第二章 煤的岩相组成及其性质
煤化学
煤化学科技名词定义中文名称：煤化学英文名称：coal chemistry定义：研究煤的成因、组成、结构、性质、分类和反应及其相互关系，并阐明煤作为燃料和原料利用中的有关化学问题的学科。
所属学科：煤炭科技（一级学科）；煤炭科技总论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布《煤化学》煤化学（coal chemistry），研究煤的成因、组成、性质、结构、分类和反应，以及它们之间关系的一门学科，它同时阐明煤作为燃料和原料利用中的一些化学问题，是煤化工的理论基础。
目录编辑本编辑本段内容简介本书是教育部高职高专规划教材，是按照教育部对高职高专教育人才培养的指导思想，在广泛吸取近几年高职高专教育成功经验的基础上编写的。
本书系统地叙述了煤的特征和生成、工业分析、元素分析、煤的有机质的结构、工艺性质、煤炭分类及煤质评价、煤的综合利用等内容，并增加了煤质化验和实训部分，突出应用能力和综合素质的培养，重在培养学生的实际操作能力反映高职高专特色。
为了便于读者自学，在文字上尽量做到通俗易懂，并且在每章后附有复习思考题。
本书可作为高职煤化工、煤炭综合利用专业的教学、成人教育、职业培训教材，也可供从事能源、燃气、煤化工、煤炭综合利用等有关生产技术人员参考。
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编辑本段图书目录绪论第一章煤的外表特征和生成第二章煤的一般性质第一节煤的宏观特征和微观特征一、煤岩学的概念二、煤的宏观特征三、煤的微观特征四、煤岩学的应用第二节煤的物理性质一、煤的颜色和光泽二、煤的断口和裂隙三、煤的密度四、煤的机械性质五、煤的热性质六、煤的电性质与磁性质七、煤的光学性质第三节煤的固态胶体性质一、煤的润湿性及润湿热二、煤的表面积三、孔隙度和孔径分布……扩展阅读：∙1《煤化学》/zhuoyuewangtushu/13297∙2M.A.Elliott ed.， Chemistry of Coal Utilization.2nd Sup. Vol.， John Wiley & Sons，New York，1981.∙3汪寅人吴奇虎陈鹏∙4/html/chunmixiangguanxingye/huagongmingcijieshi/ran/2009/0114/ 268_2.html∙5新型煤化工的发展：/2005report/2005086mhg.htm。
2煤的物质组成
光泽暗淡，主要为暗煤，镜煤和亮煤含量小于20%，有时
有少量丝炭和矿物质。通常成块状、致密、坚硬、韧性大、 密度大，内生裂隙不发育。镜质组含量一般低于40%，惰质 组含量可达50%以上。矿物质含量相对最高。
2.1 煤的岩石组成－褐煤的岩石类型
根据煤化程度，褐煤可以分为软、暗、亮褐煤三个煤级。
其中后两者统称为硬褐煤。因亮褐煤的宏观特征与烟煤近似，
2.1 煤的岩石组成－宏观煤岩组成（烟煤）
镜煤vitrain：光亮、均一、常具有内生裂隙的宏观煤岩成分。
识别标志：煤中颜色最黑，光泽最亮，成分均一，性脆，贝壳状断 口，轮廓清晰，垂直于条带的内生裂隙发育
分布特征：一般以条带状、透镜状出现，厚度几mm至1~2cm
性质：V、H含量高，粘结性强，矿物质含量少
2.1 煤的岩石组成－有机显微组分(硬煤)
镜质组：也称为凝胶化组分，是腐植煤中最主要的显微组分
(50-80%)。由植物中茎、根、叶及薄壁组织细胞壁的木质纤
维组织经过凝胶化作用形成。（无）烟煤中的镜质组的前身 是泥炭和褐煤中的腐植质，是经历腐植化、凝胶化作用而形
成的。
可分为结构镜质体、无结构镜质体（均质镜质体、基质 镜质体、团块镜质体以及胶质镜质体）、镜屑体。 Δ 腐植化作用：在有氧条件下，植物细胞壁的木质纤维素首先 受到腐木菌等真菌的侵蚀，后受到喜氧细菌的作用，形成黄
2. 煤的物质组成
2. 煤的物质组成
内 容 提 要
1.煤的岩石组成
2.煤的化学组成
2.1 煤的岩石组成-宏观、微观特征
煤是由古代植物死亡后的残骸经过复杂的生物化学、物理
化学和地球化学作用转变而成的固体可燃有机矿产。 从岩石学观点看，煤属于沉积岩，是一种固体可燃有机岩。
煤岩组分的性质及变化
煤岩组分性质差异
样品 原料煤 镜质组 惰质组 Mad % 7.43 6.40 6.88 Ad % 4.43 2.37 3.54 Vdaf % 36.43 39.60 25.30 FCdaf % 63.57 60.40 74.70
样品 原料煤 镜质组 惰质组
Cdaf % 79.77 77.83 82.63
Hdaf % 4.67 5.03 3.77
Odaf % 14.37 15.94 12.62
Ndaf % 0.99 1.01 0.80
Sdaf % 0.20 0.19 0.18
煤岩组分工艺性质
• 粘结性：镜质组 壳质组 惰质组 粘结性：镜质组>壳质组 壳质组>惰质组 • 气化反应性：镜质组 惰质组 气化反应性：镜质组>惰质组 • 活性/惰性：惰质组由于先期脱去小分子 活性 惰性： 惰性 物质而变成比较惰性的
煤化过程显微脆度的变化
• 焦煤中镜质组 显微脆度最大
煤化过程中显微组分密度变化
• 随煤化程度增高， 随煤化程度增高， 各种显微组分密 度差异逐渐趋于 一致 • 在碳含量为 ％ 在碳含量为87％ 时，镜质组密度 有一极小值
煤化过程中显微组分反射率变化趋势
• 镜质组：变化均匀且 镜质组： 灵敏 • 惰质组：低煤级阶段 惰质组： 增长较快，煤化后期 增长较快， 增长较慢 • 壳质组：低煤阶阶段 壳质组： 增长缓慢， 增长缓慢，中煤化烟 煤阶段迅速增长， 煤阶段迅速增长，焦 煤阶段与镜质组一致
煤岩组分的物理性质（ 煤岩组分的物理性质（二）
• 密度：惰质组 镜质组 壳质组 密度：惰质组>镜质组 镜质组>壳质组 • 孔隙： 孔隙： 丝炭的总孔容比镜煤大3-4倍 丝炭的总孔容比镜煤大 倍； 丝炭孔隙以大孔为主， 丝炭孔隙以大孔为主，镜煤孔隙以微孔为主 • 反射率： 反射率： 显微组分反光强度与垂直入射光强度的比值 惰质组>镜质组 镜质组>壳质组 惰质组 镜质组 壳质组 • 导电性：镜煤电阻率高于丝炭，但煤的导电性 导电性：镜煤电阻率高于丝炭， 质主要取决于其它成因因素（煤级、矿物） 质主要取决于其它成因因素（煤级、矿物）
煤的岩相组成实验报告
煤的岩相组成实验报告
煤是一种由有机质变质形成的燃料，在能源开发和工业生产中具有重要的地位。
研究煤的岩相组成有助于了解煤的形成过程和特性。
本实验旨在通过显微镜观察和分析煤的岩相组成。
材料与方法：
1. 实验样品：煤矿现场采集的煤样。
2. 实验仪器：显微镜、显微摄像机。
3. 实验步骤：
a. 将实验样品放置在显微镜平台上，调节显微镜的放大倍数和焦距，以获得清晰的显微图像。
b. 使用显微摄像机拍摄样品的显微图像，并保存为数字化文件。
结果与讨论：
通过显微镜观察，我们可以看到煤的岩相组成包括化石组分、纤维组分和胶质组分。
化石组分是指在煤中存在的有机化石，如蕨类植物、木材碎片等。
这些有机化石在煤形成过程中保留了原有的形态特征，可以通过显微镜观察到其细微的结构。
纤维组分主要由细菌纤维和纤维素纤维组成。
细菌纤维是由细菌聚集形成的细丝状结构，具有高度的空隙度和孔隙度，对煤的孔隙结构和吸附性能起到重要作用。
纤维素纤维是由纤维素分子聚合形成的纤维结构，具有较高的力学强度和热稳定性。
胶质组分是煤中最主要的组分，由富含碳的有机质聚合形成。
胶质组分具有胶状或胶态结构，能够保留较多的气体和液体，对煤的吸附性能和物理特性具有重要影响。
综上所述，煤的岩相组成是一个复杂的体系，包括化石组分、纤维组分和胶质组分。
这些组分的结构和特性对煤的性质和应用有着重要的影响。
通过显微镜观察和分析煤的岩相组成，可以更深入地了解煤的形成过程和结构特征，为煤的开发利用提供科学依据。
宏观煤岩组成和煤的物理性质
第一节宏观煤岩组成和煤的物理性质一、腐植煤的宏观煤岩成分和宏观煤岩类型（一）宏观煤岩成分宏观煤岩成分是用肉眼可以区分的煤的基本组成单位，包括：镜煤、亮煤、暗媒和丝炭。
其中镜煤和丝炭是简单的煤岩成分，亮煤和暗煤是复杂的煤岩成分。
1．丝炭外观象木炭，颜色灰黑，具有明显的纤维状结构和丝绢光泽。
丝炭疏松多孔，性脆易碎，能染指。
丝炭的空腔常被矿物质所充填。
矿化丝炭坚硬致密，比重大。
在煤层中，一般丝炭的数量不多，常呈扁平透镜体沿煤的层面分布，大多厚1～2毫米至几毫米，有时也能形成不连续的薄层。
显微镜下观察，丝炭是具有明显的植物细胞结构的丝炭化组织(图版Ⅱ一3，Ⅱ-4)，有时还能看到年轮结构，组成单一，是一种简单的煤岩成分。
丝炭含氢量低，含碳量高，没有粘结性；由于孔隙度大，吸氧性强，丝炭容易发生氧化和自燃。
2．镜煤镜煤呈黑色，光泽强，质均匀而脆，具有贝壳状断口。
内生裂隙特别发育，内生裂隙面常呈眼球状，有时充填有方解石、黄铁矿等薄膜。
镜煤容易破碎成棱角状小块。
在煤层中镜煤常呈透镜状或条带状，大多厚几毫米到1～2厘米，有时呈线理状夹在亮煤或暗煤中。
显微镜下观察，镜煤的轮廓清楚，质地纯净，主要是由木质纤维组织经过凝胶化作用变成的，它也是一种简单的煤岩成分（图版Ⅱ一1）。
在四种煤岩成分中，镜煤的挥发分和含氢量高，粘结性强。
3．亮煤亮煤是最常见的煤岩成分。
不少煤层以亮煤为主组成较厚的分层，甚至整个煤层。
亮煤的光泽仅次子镜煤，性较脆，内生裂隙发育，比重较小，有时也有贝壳状断口。
亮煤的均一程度不如镜煤，表面隐约可见微细纹理，亮度和内生裂隙发育程度逊于镜煤。
显微镜下观察，亮煤的组成比较复杂，它以凝胶化组分为主。
亮煤中还含有不同数量的丝炭化组分及稳定组分。
4．暗煤暗煤的特点是光泽暗淡，一般呈灰黑色，致密，比重大，内生裂隙不发育，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。
显微镜下观察，暗煤的组成相当复杂，一般凝胶化组分比较少，矿物质含量较高。
煤化学 第二章
1.3 纯煤真密度的概念：在研究煤质时，为了排除煤 中矿物质的影响，有时用到纯煤真密度的概念。它是
指煤的有机质的真密度，用(TRD)da表示。
可从TRD和煤的灰分等进行计算。
1.4 影响煤真密度的因素
影响煤真密度的因素有成因类型、煤岩组成、矿物 质、煤化程度等。 成因类型的影响：
腐植煤的真密度一般不低于1.25g/cm3，而腐泥煤 仅为1.00g/cm3左右。 煤岩组成的影响： 惰质组的密度最大，镜质组次之，壳质组最低，随 煤化程度的提高这种差别减小，到无烟煤阶段趋于一致。
光泽、硬度、断口等特征，识别煤岩类型、判断煤的性质。
微观方法－用显微镜研究煤的显微组成的方法。
二、 煤的宏观特征 1.宏观煤岩成分 用肉眼或放大镜可以区分的煤的基本组成单位，包括镜煤、 亮煤、暗煤和丝炭。 （1）镜煤：煤中颜色最黑、光泽最亮的宏观煤岩成分。
（2）亮煤：光泽仅次于镜煤、具有微细层理、最常见的宏观 煤岩成分。
小，然后又急剧增大。因为年轻煤的极性含氧官能团多，
极性大，所以较大；随煤化程度的加深，含氧官能团减
少，介电常数也减少；而年老煤的增大是因为其导电性
增大之故。水分对介电常数影响很大。
五、煤的光学性质 煤的 透 光率 ： 是指 煤 样在 100℃ 的稀硝酸溶液中处理 90min，所得有色溶液对一定波长（475nm）的光的透过 率。有色溶液透光率的测定有分光光度计法和目视比色法 两种。分光光度计法因其重现性差，一般用得不多，我国 国家标准采用目视比色法测定有色溶液的透光率，用PM表 示。
煤化程度的影响
（二）煤的热重分析 在分解温度（350～400℃）以下，失 重量很小 <120℃，主要是脱水 ～200℃，完成脱气 CH4 CO2 N2 >200℃，脱羧基 >300℃，开始热解 ～450℃，焦油量最大 450～550℃，析气量最大 >550℃，缩聚反应为主 >1500℃，石墨化阶段，生产炭素制品
煤的岩石学组成及煤岩学研究方法
煤的岩石学组成及煤岩学研究方法煤，这个在我们生活中常见又常被忽视的“黑金”，其实可有不少故事可讲。
说它是岩石吗？好像不完全是。
说它是矿物吧，也不完全对。
毕竟它的形成可不简单，背后可是有着漫长的地质历史。
咱们从煤的岩石学组成说起，话说它并不是单一的东西，而是各种有机物、无机物和水分的混合体。
你别看它黑乎乎的，里面的成分可复杂了。
一方面，它是由古代植物遗骸经过亿万年埋藏、加压、加热，最后变成了我们今天能烧的煤。
另一方面，它的“内涵”还包括了矿物成分，这些矿物常常是粘土、石英、碳酸盐等无机物。
哎，说到这里，你能想象到一个黑乎乎、黏糊糊、还带着些许金属味的煤块吧。
反正，不管怎么看，它都不至于让人有多舒服的感觉，但它的组成呢，倒是让人忍不住想多了解一番。
说到煤的岩石学组成，那可就得提煤的四大成分——有机质、矿物质、水分和气体了。
有机质是煤的“主干”，也就是煤的“核心”，它大部分是由植物遗骸组成的。
虽然这些植物早已被时间吞噬，但它们的影子却依然留在煤里面。
这些植物在漫长的地质过程里，随着温度和压力的变化，逐渐转变成了煤的不同类型。
咱们常听到的无烟煤、烟煤、褐煤，它们的区别就在于有机质的成熟度和煤的成分。
煤越老，含碳量越高，热值也就越大。
至于矿物质呢，简单来说，就是煤里那些杂七杂八的“杂质”。
有些煤矿的煤，打开一看，矿物成分就像炒菜放的调料一样，五花八门，什么石膏、石英、黏土都有。
水分和气体嘛，煤里可是含有不少水分的，水蒸气含量高的煤，点着了它那可是火力全开。
至于气体，煤一加热，它里面的甲烷、二氧化碳、氮气等可就冒出来了。
这个气体可不简单，拿它来发电，甚至是气化生产化肥，煤不仅能“燃”起来，还能“放气”供咱们用。
提到煤岩学的研究方法，哎呀，那真的是一门学问呢。
咱们先不说那些高深的实验技术，单单是把煤块从矿里挖出来，你得细细观察它的结构。
你想啊，煤长得虽然不显眼，但它的内部可有不少文章可做。
咱们从煤的外观看，得先搞清楚它是软的、硬的，还是中等的。
煤的物质组成和性质
宏观煤岩组分-------镜煤
• 镜煤：煤中颜色、光泽最亮的组分。质均 匀而脆，具有贝壳状断口。 • 镜煤在煤层中常成亮黑色，光滑玻璃状， 透镜状或条带状，大多厚为几mm到1-2cm，有时呈纹理状在亮煤和暗煤中。 • 在这四种煤岩组分中，镜煤的挥发分和含H 量高，粘结性强，适用于炼焦，低温干馏、 62/363
煤的岩石组分和煤岩类型 • 煤是一种沉积岩。以沉积岩的方式 对煤进行研究，仔细观察煤岩你会 发现腐殖煤成分其实并不均匀而是 很多不同颜色不同光泽的条带组成， 即四种组分。 • 组分：丝炭、镜煤、亮煤、暗煤
宏观煤岩组分------丝炭
• 丝炭：煤中外观像木炭，颜色灰黑，具有明显的 纤维状和暗淡丝绢光泽的组分。疏松多孔、硬度 小、易碎而染手，不具有粘结性。 • 丝炭含量高的煤层常灰分较高，且多为自然到容 易自然的煤层。 • 煤层中，丝炭含量不多，常程扁平透镜体状沿煤 层分布，厚度为1--2mm，有时也形成不连续的薄 层。 • 丝炭一般不液化。
• 以亮煤为主（50%） • 光泽次强，裂隙教发育，条带状明 显是最常见的一种类型。
3、半暗型煤
• 由暗煤、亮煤组成。但以暗煤为主 （50%）。 • 光泽较暗，裂隙较少，硬度和韧性 较大，常呈线粒状或粒状结构，也 是常见的一种类型。
4、暗淡型煤
• 以暗煤为主。 • 光泽暗淡，层理不明显，常呈致密 块状，裂隙不发育，煤质坚硬。 • 暗淡煤含矿物质较多，因而煤质较 差。
小
结
• 1、宏观煤岩组分有哪几种？ • 2、宏观煤岩类型分为哪几类？
宏观煤岩类型
•
• • • •
在实际工作中通常根据煤的平均光 泽强度，宏观煤岩组分的数量比例和 组合情况，划分出四种宏观煤岩类型。 1、光亮型煤 2、半光亮型煤 3、半暗型煤 4、暗淡型煤
煤的岩相组成ppt课件
;.
22
Coal Chemistry
惰质组，丝质体－微丝煤 山西朔县杨涧 山西组4煤层 透射光55 ×
;. Coal Chemistry
惰质组－丝质体，“星状”结构 贵州盘县龙潭组C12煤层 油浸反射光 270 × ;. Coal Chemistry
壳质组－孢子体 孢子囊 徐州张小楼 山西组7煤层 反射荧光 蓝光激发 135 ×
;. Coal Chemistry
1.3 亮煤 颜色深黑，光泽较强，仅次于镜煤，性较脆，内生裂隙发育。亮煤的均一程度不 如镜煤，表面隐约可见微细纹理，内生裂隙发育程度不及镜煤。在显微镜下观察， 亮煤组成比较复杂，它以镜质组为主，并含有不同数量的惰质组、壳质组和矿物 质。亮煤是最常见的宏观煤岩成分，不少煤层是以亮煤为主组成的，有的整个煤 层都是亮煤组成的。 性质：亮煤的性质接近镜煤，但由于惰质组和矿物质的存在，质量比镜煤差。
2、煤岩学研究方法 宏观方法－用肉眼或放大镜观察煤，根据其颜色、条痕色、光泽、硬度、断口等特征，识别
煤岩类型、判断煤的性质。 微观方法－用显微镜研究煤 。
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3
Coal Chemistry
微观方法－用显微镜研究煤
透射光下：薄片 2×2 cm，厚 0.02 mm。 根据颜色、形态和结构识别显微煤岩组分、判 断煤的性质；
在显微镜下观察煤的薄片,可以确定成煤植物的种类， 根据煤中保存的植物遗体(表皮, 孢子,花粉)，确定成煤植物的种属。 （2）煤的可选性研究 煤中矿物质的种类、粒度、数量及其分布特征对煤的可选性影响极大。通过研究显微组 分(包括无机显微组分)的组成与其可选性关系的研究，可以预测煤的可选性，选择合理 的破碎粒度、选煤工艺和流程。 （3）评价煤质、指导煤炭加工利用 在煤质评价和指导煤炭加工利用时，经常出现一些仅用化学分析的方法所不能解释的 现象，而需应用煤岩学的方法才能解决。
煤岩组分的性质及变化
煤岩组分的物理性质（二）
• 密度：惰质组>镜质组>壳质组 • 孔隙： 丝炭的总孔容比镜煤大3-4倍； 丝炭孔隙以大孔为主，镜煤孔隙以微孔为主 • 反射率： 显微组分反光强度与垂直入射光强度的比值 惰质组>镜质组>壳质组 • 导电性：镜煤电阻率高于丝炭，但煤的导电性 质主要取决于其它成因因素（煤级、矿物）
谢
谢！
煤岩组分化学性质
• • • • • • 碳含量：惰质组>镜质组>壳质组 氢含量：壳质组>镜质组>惰质组 O/C：镜质组>惰质组 挥发分：壳质组>镜质组>惰质组 水分：镜煤>丝炭 矿物：暗煤和丝炭矿物含量较高
煤岩组分性质差异
样品 Mad % Ad % Vdaf % FCdaf %
原料煤
镜质组 惰质组
7.43
6.40 6.88
4.43
2.37 3.54
36.43
39.60 25.30
63.57
60.40 74.70
样品 原料煤
Cdaf % 79.77
Hdaf % 4.67
Odaf % 14.37
Ndaf % 0.99
Sdaf % 0.20
镜质组
惰质组
77.83
82.63
5.03
3.77
15.94
煤化过程中壳质组性质变化
• 亚烟煤阶段之前，由于对氧不敏感，壳质组前 身不受腐植化作用和凝胶化作用的影响 • 亚烟煤和烟煤分界线上（Romax=0.6%），壳质 组开始出现不规则变化 • 中挥发分烟煤阶段（ Romax=1.3% ），壳质组 中氢和挥发分急速逸出 • 高煤阶炼焦煤阶段（ Vdaf=22~18% ），壳质组 与镜质组光学性质趋于一致 • 无烟煤阶段，壳质组在形态上又可识别，但反 射率甚至会高于镜质组
chap4_煤的组成-岩石组成
பைடு நூலகம்
主要内容： 主要内容： （1）煤岩组成的研究方法 （2）有机显微组分及其成因
第一节 概述summarization
1、什么是煤岩学 Coal petrology / petrography？ petrography？ 用岩石学的观点和方法研究煤的组成和性质。 用岩石学的观点和方法研究煤的组成和性质。 2、煤岩学研究方法 （1）宏观方法macroscopical method－用肉眼naked eye 宏观方法macroscopical method－用肉眼naked 或放大镜观察煤，根据其颜色colour 条痕色striation 或放大镜观察煤，根据其颜色colour 、条痕色striation colour、光泽luster、裂隙fissure/crack和断口fracture等 colour、光泽luster、裂隙fissure/crack和断口fracture等， 识别煤岩宏观煤岩成分 煤岩宏观煤岩成分lithotype，判断煤的性质。 识别煤岩宏观煤岩成分lithotype，判断煤的性质。
三、烟煤的宏观煤岩类型 3、半暗煤 镜煤和亮煤的含量占25%-50%，由暗煤及亮煤组成， 镜煤和亮煤的含量占25%-50%，由暗煤及亮煤组成， 常以暗煤为主，有时也夹有镜煤和丝炭的线理、 常以暗煤为主，有时也夹有镜煤和丝炭的线理、细 条带和透镜体。半暗型煤的特点是光泽比较暗淡， 条带和透镜体。半暗型煤的特点是光泽比较暗淡， 硬度和韧性较大，比重较大，内生裂隙不发育， 硬度和韧性较大，比重较大，内生裂隙不发育，断 口参差不齐。显微镜下观察，镜质组含量为40%口参差不齐。显微镜下观察，镜质组含量为40%60%，有时即使镜质组含量大于60%， 60%，有时即使镜质组含量大于60%，但是由于矿 物质含量高， 物质含量高，而使煤的相对光泽强度减弱而成为半 暗煤。半暗煤的质量多数较差。 暗煤。半暗煤的质量多数较差。
第二章煤的岩相组成及其性质
第⼆章煤的岩相组成及其性质第⼆章煤的岩相组成及其性质煤是⼀种固体可燃矿物，从岩⽯学的⾓度来说，它是⼀种可燃性有机沉积岩。
因此，可以⽤研究岩⽯的⼿段来研究煤。
有关这个领域的学科就是煤研学。
在煤化学中作为⼀章来介绍，但不代表煤岩学不重要，在近年来，煤岩学在焦化领域和煤转化中应⽤越来越⼴泛。
效果很显著！！煤研学研究意义:1、阐明煤的成因；2、鉴定煤的成分；3、了解各成分变化对煤质的影响；4、更深刻了解煤的特性；5、指导煤的合理利⽤和⼯艺加⼯。
⽅法有两种：宏观研究：⽤⾁眼或放⼤镜（10X）直接观察研究煤，主要观察：颜⾊，光泽，端⼝，条痕，硬度等外观特征。
适于野外勘探、采煤。
微观研究：利⽤光学仪器来研究煤的岩相组分及其特征，通常采⽤显微镜。
煤研学研究认为：煤并⾮学⼀物质，⽽是由多种性质不同的煤岩组分组成的。
正是这些不同组分的不同组合，造成了煤在物理、化学和⼯艺性质上的千差万别。
那么，煤中究竟都有那些煤岩组分呢？第⼀节煤岩的宏观研究⼀、宏观煤岩成分1919年，M. Stopes(斯. 托普斯)⽤⾁眼观察煤。
⾸先将煤分成四种宏观煤岩拼分，即镜像、亮煤、暗煤和丝炭。
并描述了它们间的差异。
此划分和命名⼀直沿⽤⾄今。
其中，镜煤和丝炭是单⼀组分，⽽亮煤和暗煤是混合组分，各宏观煤岩成分的外部特征见下表。
⼆、宏观煤岩类型宏观煤岩成分是岩⽯分类的基本单位，但在评价煤层性质应⽤上有⼀定困难，镜、丝层薄且不规则，亮、暗层虽厚，但常互相交叉过渡，分层不很明确。
因此，在观察煤层时，若以宏观成分来评价，不便定量，也不便于了解全貌。
因此，按平均光泽强度和煤岩成分不同，将煤划分四种基本宏观煤岩类型。
光亮煤：煤层中总体光泽最强的类型，主要由镜、亮煤组成（⼆者之和⼤于75%），只含有少量的暗煤和丝炭，条带结构不明显，具有贝壳状断⼝，内⽣裂隙发育，脆度⼤，易破碎。
半光亮煤: 煤层中总体光泽较强的类型，主要由镜、亮煤组成（⼆者之和⼤于50-75%），其余为暗煤，也夹有丝炭，条带状结构明显，内⽣裂隙较发育，常带有棱⾓状或阶梯状断⼝。
煤化学-煤的组成-岩石组成
ห้องสมุดไป่ตู้
丝炭的成因：
在成煤过程中，丝炭是由成煤植物的木质纤维组织经 丝炭化作用而形成的。在显微镜下观察，丝炭是具 有明显的植物细胞结构的丝炭化组织－丝质体和半 丝质体。
第二节 宏观煤岩组成 Lithotype of coal
二、宏观煤岩成分 3、亮煤（Clarain） 亮煤的光泽仅次于镜煤，较脆，内生裂隙也较发育， 程度次于镜煤，比重较小，有时也有贝壳状断口。 亮煤是最常见的煤岩成分，不少煤层以亮煤为主组 成较厚的煤层，甚至整个煤层。亮煤的均匀程度不 如镜煤，表面隐约可见微细的纹理，是由镜煤、暗 煤（有时还有丝炭）等薄的分层交织组成的。
脱水作用dehydration和缓慢的氧化作用后，又转入 缺氧的环境，进一步经煤化作用后转化为惰质组分。
丝炭化作用也可以作用于已经受不同程度凝胶化作用 的组分上，但经丝炭化作用后的组分不能再发生凝胶化作 用成为凝胶化组分。
1.3.1 惰质组（ inertinite又称丝质组）的成因
（2）火焚作用burning：有的丝炭化组分是由于古代 沼泽森林火灾后，由烧焦的炭化组织转化而来的，称为 火焚丝质体。在显微镜下观察，该类丝炭化组分细胞结 构完整清晰，且由于没有经受凝胶化作用，细胞壁没有 发生吸水膨胀，因此，胞壁薄。煤中含量在10－20％，
镜煤的成因：
在成煤过程中，镜煤是由成煤植物的木质纤维 组织经凝胶化作用而形成的。显微镜下观察，镜煤 的轮廓清楚，质地纯净，显微组成比较单一，是一
种简单的宏观煤岩成分。
第二节 宏观煤岩组成 Lithotype of coal
二、宏观煤岩成分 2、丝炭(Fusain) 外观象木炭，颜色灰黑，性脆，具有明显的纤维状结 构和微弱的丝绢光泽的宏观煤岩成分。丝炭疏松多 孔，性脆易碎，能染指。在煤层中一般丝炭数量不 多，常呈扁平透镜体沿煤的层面分布，大多数厚度 l～2mm至几mm，有时也能形成不连续的薄层。不 同煤化程度煤中所含的丝炭，性质很少变化。
煤的岩相执行标准
煤的岩相执行标准煤是一种属于岩石家族的有机质沉积物，而根据其矿物成分、组成和结构等特性，可以将煤的性质进行分类，这就是煤的岩相。
而为了更好地研究煤的性质和应用，煤的岩相执行标准就显得十分重要了。
一、煤的性质及分类煤的性质主要由煤的组成成分、矿物成分、结构和纤维特性等多因素的相互作用而决定。
根据煤中的固定碳、挥发分和灰分含量的比例，煤可以分为无烟煤、烟煤、褐煤和泥炭等不同类型。
二、煤的岩相执行标准为了更好地标准化煤的分类，煤的岩相执行标准应运而生。
早在2001年，我国国家煤矿安全监管局就发布了《煤的岩相执行标准》（GB/T 5751-2001），这一标准界定了煤的岩相分类方法、采用的煤岩相名称及其特征、煤的岩相编号规律等，并明确定义了各个岩相的含义和特征。
三、煤的岩相分类方法1. 光学显微镜法光学显微镜法是一种简单、可靠的方法，它可以通过对煤结构和组分的观察和判断，来对煤的岩相进行分类。
2. X射线衍射法X射线衍射法可以通过煤中的矿物物相分析，来对煤的岩相进行分类。
3. 热重分析法热重分析法可以通过对煤样的热重曲线进行分析，来对煤的岩相进行分类。
四、煤的岩相编号规律煤的岩相编号规律遵循“10+1+1”的编号原则，其中10表示煤的不同种类，分别用数字1-9表示，1表示无烟煤，2表示烟煤，3表示褐煤，4表示煤沥青和沥青煤，5表示煤化石和化石煤，6表示泥炭和腐殖煤，7表示亚复合煤和复合煤，8表示石墨和石墨煤，9表示无定形煤和化学煤。
1+1代表煤的岩相的名称，由阿拉伯数字和拉丁字母组成，其中数字表示岩相高低次序，而字母则表示岩相在该序列中的位置。
例如，1A表示最高级别的无烟煤、1B表示第二级别的无烟煤，依此类推。
五、总结煤的岩相执行标准是研究煤的性质和分类的基础，它不仅可以为煤的开发和应用提供科学依据，也可以为保障煤炭生产安全和环境保护提供技术支持。
我们应该充分认识和重视煤的岩相执行标准的重要性，并不断完善和优化相关的技术和方法，不断提升煤炭产业的发展水平和竞争力。
煤中伴生元素和有害元素、煤的岩相组成
而国内新合成的二酞异经肪酸，利用 二酞异经厉酸(DHYA)的磺化煤油溶液，从 低酸度粉煤灰浸取液中提取锗。采用相比 13- 14，水相pH值为1.00一1.25，室温下 进行三级逆流萃取，使用NH4F溶液反萃取， 最后锗收率可达99%，产品纯度在99. 8%以 上. 锗属于稀有分散元素,煤中含量一般 不高,只要达到20g/t即可加工利用。锗主 要分布于煤层的顶、底板附近,薄煤层和透 镜体中锗的含量较高。
煤中伴生元素和有害元素、煤
的岩相组成
一、煤中伴生元素和有害元素
伴生元素指以有机或无机形态富集于煤 层及其围岩中的元素。有些元素在煤中富 集程度很高，可以形成工业性矿床，如富 锗煤、富铀煤、富钒石煤等，其价值远高 于煤本身。
根据煤中伴生元素的性质和用途，可分为有 益元素、有害元素。有益元素主要 有锗、镓、 铀、钒等，可被利用。有害元素 主要有硫 、 磷、氟、氯、砷、铍、铅、硼、镉、汞、硒、 铬等。煤中伴生元素，有各自的地球化学性质， 形成于不同的沉积环境中。因此，可根据元素 的相对含量、元素的共生组合关系及元素的比 值，来判断相和沉积环境。下面具体介绍几种 煤的伴生元素。
1、 腐植煤的煤岩类型
1.1 镜煤
镜煤呈黑色，光泽最强，质地均匀，性脆， 断口多呈贝壳状，内生裂隙特别发育。在煤层中 镜煤常呈透镜状或条带状，大多厚几毫米到1～ 2cm，有时呈线理状夹在亮煤或暗煤中。镜煤的 显微组成单一，主要是植物的木质纤维组织经凝 胶化作用形成的镜质组。
腐植煤的有机显微组分包括：镜质组、惰质组和壳 质组。在显微镜下的特征是：
镜质组：透射光下呈橙红色，透明或半透明，较均一， 不含或少含矿物质，见垂直裂纹。普通反射光下呈灰色， 油浸反射光下呈深灰色，无突起。 惰质组：透射光下呈黑色，不透明。反射光下突起高， 呈白色，油浸反射光时呈亮白色。 壳质组：透射光下透明到半透明，呈黄色或橙红色，轮 廓清晰，外形特殊。普通反射光下大多有突起，呈深灰 色，油浸反射光下－灰黑色或黑灰色。
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第二章煤的岩相组成及其性质煤是一种固体可燃矿物，从岩石学的角度来说，它是一种可燃性有机沉积岩。
因此，可以用研究岩石的手段来研究煤。
有关这个领域的学科就是煤研学。
在煤化学中作为一章来介绍，但不代表煤岩学不重要，在近年来，煤岩学在焦化领域和煤转化中应用越来越广泛。
效果很显著！！煤研学研究意义:1、阐明煤的成因；2、鉴定煤的成分；3、了解各成分变化对煤质的影响；4、更深刻了解煤的特性；5、指导煤的合理利用和工艺加工。
方法有两种：宏观研究：用肉眼或放大镜（10X）直接观察研究煤，主要观察：颜色，光泽，端口，条痕，硬度等外观特征。
适于野外勘探、采煤。
微观研究：利用光学仪器来研究煤的岩相组分及其特征，通常采用显微镜。
煤研学研究认为：煤并非学一物质，而是由多种性质不同的煤岩组分组成的。
正是这些不同组分的不同组合，造成了煤在物理、化学和工艺性质上的千差万别。
那么，煤中究竟都有那些煤岩组分呢？第一节煤岩的宏观研究一、宏观煤岩成分1919年，M. Stopes(斯. 托普斯)用肉眼观察煤。
首先将煤分成四种宏观煤岩拼分，即镜像、亮煤、暗煤和丝炭。
并描述了它们间的差异。
此划分和命名一直沿用至今。
其中，镜煤和丝炭是单一组分，而亮煤和暗煤是混合组分，各宏观煤岩成分的外部特征见下表。
二、宏观煤岩类型宏观煤岩成分是岩石分类的基本单位，但在评价煤层性质应用上有一定困难，镜、丝层薄且不规则，亮、暗层虽厚，但常互相交叉过渡，分层不很明确。
因此，在观察煤层时，若以宏观成分来评价，不便定量，也不便于了解全貌。
因此，按平均光泽强度和煤岩成分不同，将煤划分四种基本宏观煤岩类型。
光亮煤：煤层中总体光泽最强的类型，主要由镜、亮煤组成（二者之和大于75%），只含有少量的暗煤和丝炭，条带结构不明显，具有贝壳状断口，内生裂隙发育，脆度大，易破碎。
半光亮煤: 煤层中总体光泽较强的类型，主要由镜、亮煤组成（二者之和大于50-75%），其余为暗煤，也夹有丝炭，条带状结构明显，内生裂隙较发育，常带有棱角状或阶梯状断口。
是最常见的宏观煤岩类型。
半暗煤：煤层中总体光泽较弱的类型，镜、亮煤二者之和仅为50-75%，其余为暗煤，也夹有丝炭，硬度、韧度和密度都较大。
黯淡煤：煤层中总体光泽最弱的类型，镜、亮煤二者之和25%以下，其余多为暗煤，也夹有丝炭。
通常呈块状构造，层里不明显，硬度、韧度和密度都大。
第二节煤岩的显微研究煤岩的显微研究是指将煤制成煤片以后，在显微镜下观察研究。
一、煤片的种类1、薄片，20×20mm2 厚0.03mm用透明胶固定在玻璃板上，在透射光下观察，地质部门用得多。
2、光片：φ20、厚15-20，圆柱体或20×20方柱体，观察面精细磨光。
可用块煤，也可以用粉煤（用粘结剂）制作，在反射光下观察，制作较容易，目前用途最广。
3、光薄片：两面磨光，且薄，在反光、透光下均可，制做难，很少用。
二、煤岩的显微组分十分复杂，包括有机、无机两大类。
（一）有机纤维组分在显微镜下观察，可按颜色和形态不同，把煤中有机物分成三大显微组分，即镜质组，丝质组和壳质组（稳定组）。
1、镜质组（Vitrinite）（凝胶化组分）煤中主要显微组分主要来源，植物中的木、纤组织经凝胶化作用形成，我国多数煤田镜质组含量约为60%-80%。
颜色：透光下：透明，橙红→棕红（低中度），随V daf↑→增加颜色加深。
反光下：深灰→浅灰，随V daf↑→颜色逐渐变浅，无突起。
以下是镜质组结构镜质体2、丝质组（Inertinite ）(惰性组或惰质组) 也是煤中常见显微组分，另叫惰质组或惰性组 主要来源：植物木、纤组织经丝炭化作用形成。
颜色：透射光下，黑色，不透明反射光下，白 亮黄色（黄白色），有较高的突起。
随V daf变化不明显。
无结构镜质基质镜质组粗粒体丝质体菌类体3、壳质组（Exinite）(稳定组)来源：植物中的皮壳和分泌物，即生化稳定性高的脂类转来。
颜色：透光下，黄→橙黄，半透明，反光下，灰黑→黑灰，具有中高突起在同变质程度煤中其反射率最低。
树皮体（木栓体）：呈叠瓦状和鳞片状。
角质体：角质体存在于植物的叶，枝芽的最外层，呈宽度不等的条带状，外缘光滑，内缘有锯齿状。
孢子体：呈封闭的扁环形，内缘光滑树脂体：由树脂转来，呈圆或椭圆形。
巩膜体孢子体角质体主要显微组分镜下特征（郭松涛、虞继舜）类组组分显微结构及形态颜色分布状态透射光下反（油浸）正交偏光镜质类V结构镜质体Ⅰ细胞结构完好橙-橙红深灰-灰条带消光透镜体、碎片结构镜质体Ⅱ细胞膨胀剧烈橙红-红深灰色微弱网状消光条带、透镜状均质镜质体无细胞结构均一物质橙红深灰色微粒状、均匀消光宽窄不同的条带透镜状胶质镜质体均一致密凝胶体流动痕迹橙红深灰色微粒状、均匀消光同均质镜质体，此组分少见基质镜质体均一或否没有固定形态橙红深灰色微粒状、均匀消光多见于长焰煤团块镜质体均一团块轮廓清晰均质块红褐色深灰或浅灰均匀消光碎屑镜质体小于10μm小碎片,有棱角红深灰在煤种少见SV结构半镜质体同结构镜质体棕红-红棕灰色无结构半镜质体同无结构半镜质体灰色微突起碎屑半镜质体同碎屑镜质体灰色丝质类I结构丝质体明显细胞结构黑色不透明亮白-亮黄白高突起透镜状或碎块状无结构丝质体无细胞结构黑色不透明亮白-亮黄白高突起透镜状、条带状、碎块状粗粒体残余细胞结构白-淡黄白、突起较高微粒体细小圆形颗粒白-黄白、无微突起SI结构半丝质体有细胞结构棕-棕黑白-灰白色半丝质体无细胞结构棕-棕黑白-灰白色碎屑丝质体小于30μm 棕-棕黑白-灰白色稳定类E孢粉体大孢子为扁环或透镜体，小孢子小扁环蠕虫状黄色黑灰色答孢子分散、小孢子呈群体角质体薄厚不同狭长条带外缘光滑内缘呈锯齿状黄色黑灰色平行堆积树脂体椭圆、纺锤形、无结构黄色黑灰色分散树皮体平行条带、叠瓦或鳞片状黄-橙黄黑灰色密集或分散不定性轮廓清晰不规则黄色黑灰色分散腐泥类藻类体群体细胞结构黄、黄褐绿黄深灰-黑群体腐泥基质体无结构黄、黄褐绿黄深灰-黑树脂体以上各成分的形态与颜色可通过实验观察去慢慢体会，没有3个月以上功夫是无法精确辨别的并定量测量，因为以上描述不能够把各种组分完全区分出来。
经验十分重要（我校在煤有机组分定量测量方面国内权威）必须指出，由于泥炭化的条件十分复杂，还有一些介于镜质组与丝炭组之间的过渡组分，对过渡组分的划分至今尚有争议。
我国目前统一命名为半镜质组。
（二）无机显微组分除有机质外，煤中还有各种矿物，我国煤中常见的是粘土矿物，黄铁矿、石英、方解石四种1、粘土矿物：是煤灰的主要来源，包括高岭土、水云母、蒙脱石等，在煤中呈透镜状、微粒状或填充于胞腔中。
反光下：暗灰色，突起（颜色与稳定组相近）2、黄铁矿（FeS2）常见矿物，滨海煤田煤中多，煤中无机S的主要来源。
反光下: 浅黄（亮黄），有突起，多呈球状和蜂窝状。
3、石英我国年轻煤中较多反光下:深灰色，有突起，平整，多为棱角状。
4、方解石常呈薄膜状充填于煤的裂隙中。
反光下，乳白色，微突起，多呈脉状沿层面分布，除上述四种常见矿物下，还有菱铁矿、白铁矿、石膏、蛋白石等（数量不多）表2-1 各种矿物在镜下特征三、 有机显微组分的成因前面介绍了煤的有机显微组分，大家看到，同是植物的木、纤组织，却可以转化成镜质组和丝质组两种不同的组分。
那么，这是什么原因呢？关键就在于泥炭化阶段的条件不同。
1、 凝胶化作用一般认为，镜质组是在积水较深，气流闭塞的沼泽环境下形成的。
植物的木、纤组织在物理化学性质上属于凝胶体，具有很强的吸水性。
死亡植物的木、纤组织在还原环境下，逐渐分解，胞壁不断吸水膨胀，胞腔逐缩，以致完全消失细胞结构，形成无结构的胶体物质，或进一步分解、合成为胶体，这种转化过程称凝胶化作用。
由于凝胶化程度不同，形成了从结构镜质体到无结构镜质体各种不同成分。
分成胶质体，即凝胶化组生化分解形发生一系列还原水解、条件下厌氧菌无空气低酸度水下木、纤组织在→⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫2、丝炭化作用丝质组 （1）火焚丝质体（森林火灾后，留下来的木炭） （2）氧化丝质体（经丝炭化作用形成） 氧化丝质体分两段形成：氧化丝质组生化还原水解厌氧菌无空气中性水下氧化后残体氧化、脱水分解喜氧菌有空气酸介质水表面木、纤在有氧条件下 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫须指出：凝胶化产物在积水条件变化时，可以改起丝炭化作用形成丝质组分。
轻度丝炭化产物可再凝胶化，但彻底丝炭化产物不能凝胶化。
交替两种作用可生成过渡组分。
3、 壳质组的形成在泥炭化过程中，脂类（除脂肪外）几乎不发生变化，多以原形态保留下来，构成煤中的壳质组分。
四、 显微煤岩类型与宏观煤岩类型相似，按各显微组分在煤中存在比例的不同，可分为若干显微煤岩类型。
单组分⎪⎩⎪⎨⎧->->->微惰质煤微稳定煤微镜煤%&95%95%95I E V双组分⎪⎩⎪⎨⎧->+->+->+微暗煤微镜惰煤微亮煤%95%95%95E I I V E V三组分（V 、E 、I 均>5%）⎪⎩⎪⎨⎧->->->微亮暗煤、微镜惰质煤、微暗亮煤、E V I V I E E I V 五、 宏观煤岩成分与显微组分的关系很明显：镜煤是单一组分V 丝炭是单一组分I 亮煤是混合组分以V 为主 暗煤是以I 为主第三节 有机显微组分的主要性质和煤岩学的应用一、 煤岩显微组分的分离与富集为了研究工作或某些特殊需要，希望得到纯度尽可能高的显微组分，为此，需要进行显微组分的分离和富集工作。
1（2）精细分离二、有机显微组分在成煤过程中的变化研究表明，三类显微组分在成煤过程中变化很不一致。
由图：(1) I在泥炭化阶段发生剧烈变化，以后变化很小。
(2) E在泥炭化的变化甚微，深度变化时，才变化较大。
(3) V在整个成煤阶段中变化均匀，(4)三组分变化最后趋于一致。
三、各组分的主要性质1、元素组成注：芳香度按下式计算：dafdaf a C V f ⋅⨯-=12401200)100(图4-2 各显微组分氢含量与煤化度的关系图4-3 各显微组分氧含量与煤化度的关系图4-4 各显微组分氧含量与煤化度的关系总体上说，由表4-5数据可知：（1）随度↑→V daf和H daf ↓，而C daf、C daf / H daf ↑（2）当V的C daf＜87%，芳香度fa变化不大；当V的C daf＞87%，芳香度fa随煤化度的增加而增加。
由如4-2、3、4可知：（3）当煤化度相同时，C I > C E > C V；H E> H V> H I；O V> O I >O E(4) 随着煤化度的↑，V daf都趋于减少，最终趋于一致。
2 炼焦性质注：① 前6种煤样均为镜质类；② 矿物质；③ a 收缩度；b 膨胀度。