光泽； 疏松、多孔、硬度小、脆度大、易染指； 没有粘结性、吸氧性强、易氧化自燃、 易成煤尘； 在煤层中多呈几毫米厚的扁平透镜体， 数量不多，但分布广。
四、煤层形态
层状
似层状
不规则状
五、煤层厚度及其变化原因
（一）煤层厚度的分类
总厚度：是煤层顶、底板之间各煤 分层和夹石层厚度的总和； 有益厚度：指煤层顶、底板之间 各煤分层厚度的总和；
可采厚度 ：指在现代经济技Байду номын сангаас件
《煤的形成过程》课件
水力开采
利用高压水柱将煤层破碎，然后通 过水将煤冲刷出来。这种方式适用 于松软的煤层。
煤的利用方式
火力发电
利用煤燃烧产生的热量 发电。
工业锅炉
利用煤作为燃料，为工 业生产提供蒸汽或热水
。
炼焦
将煤加热到一定温度， 经过一系列化学反应，
生产出焦炭和煤气。
化工原料
煤经过加工可以生产出 各种化工产品，如化肥 、塑料、合成橡胶等。
煤化程度
随着温度和压力的增加，泥炭逐渐转 化成不同种类的煤，如褐煤、烟煤和 无烟煤等。
04 煤的开采和利用
CHAPTER
煤的开采方式
露天开采
将煤层上方的土层移除，使煤暴 露出来，再进行开采。这种方式
适用于煤层较浅的情况。
地下开采
通过挖掘矿井或巷道进入煤层，再 进行开采。这种方式适用于煤层较 深的情况。
煤的形成时间和地点
煤的形成时间跨度较大，从石炭纪到新近纪都有成煤作用发 生。
不同煤阶的煤形成于不同的古地理环境和气候条件下，例如 石炭纪的湿润气候和沼泽环境有利于泥炭的形成，而二叠纪 和三叠纪的干旱气候则有利于形成低煤阶的煤。
煤的形成环境和条件
煤的形成环境主要包括沼泽、湖泊、河流和海岸等水体环境以及森林、草原等陆地 环境。
《煤的形成过程》ppt课件
目录
CONTENTS
• 煤的形成概述 • 煤的种类和特征 • 煤的形成过程 • 煤的开采和利用 • 煤的形成与环境变化
01 煤的形成概述
CHAPTER
煤的形成过程简介
煤的形成过程是一个长期的地质作用过程，主要包括成煤植物的生长、死亡、堆 积和转化等阶段。
在成煤过程中，植物遗体在沼泽环境中不断堆积，在缺氧或微氧环境下，经过生 物化学作用和物理作用，逐渐转化为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤等不同煤阶。
利用高压水柱将煤层破碎，然后通 过水将煤冲刷出来。这种方式适用 于松软的煤层。
煤的利用方式
火力发电
利用煤燃烧产生的热量 发电。
工业锅炉
利用煤作为燃料，为工 业生产提供蒸汽或热水
。
炼焦
将煤加热到一定温度， 经过一系列化学反应，
生产出焦炭和煤气。
化工原料
煤经过加工可以生产出 各种化工产品，如化肥 、塑料、合成橡胶等。
煤化程度
随着温度和压力的增加，泥炭逐渐转 化成不同种类的煤，如褐煤、烟煤和 无烟煤等。
04 煤的开采和利用
CHAPTER
煤的开采方式
露天开采
将煤层上方的土层移除，使煤暴 露出来，再进行开采。这种方式
适用于煤层较浅的情况。
地下开采
通过挖掘矿井或巷道进入煤层，再 进行开采。这种方式适用于煤层较 深的情况。
煤的形成时间和地点
煤的形成时间跨度较大，从石炭纪到新近纪都有成煤作用发 生。
不同煤阶的煤形成于不同的古地理环境和气候条件下，例如 石炭纪的湿润气候和沼泽环境有利于泥炭的形成，而二叠纪 和三叠纪的干旱气候则有利于形成低煤阶的煤。
煤的形成环境和条件
煤的形成环境主要包括沼泽、湖泊、河流和海岸等水体环境以及森林、草原等陆地 环境。
《煤的形成过程》ppt课件
目录
CONTENTS
• 煤的形成概述 • 煤的种类和特征 • 煤的形成过程 • 煤的开采和利用 • 煤的形成与环境变化
01 煤的形成概述
CHAPTER
煤的形成过程简介
煤的形成过程是一个长期的地质作用过程，主要包括成煤植物的生长、死亡、堆 积和转化等阶段。
在成煤过程中，植物遗体在沼泽环境中不断堆积，在缺氧或微氧环境下，经过生 物化学作用和物理作用，逐渐转化为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤等不同煤阶。
煤化学PPT课件
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32
溶剂抽提的分类
1）普通抽提： 在≤100℃温度下，用普通的低沸点有
机溶剂，如笨、氯仿和乙醇等。抽提产物小于1-2%。
2）特定抽提：抽提温度在200℃以下，采用亲核性溶
剂，如吡啶类、酚类和胺类等，抽提产物可达20-40%。
3）超临界抽提：以甲苯、异丙醇或水为溶剂在超过
临界点的条件下抽提煤。抽提温度一般在400℃左右。抽 提率可达30%以上。
Hale Waihona Puke 煤自燃的影响因素和预防 煤的高温燃烧
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29
煤的其他化学性质
煤的加氢化学反应； 煤的磺化化学反应；
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30
第三章 煤有机质的化学结构
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31
煤的特性：复杂性；多样性；不均一性。
不象其他有机化合物一样，不存在统一的结构
煤化学结构的研究方法：
①物理研究方法—红外光谱、X射线衍射、核磁共振、 密度、折射率 ②物理化学研究方法─如溶剂抽提和吸附性能 ③化学研究方法─氧化、加氢、解聚、烷基化、热解和 官能团分析等
无原始植物
有亮暗相间 的条带
易着火,有烟 易着火,有烟 多烟
多
较多
少
很低
低
较高
无烟煤
灰黑色 有金属光泽
无明显条带
难着火,无烟 较少 高
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6
二.煤的生成
(一)植物的族组成 1.糖类及其衍生物
• 纤维素半纤维素果胶：分子结构和元素组成？ • 木质素：分子结构和元素组成？ • 蛋白质：分子结构和元素组成？ • 脂类化合物(脂肪、树脂、树蜡)
2）物理性质：风化煤的强度和硬度降低，吸 湿性增大；
煤矿地质学第1.5节
煤是由有机质和无机质混合组成的，有机质是煤的主要组 成部分，有机质主要有C、H、O、N四种元素组成。
1）碳：煤的基本结构单元中最重要的元素。 2）氢：煤中第二重要元素，它是煤结构单元中侧链上的组成元素。 3）氧：也是组成煤的重要元素之一。 4）氮：含量较少，一般不超过3% 5）硫：可分为有机硫和无机硫两部分。通常测定的是煤中的全硫
厚煤层
>10m
>3.5m
(3)煤层按稳定性分类
稳定煤层：厚度变化小，规律明显，全区可采或基本全区可采。
较稳定煤层：厚度有一定变化，规律明显，全区可采或大部分可采。
不稳定煤层：厚度变化大，无明显规律，大部分可采或局部可采。
极不稳定煤层：厚度变极大,透镜状、鸡窝状，一般不连续，仅局部可采。
（二）煤层中的顶、底板
一般厚20—50米，总的趋势是北厚南薄，本溪一带厚100—60米， 而平顶山、淮南地区则缺失这一时期的沉积。
本溪组不是主要含煤层位，煤层薄且不稳定，仅局部可采。 • 2、上石炭统太原组（C3t）
岩性以砂岩、粉砂岩和泥岩为主，间夹灰岩，煤层和少量砾岩， 全区厚度0—719米，一般70—100米。以山西为中心向南向北减薄， 向东、向西加厚。东部增厚区中心在淮北一带，厚度大于200米， 西部增厚区在贺兰山一带，最厚可达700余米。
地层、含煤建造。
（一）、煤系的特点： • 1、岩性主要为灰、灰绿及灰黑色的沉积岩组成。 • 2、煤系中沉积岩岩性主要上砾岩、各种粒度的砂岩、粉砂岩、
泥岩和煤组成，石灰岩也比较常见，砂岩中以石英砂岩和长石砂 岩为主。 • 3、不同时代、不同地区的含煤岩系，其岩系组合相差很大。 • 4、煤系的名称：（1）采用形成时代命名：华北C、P纪煤系； （2）用煤系发育良好、研究较早的地区命名。因此同一时代形 成的煤系在不同地区，常有不同的地区性名称。 5、煤系中的伴生矿产： 6、煤系的后期改造：
1）碳：煤的基本结构单元中最重要的元素。 2）氢：煤中第二重要元素，它是煤结构单元中侧链上的组成元素。 3）氧：也是组成煤的重要元素之一。 4）氮：含量较少，一般不超过3% 5）硫：可分为有机硫和无机硫两部分。通常测定的是煤中的全硫
厚煤层
>10m
>3.5m
(3)煤层按稳定性分类
稳定煤层：厚度变化小，规律明显，全区可采或基本全区可采。
较稳定煤层：厚度有一定变化，规律明显，全区可采或大部分可采。
不稳定煤层：厚度变化大，无明显规律，大部分可采或局部可采。
极不稳定煤层：厚度变极大,透镜状、鸡窝状，一般不连续，仅局部可采。
（二）煤层中的顶、底板
一般厚20—50米，总的趋势是北厚南薄，本溪一带厚100—60米， 而平顶山、淮南地区则缺失这一时期的沉积。
本溪组不是主要含煤层位，煤层薄且不稳定，仅局部可采。 • 2、上石炭统太原组（C3t）
岩性以砂岩、粉砂岩和泥岩为主，间夹灰岩，煤层和少量砾岩， 全区厚度0—719米，一般70—100米。以山西为中心向南向北减薄， 向东、向西加厚。东部增厚区中心在淮北一带，厚度大于200米， 西部增厚区在贺兰山一带，最厚可达700余米。
地层、含煤建造。
（一）、煤系的特点： • 1、岩性主要为灰、灰绿及灰黑色的沉积岩组成。 • 2、煤系中沉积岩岩性主要上砾岩、各种粒度的砂岩、粉砂岩、
泥岩和煤组成，石灰岩也比较常见，砂岩中以石英砂岩和长石砂 岩为主。 • 3、不同时代、不同地区的含煤岩系，其岩系组合相差很大。 • 4、煤系的名称：（1）采用形成时代命名：华北C、P纪煤系； （2）用煤系发育良好、研究较早的地区命名。因此同一时代形 成的煤系在不同地区，常有不同的地区性名称。 5、煤系中的伴生矿产： 6、煤系的后期改造：
煤矿地质学 第五章 煤与含煤岩系PPT幻灯片
有大量的腐植酸而得名）。
• 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 重点。
（二）煤化阶段 泥炭或腐植煤转变为褐煤、烟煤、无烟煤、超无烟煤的物理
化学变化称为煤化作用。煤化作用分为煤成岩作用和煤变 质作用两个阶段 1. 成岩作用 泥炭形成后，由于地壳运动的影响，使其沉降 到地壳较深处，在上覆泥砂等沉积物的压力作用下，泥炭 逐渐被压紧、脱水、固结，趋于致密。同时，泥炭中有机 质的分子结构和化学成分也发生一定变化，其中碳含量增 加、氢氧含量减少，腐植酸含量降低。泥炭转变为褐煤， 这一过程为成岩作用。 腐泥形成后，经成岩作用，转变为腐泥煤。 2.变质作用 褐煤形成后，当地壳继续下降，使其沉降到地 壳更深处，在温度和压力的作用下，褐煤内部的分子结构、 物理性质、化学性质等发生变化，碳含量进一步增加，氢 氧含量继续减少，光泽增强，密度增大，挥发分逐渐减少， 腐植酸完全消失。褐煤转变为烟煤、无烟煤。这一过程为 变质作用。 腐泥煤形成后，经变质作用，使煤的变质程度不断提高， 形成高变质的腐泥煤。
（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。
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 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 泥炭层较薄。其次，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 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。
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 现象。
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， 只是短暂的，虽然也可能形成煤，但不可能形成具有工业 价值的煤层。
• 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 重点。
（二）煤化阶段 泥炭或腐植煤转变为褐煤、烟煤、无烟煤、超无烟煤的物理
化学变化称为煤化作用。煤化作用分为煤成岩作用和煤变 质作用两个阶段 1. 成岩作用 泥炭形成后，由于地壳运动的影响，使其沉降 到地壳较深处，在上覆泥砂等沉积物的压力作用下，泥炭 逐渐被压紧、脱水、固结，趋于致密。同时，泥炭中有机 质的分子结构和化学成分也发生一定变化，其中碳含量增 加、氢氧含量减少，腐植酸含量降低。泥炭转变为褐煤， 这一过程为成岩作用。 腐泥形成后，经成岩作用，转变为腐泥煤。 2.变质作用 褐煤形成后，当地壳继续下降，使其沉降到地 壳更深处，在温度和压力的作用下，褐煤内部的分子结构、 物理性质、化学性质等发生变化，碳含量进一步增加，氢 氧含量继续减少，光泽增强，密度增大，挥发分逐渐减少， 腐植酸完全消失。褐煤转变为烟煤、无烟煤。这一过程为 变质作用。 腐泥煤形成后，经变质作用，使煤的变质程度不断提高， 形成高变质的腐泥煤。
（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。
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 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 泥炭层较薄。其次，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 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。
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 现象。
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， 只是短暂的，虽然也可能形成煤，但不可能形成具有工业 价值的煤层。
煤质技术-基础篇(1)-PPT幻灯片
泥炭的有机质主要包括：腐植酸、沥青 质、未分解或尚未完全分解的植物族组成、 变化不大的植物稳定组分等。
1.2.2 褐煤：
是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产 物，外表呈褐色或暗褐色。 组成：
褐煤中腐植酸的芳香核缩合程度有所增加，含氧官能团 有所减少,侧链较短,侧链的数量也减少。 外观：
●碳：煤中有机质的主要组成元素，煤结构单元稠环芳烃的骨架， 发热量的主要来源。随煤化程度增加，干燥无灰基碳含量：褐煤 60～77%；烟煤77～93%；无烟煤88～98%。 ●氢：重要性仅次于碳，随煤化程度而降低，占腐植煤有机质质 量一般小于7%。是煤分子骨架和侧链的重要元素，与煤的反应能 力相关。 ●氧：煤中第三重要元素，以羧基、羟基等形式存在。其总量和 形态直接影响煤的性质。 ●氮：含量较低，一般在0.5～3%，完全以有机状态存在。
1.1.1 形成煤炭的植物
低等植物：蘑菇
高等植物：松树
1.1.2 低等植物和高等植物的特点
低等植物：包括菌类和藻类，是由单细胞和多细胞构成 的丝状体或叶状体植物，没有根、茎、叶等器官的分化。
高等植物：包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物 。 进化论认为，高等植物由低等植物长期进化而来，构造复 杂，有根、茎、叶的区别。
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3
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3
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2.1.2 煤中矿物质和煤的灰分产率
2.1.2.1 煤中矿物质 符号:MM，除水分外所有无机质的总称。主要成分
1.2.2 褐煤：
是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产 物，外表呈褐色或暗褐色。 组成：
褐煤中腐植酸的芳香核缩合程度有所增加，含氧官能团 有所减少,侧链较短,侧链的数量也减少。 外观：
●碳：煤中有机质的主要组成元素，煤结构单元稠环芳烃的骨架， 发热量的主要来源。随煤化程度增加，干燥无灰基碳含量：褐煤 60～77%；烟煤77～93%；无烟煤88～98%。 ●氢：重要性仅次于碳，随煤化程度而降低，占腐植煤有机质质 量一般小于7%。是煤分子骨架和侧链的重要元素，与煤的反应能 力相关。 ●氧：煤中第三重要元素，以羧基、羟基等形式存在。其总量和 形态直接影响煤的性质。 ●氮：含量较低，一般在0.5～3%，完全以有机状态存在。
1.1.1 形成煤炭的植物
低等植物：蘑菇
高等植物：松树
1.1.2 低等植物和高等植物的特点
低等植物：包括菌类和藻类，是由单细胞和多细胞构成 的丝状体或叶状体植物，没有根、茎、叶等器官的分化。
高等植物：包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物 。 进化论认为，高等植物由低等植物长期进化而来，构造复 杂，有根、茎、叶的区别。
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3
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3
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2.1.2 煤中矿物质和煤的灰分产率
2.1.2.1 煤中矿物质 符号:MM，除水分外所有无机质的总称。主要成分
首师大小学科学三年级下册《17.煤》PPT课件
煤作为化工原料又会引出“三废”——废水、废气、废渣
煤在运输和—使—用合过理程处中理的并煤重灰复利用各种产物 ——湿化
一季度我国煤矿事故死亡1113人同比上 升两成
• 统计显示，今年一季度，全国煤矿发生死亡事故５０３起，死 亡１１１３人，同比分别下降７.４％和上升２０.８％。
• 中国煤矿百万吨死亡率是美国的100倍、南非的30倍
• 2003年世界煤炭产量约50亿吨，煤矿事故死亡总数约 8000人。当年国内煤炭产量约占全球的35%，事故死 亡人数则占近80%。2003年国内煤矿平均每人每年产 煤321吨，效率仅为美国的2.2%、南非的8.1%，而百 万吨死亡率是美国的100倍、南非的30倍。
•
泥煤
• 又称草炭，泥煤，它是古代沼泽环境特有的产物，在多水中缺少空气的条件 下，死亡后的松软的有机堆积层，东北泥炭属高寒地区，这种泥炭的氮和灰 分元素含量较低；略显酸性或强酸性，PH值为5.0---5.9；EC值小于1，持水 量很高。一般有52%（V），通气性良好，通气空隙在27---29%间。泥炭是 一种宝贵的自然资源，由于它独特的质轻，持水、透气和富含有机质、具有 其他材料不可替代的作用和适中的价格近年来在我国及世界园艺上和生产绿 色有机复合肥中广泛应用。
褐煤
• 褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。一种介于泥炭与沥青煤 之间的棕黑色、无光泽的低级煤。化学反应性强，在空气中容易风化，不 易储存和远运。
• 由于它富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。剖面上可以清楚地看出原 来木质的痕迹(由裸子植物形成）。含有可溶于碱液内的腐殖酸。含碳量60 ％～77％，密度约为1.1-1.2，挥发成分大于40％。无胶质层厚度。热值约 为23.0-27.2兆焦/公斤（5500-6500千卡/公斤）。多呈褐色或褐黑色，相对 密度1.2～1.45。
煤在运输和—使—用合过理程处中理的并煤重灰复利用各种产物 ——湿化
一季度我国煤矿事故死亡1113人同比上 升两成
• 统计显示，今年一季度，全国煤矿发生死亡事故５０３起，死 亡１１１３人，同比分别下降７.４％和上升２０.８％。
• 中国煤矿百万吨死亡率是美国的100倍、南非的30倍
• 2003年世界煤炭产量约50亿吨，煤矿事故死亡总数约 8000人。当年国内煤炭产量约占全球的35%，事故死 亡人数则占近80%。2003年国内煤矿平均每人每年产 煤321吨，效率仅为美国的2.2%、南非的8.1%，而百 万吨死亡率是美国的100倍、南非的30倍。
•
泥煤
• 又称草炭，泥煤，它是古代沼泽环境特有的产物，在多水中缺少空气的条件 下，死亡后的松软的有机堆积层，东北泥炭属高寒地区，这种泥炭的氮和灰 分元素含量较低；略显酸性或强酸性，PH值为5.0---5.9；EC值小于1，持水 量很高。一般有52%（V），通气性良好，通气空隙在27---29%间。泥炭是 一种宝贵的自然资源，由于它独特的质轻，持水、透气和富含有机质、具有 其他材料不可替代的作用和适中的价格近年来在我国及世界园艺上和生产绿 色有机复合肥中广泛应用。
褐煤
• 褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。一种介于泥炭与沥青煤 之间的棕黑色、无光泽的低级煤。化学反应性强，在空气中容易风化，不 易储存和远运。
• 由于它富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。剖面上可以清楚地看出原 来木质的痕迹(由裸子植物形成）。含有可溶于碱液内的腐殖酸。含碳量60 ％～77％，密度约为1.1-1.2，挥发成分大于40％。无胶质层厚度。热值约 为23.0-27.2兆焦/公斤（5500-6500千卡/公斤）。多呈褐色或褐黑色，相对 密度1.2～1.45。
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16
植 物 演 化 与 成 煤 关 系
17
煤的形成
1.3 成煤原始物质－主要有机组分
碳水化合物（carbohydrate）： 是植物细胞壁的主要成分，包括纤维素、半纤维素和果胶
质等。
纤维素（cellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖,化学
分子式（C6H10O5）n。在溶液中呈胶体，易水解；植物死亡 后，在氧化条件下容易受喜氧性细菌、霉菌等微生物的作用而
14
1.3 成海西和印支运动，陆地面积增 3.7~0.55 大，地形分化，气候改变，适应干旱气候的被子植物
亿年
繁盛。中生代聚煤期-第二个重要聚煤史。
被子植物： k3~今。被子植物占优势。新生代聚煤期-第三
0.9亿年 ~今
个重要聚煤史。
15
1.3 成煤原始物质－植物、煤演化关系
11
煤的形成
1.3 成煤原始物质－概述
苔藓苔藓类植物 裸子植物
蕨类植物
被 子 植 物
12
1.3 成煤原始物质－植物的演化史
从地史上与成煤作用的关系，植物的演化大体上可以分为： 菌藻类时期：元古代~D1，广阔、稳定的浅海环境提供了藻 24~4.0 类大量繁殖的良好条件，因此形成了具有工业价值的 亿年 煤．这是地史上最早的聚煤时期。本时期所形成的煤，
植物细胞结 构（切片）
1—据田宝霖 2—据丁丕训 2
6
煤的形成
1.2 煤及其成因类型
煤是由植物遗体经过复杂的生物化学、地球化学、物理化学 作用转变而成的一种固体可燃有机岩，是由多种高分子化合物和 矿物质所组成的复杂混合物，是一种极其重要的沉积矿产，它不 仅是国民经济发展重要的能源，也是冶金和化工的重要原料。
植物的演化对煤的形成和聚积有很重要的影响: 首先，煤的形成和大量聚积始于植物出现之后。只有
植物大量的繁殖和发展，才会有聚煤作用的发生。 其次，由于植物从水生到陆生、从低级向高级的发展
和演化，聚煤作用在地质历史发展过程中也在发生变化，成 煤环境从浅海到滨海直至扩大到内陆，聚煤作用不断增强。
第三，新的聚煤时期的出现，都是以新门类植物群的 出现为前提。
尚不能用一个结构式来表示，但是已知它是一个具有缩合芳 香环，并带有侧链，具有甲氧基、酚羟基、醇羟基、醛基等 多种官能团的物质。在碱性介质中容易氧化成类似腐植酸的 多环芳香羧酸。所以木质素是植物转变成煤的原始物质中很 重要的有机组分。
19
煤的形成
1.3 成煤原始物质－主要有机组分
蛋白质（protein）： 细胞中的原生质（bioplasm）主要由蛋白质组成。 蛋白质是由若干个氨基酸按一定键结合而成的结构复杂的
蕨类、种子蕨类时期： D3~ P1。是高等植物发育、发展和 3.7 ~2.7 演化的最重要时期，以石松类、节蕨类、真蕨类、古羊
亿年
齿类、种子蕨及科达类为主。该时期全球气候温暖、潮 湿，适于植物生长。典型的植物是高大的乔木，高度可 达30m以上，半陆生转变为陆生的重要时期。早古生代 聚煤期-第一个重要聚煤史。
高等植物
沼泽环境
腐植煤
低等植物
湖泊环境
腐泥煤
高等植物 低等植物
沼泽、湖泊环境
混合煤
7
高等植物遗体经残植化作用，孢子、 花粉、角质层、树脂、树皮等稳定组 分富集，经成煤作用转变成的煤
煤的成因分类及其依据
8
煤的形成
1.3 成煤原始物质－概述
成煤的原始物质是植物遗体或残体。 植物可以分为低等植物和高等植物两大类
煤是由岩石变化而来的； 煤是由植物变化来的。 19世纪以后，显微镜发现煤中还保留有一
结构镜质体，胞腔充填角质 镜质体，透射光80×，辽宁
阜新J3－K1
些植物的原来组成部分，揭开了成煤原始
物质之谜，证实了煤是由植物变成的。
如将年轻煤制成薄片，显微镜下可看
到植物的原有构造(如细胞结构)甚至年轮。
煤地质学
授课教师：张小东
河南理工大学能源学院
1
1. 煤的形成
2
煤的形成
1 煤的形成
1.人类对煤形成的认识
内
容
2.煤及其成因类型
提
要
3.成煤原始物质
4.成煤作用
3
煤的形成
1.1 人类对煤形成的认识
在十九世纪以前，人们还不能正确地解释煤的形成过程：
煤和地球上的其它岩石一样，一有地球，就存在了；
分解成CO2、CH4和水。
半纤维素（hemicellulose）和果胶（Pectin ）常混合出
现或集中于植物果实中，化学组成和性质与纤维素相近，但比
纤维素更易水解为糖类和酸。
18
煤的形成
1.3 成煤原始物质－主要有机组分
木质素（lignin）： 植物细胞壁的主要成分。它在植物中主要起着增强植物
组织机械强度的作用。 木质素是具有芳香结构的化合物。它的结构复杂，至今
在煤矿井下有时还可以看到煤层顶板上
有树皮碎片、根、茎、叶等化石，在有些
褐煤矿井中甚至可以看到折裂的树干变成的煤。所以，成煤的原始物 质是植物是为无数事实所证明了的，并且已为人们所公认的结论。 4
鳞木
12 3
1—鳞木类细根 2—栉羊齿羽片
上的原位聚 合孢子囊 3—植物结构
纵切片 太原西山7号煤层
5
1
蓝藻门
绿藻门
菌类植物
轮藻门
藻类没有真正的根、茎、10 叶
煤的形成
1.3 成煤原始物质－概述
高等植物—苔藓植物、蕨类植物、种子植物 1）它们的结构复杂，根、茎、叶等器官分明； 2）组成植物的基本结构单元是细胞。细胞由细胞壁 和原生质组成。 3）细胞壁的主要组分是：纤维素、半纤维素、木质 素。 4）原生质是细胞的内含物，它是由蛋白质、脂肪和 果胶质等一些碳水化合物组成的。
低等植物—主要是菌类和藻类
1）由单细胞或多细胞构成，以蛋白质为其主要组成成分； 2）基本呈丝状体和叶状体； 3）构造简单，不具备各种植物器官的分化； 4）多生活于水体中而呈浮游状态，故称也为浮游生物。 5）在地史早期(元古代到早泥盆世)，它们构成了当时植物
界的主体
9
煤的形成
1.3 成煤原始物质－概述
一般属于高灰分的腐泥无烟煤类。南方寒武纪地层。 裸蕨类时期（早期维管植物时期）：S3~ D1 /D2。目前所知的 4.2~3.7 最早陆生植物，主要是裸蕨类植物，还包括原始的石松
亿年
类、节蕨类植物。植物仍没有根。植物由水生到陆生的
13
阶段，是聚煤史和植物演化史的大事。
1.3 成煤原始物质－植物的演化史
植 物 演 化 与 成 煤 关 系
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煤的形成
1.3 成煤原始物质－主要有机组分
碳水化合物（carbohydrate）： 是植物细胞壁的主要成分，包括纤维素、半纤维素和果胶
质等。
纤维素（cellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖,化学
分子式（C6H10O5）n。在溶液中呈胶体，易水解；植物死亡 后，在氧化条件下容易受喜氧性细菌、霉菌等微生物的作用而
14
1.3 成海西和印支运动，陆地面积增 3.7~0.55 大，地形分化，气候改变，适应干旱气候的被子植物
亿年
繁盛。中生代聚煤期-第二个重要聚煤史。
被子植物： k3~今。被子植物占优势。新生代聚煤期-第三
0.9亿年 ~今
个重要聚煤史。
15
1.3 成煤原始物质－植物、煤演化关系
11
煤的形成
1.3 成煤原始物质－概述
苔藓苔藓类植物 裸子植物
蕨类植物
被 子 植 物
12
1.3 成煤原始物质－植物的演化史
从地史上与成煤作用的关系，植物的演化大体上可以分为： 菌藻类时期：元古代~D1，广阔、稳定的浅海环境提供了藻 24~4.0 类大量繁殖的良好条件，因此形成了具有工业价值的 亿年 煤．这是地史上最早的聚煤时期。本时期所形成的煤，
植物细胞结 构（切片）
1—据田宝霖 2—据丁丕训 2
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煤的形成
1.2 煤及其成因类型
煤是由植物遗体经过复杂的生物化学、地球化学、物理化学 作用转变而成的一种固体可燃有机岩，是由多种高分子化合物和 矿物质所组成的复杂混合物，是一种极其重要的沉积矿产，它不 仅是国民经济发展重要的能源，也是冶金和化工的重要原料。
植物的演化对煤的形成和聚积有很重要的影响: 首先，煤的形成和大量聚积始于植物出现之后。只有
植物大量的繁殖和发展，才会有聚煤作用的发生。 其次，由于植物从水生到陆生、从低级向高级的发展
和演化，聚煤作用在地质历史发展过程中也在发生变化，成 煤环境从浅海到滨海直至扩大到内陆，聚煤作用不断增强。
第三，新的聚煤时期的出现，都是以新门类植物群的 出现为前提。
尚不能用一个结构式来表示，但是已知它是一个具有缩合芳 香环，并带有侧链，具有甲氧基、酚羟基、醇羟基、醛基等 多种官能团的物质。在碱性介质中容易氧化成类似腐植酸的 多环芳香羧酸。所以木质素是植物转变成煤的原始物质中很 重要的有机组分。
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煤的形成
1.3 成煤原始物质－主要有机组分
蛋白质（protein）： 细胞中的原生质（bioplasm）主要由蛋白质组成。 蛋白质是由若干个氨基酸按一定键结合而成的结构复杂的
蕨类、种子蕨类时期： D3~ P1。是高等植物发育、发展和 3.7 ~2.7 演化的最重要时期，以石松类、节蕨类、真蕨类、古羊
亿年
齿类、种子蕨及科达类为主。该时期全球气候温暖、潮 湿，适于植物生长。典型的植物是高大的乔木，高度可 达30m以上，半陆生转变为陆生的重要时期。早古生代 聚煤期-第一个重要聚煤史。
高等植物
沼泽环境
腐植煤
低等植物
湖泊环境
腐泥煤
高等植物 低等植物
沼泽、湖泊环境
混合煤
7
高等植物遗体经残植化作用，孢子、 花粉、角质层、树脂、树皮等稳定组 分富集，经成煤作用转变成的煤
煤的成因分类及其依据
8
煤的形成
1.3 成煤原始物质－概述
成煤的原始物质是植物遗体或残体。 植物可以分为低等植物和高等植物两大类
煤是由岩石变化而来的； 煤是由植物变化来的。 19世纪以后，显微镜发现煤中还保留有一
结构镜质体，胞腔充填角质 镜质体，透射光80×，辽宁
阜新J3－K1
些植物的原来组成部分，揭开了成煤原始
物质之谜，证实了煤是由植物变成的。
如将年轻煤制成薄片，显微镜下可看
到植物的原有构造(如细胞结构)甚至年轮。
煤地质学
授课教师：张小东
河南理工大学能源学院
1
1. 煤的形成
2
煤的形成
1 煤的形成
1.人类对煤形成的认识
内
容
2.煤及其成因类型
提
要
3.成煤原始物质
4.成煤作用
3
煤的形成
1.1 人类对煤形成的认识
在十九世纪以前，人们还不能正确地解释煤的形成过程：
煤和地球上的其它岩石一样，一有地球，就存在了；
分解成CO2、CH4和水。
半纤维素（hemicellulose）和果胶（Pectin ）常混合出
现或集中于植物果实中，化学组成和性质与纤维素相近，但比
纤维素更易水解为糖类和酸。
18
煤的形成
1.3 成煤原始物质－主要有机组分
木质素（lignin）： 植物细胞壁的主要成分。它在植物中主要起着增强植物
组织机械强度的作用。 木质素是具有芳香结构的化合物。它的结构复杂，至今
在煤矿井下有时还可以看到煤层顶板上
有树皮碎片、根、茎、叶等化石，在有些
褐煤矿井中甚至可以看到折裂的树干变成的煤。所以，成煤的原始物 质是植物是为无数事实所证明了的，并且已为人们所公认的结论。 4
鳞木
12 3
1—鳞木类细根 2—栉羊齿羽片
上的原位聚 合孢子囊 3—植物结构
纵切片 太原西山7号煤层
5
1
蓝藻门
绿藻门
菌类植物
轮藻门
藻类没有真正的根、茎、10 叶
煤的形成
1.3 成煤原始物质－概述
高等植物—苔藓植物、蕨类植物、种子植物 1）它们的结构复杂，根、茎、叶等器官分明； 2）组成植物的基本结构单元是细胞。细胞由细胞壁 和原生质组成。 3）细胞壁的主要组分是：纤维素、半纤维素、木质 素。 4）原生质是细胞的内含物，它是由蛋白质、脂肪和 果胶质等一些碳水化合物组成的。
低等植物—主要是菌类和藻类
1）由单细胞或多细胞构成，以蛋白质为其主要组成成分； 2）基本呈丝状体和叶状体； 3）构造简单，不具备各种植物器官的分化； 4）多生活于水体中而呈浮游状态，故称也为浮游生物。 5）在地史早期(元古代到早泥盆世)，它们构成了当时植物
界的主体
9
煤的形成
1.3 成煤原始物质－概述
一般属于高灰分的腐泥无烟煤类。南方寒武纪地层。 裸蕨类时期（早期维管植物时期）：S3~ D1 /D2。目前所知的 4.2~3.7 最早陆生植物，主要是裸蕨类植物，还包括原始的石松
亿年
类、节蕨类植物。植物仍没有根。植物由水生到陆生的
13
阶段，是聚煤史和植物演化史的大事。
1.3 成煤原始物质－植物的演化史