煤岩磨片方法与技巧
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表 2 煤砖光片的面积与样品粒度的关系
最大颗粒尺寸/ mm 磨光面积/ mm ×mm 样品最少块数
5
55 ×55
5
3
35 ×35
3
1
25 ×25
1
在进行煤岩可选性鉴定中使用粒度为小于 3 mm 的样品 , 煤砖直径为 35 mm 。为了提高煤砖的代 表性还要求尽可能地增加煤胶的配比 , 一般不得小 于 2 ∶1 , 也就是说要保证磨好的片子上煤占断面 积的 60 %以上 。
1 样品的类型
在煤岩学实验室研究工作中 , 样品的制备通常 采用 3 种方法 , 即将煤样磨制成块煤光片 、粉煤光 片及透明薄片 。 11 1 透明薄片
将块煤磨成厚约 10 mm 的透明薄片 , 供透射 光下显微镜研究 , 好的薄片能呈现出极鲜明的颜 色 。从黄色 、橙色 、红色 、棕色以至不透明 , 镜象 清晰 。薄片制作技术性较强 , 要求磨片技术人员具 有丰富的经验 , 特殊的技巧和本领 ; 同时磨制薄片 又相当耗费时间 。一般当煤的挥发分小于 20 %时 即难磨出透明薄片 。 11 2 块煤光片和粉煤煤砖光片
2 煤光片的磨制
21 1 块煤光片的磨制 块煤光片的制作 , 通常要经过样品加固 、切
片 、研磨及抛光 4 个步骤 。 (1) 样品加固 。当样品质地较脆或较松散 , 易
于破碎 , 无法直接切成所需要的块度时 , 在切片之 前首先需要进行一系列的加固处理 。加固用的胶结 材料有 : 加拿大胶 、塑料胶 、纯松香 、石蜡等 。在 国内常采用松香和石蜡 , 配比 10 ∶1 的混合剂 。加 固方法是用线或细铁丝把煤扎紧或把煤放在特制的 铁丝网内 , 置于已预热熔融的混合剂中 , 加热 2～ 4 h 或没气泡为止 。冷却 10 min 后取出即可 ; 或是
(2) 煤砖光片制作中应注意的问题 。制作煤砖
的首要问题是要有代表性 。为了获得足够的代表
性 、施塔赫的《煤岩学教程》一书中曾提出煤砖光
片的面积与样品粒度的关系 (见表 2) , 在我国煤
岩鉴定工作中 , 煤样粒度采用小于 1 mm , 圆柱形 煤砖直径为 20 mm (面积约 310 mm2 ) 。为了保证 质量常做 2 块煤砖进行试验 。
留的砂子或煤屑影响下一步骤的进行 。
查的结果 , 如图 1 所示 。
表 1 煤光片的光洁度划分标准
光洁度级别
凸 起
污斑 、布纹 、 针状擦痕
划 道
无划道视野数 检查视野数
一个视野中划 道最多的条数
9 个视野中麻 点密度点数
煤岩鉴定的要求
Ⅰ
不出现
凸起正常组
Ⅱ
分界线清晰
一般不出现
Ⅲ
6- 8 9
4- 5 9
第2期
煤质技术
2006 年 3 月
煤岩磨片方法与技巧
杨 秀 琴
(煤炭科学研究总院 北京煤化工研究分院 , 北京 100013)
摘 要 : 描述了煤岩磨片的过程 、方法和应注意的问题 , 说明了各种光片 、薄片的质量要求 , 介绍 了达到要求应采取的措施 。 关键词 : 煤岩 ; 磨片 ; 煤光片 中图分类号 : TQ531 文献标识码 : B 文章编号 : 100727677 (2006) 0220034203
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第2期
煤质技术
2006 年 3 月
将煤置于真空干燥器中抽出空气而后贯入不饱和聚
(4) 抛光 。将精磨好的煤片置于聚氨脂抛光模
800 号金刚砂在磨片机研磨 , 然后用金刚砂 M20 ,
准》规定 : 煤光片的光洁度等级划分见表 1 。表 1
M10 , M7 , M5 细磨料在玻璃板上进行精磨 。研磨
中级别的划分是根据放大倍数为 16 ×8 的情况下 ,
中每一步骤结束后都必须仔细地清洗样品 , 以免残
用 “米”字交叉分布的方法 , 选取 9 个视野进行检
2 9
<3
< 10
测反射率最理想
<5
< 10～20
测反射率较理想
< 10
< 15～30
可用来测反射率和组分定量
(a) 块煤
(b) 粉煤煤砖
图 1 光片上 “米”字交叉点
21 2 粉煤煤砖光片的磨制
煤砖光片是由代表整个煤层煤样 、分层煤样或
选煤过程中的组分煤样或炼焦过程中的配合煤样与
粘结剂相互混合制成的 。
煤岩切片和普通岩石切片大体相同 , 但需要根 据煤的特点 , 采用不同的方法 。
(3) 研磨 。首先用 280 号 、240 号金刚砂在磨 片机上进行粗磨 。在长 45 mm ×宽 25 mm 的两个 平面上 , 磨成平整的粗糙平面 。在两个粗糙面上选 择一个面 , 用 300 号 、500 号金刚砂进行细磨 , 磨 成光滑平面 。粗磨后必须洗净再进行细磨 , 细磨后 洗净然后进入精磨 , 用超声波清洗器清洗 。用白刚 玉微粉 W20 , W10 , W7 , W5 在玻璃板上逐级进 行精磨 。在精磨过程中要细心观察 , 磨至整个平面 无擦痕 , 在灯光下有反光感 。各级研磨后均需用超 声波清洗器清洗干净 , 不同粒度级金刚砂 、白刚玉 微粉不得混用 。
The method and technique of preparing microspecimen f or coal petrological analysis YAN G Xiu2qin
( B ei j i n g Research I nstit ute of Coal Chemist ry , Chi na Coal Research I nstit ute , B ei j i n g 100013 , Chi na) Abstract : The met hod and p rocedure of micro specimen p reparatio n for coal maceral analysis in detail are int roduced in t his paper. The quality demands of all kinds of polished block and slice specimen are illuminated. The co mmon p roblems during micro specimen p reparation and t he corresponding measurement s are p resented. Key words : coal maceral ; micro specimen ; coal polished section
(4) 粘片 。目前国内用的多数为液体 、固体两 种胶 , 在粘煤片之前要把载玻片的一个面磨成毛 面 ; 将载玻片放在烧盘上用酒精灯加热 , 并滴上
胶 。当载玻片上胶的温度适当后迅速与煤光面紧密 粘合在一起 , 再用手与镊子轻轻地推动载玻片 , 以 排除煤与载玻片之间的气泡 , 并要轻轻压紧 。用吹 风机吹凉或用湿毛巾压在载玻片上散热冷却 , 直到 手摸上去不感觉热为止 。如果发现载玻片与煤块之 间有气泡时 , 需要重新粘胶 。
煤砖制作的另一个重要问题是胶结物的选择 , 胶结物是用来把煤粉粘结在一起粘结剂 , 它应具有 以下性质 : 与煤及浸油不起化学反应 ; 制作煤砖所 需温度不得超过 110 ℃; 浸润性及渗透性好 ; 具有 良好的粘结性能 ; 在显微镜下与煤及矿物杂质间有 明显差别 , 便于镜下鉴定 ; 硬度与煤相近 , 以免研 磨和抛光时表面凹凸不平 。
脂也能达到良wk.baidu.com的加固效果 。
上 , 用抛光液将光片进行抛光 。抛光后要求 : 煤片
(2) 切片 。样品加固之后 , 用切片机沿垂直层
整个表面平坦 ; 整个煤片没有因为煤组分或矿物颗粒
理方向将煤切成小块 。一般大小 50 mm ×80 mm
脱落而形成的空洞 ; 煤片上基本无擦痕 (包括划道、
或 30 mm ×50 mm , 厚约 10～15 mm 。
(1) 煤砖光片的制作步骤 。煤砖光片的制作步
骤一般分为 : 制作煤砖 、研磨与抛光 3 个步骤 。煤
砖的制作是将已破碎至一定粒度并达到空气干燥的
粉状煤样与粘结剂按照 2 ∶1 的体积比配比 , 经充
分搅拌至煤胶均匀混合后 , 装入特制的模具中 , 加
热 , 然后加压 。
煤砖光片的研磨和抛光与块煤光片程序相同 。
34
通常将煤样磨制成具有抛光表面的块煤光片或 粉煤煤砖光片 , 供反射光下观察研究 。它的优点首 先是制作简便 , 如果所有的设备及材料都已准备好 了 , 在比较短的时间内就可磨好一个光片 。对高变 质煤 , 特别是对无烟煤及在薄片中不透明的惰性组组 分利用光片鉴定能取得很好的效果。此外 , 镜质组反 射率的测定也必须在光片上进行才能达到要求的精 度 。由于它能磨出较大的光面 (50 mm ×80 mm) , 可以把整个煤层毫无遗漏地 , 一块接一块地磨成光 片 , 从而获得完整的剖面 , 以满足煤层成因研究和 进行煤层对比 。
煤是种固体可燃有机岩 , 通常用显微镜研究它 的岩石组成 , 在用显微镜观察时 , 可以研究其显微 煤岩组分 , 还可以借助显微镜测定煤岩组分的反射 率 , 在用显微镜研究煤的岩相组成和各显微煤岩组 分的性质时 , 样品必须要平整 、光滑并具有一定的 反光性和透光性 , 一般把煤样处理成块煤光片 、粉 煤光片和透明薄片 。把煤样处理成块煤光片 、粉煤 光片和透明薄片的过程叫做煤岩磨片 。煤岩磨片是 煤岩鉴定的重要环节 , 从实际工作中总结出来的磨 片经验对煤岩鉴定工作起着相当重要的作用 。
(1) 样品的整理 、编号 。首先要把煤样进行整 理 、编号 , 按照编号的顺序 , 放入标本盒内 。然后 用线绳或细铜丝把垂直层理方向的煤绑好 , 线绳的 一端绑煤 , 另一端绑编号 。
(2) 煮胶 、切片 。为了使松散 、易碎的煤样能 制成薄片 , 使疏松和裂隙较多的煤固结 , 能磨出光 滑的平面 , 制出质量好的薄片 , 必须要煮胶 。煮胶 一般要进行 2 次 。第 1 次煮胶一般用松香和石蜡 , 配比为 10 ∶1 , 其目的是把煤固结 。使用钢精锅在 可调温的电炉上加温 , 温度为 70 ℃～80 ℃, 时间 2 h～3 h , 煮到锅内煤样无气泡为止 。冷却 15 min ～20 min 后取出 , 然后沿垂直煤层理的方向用切 片机切成厚约 5 mm 煤片 , 面积为 45 mm ×25 mm , 磨出两个平面后再进行第 2 次煮胶 。第 2 次煮胶用 松香和松节油 , 配比为 5 ∶1 。将磨好的煤样浸泡 4 h～8 h后 , 再煮胶 2 h , 温度 70 ℃～80 ℃, 冷却 15 min～20 min 后取出 。第 2 次煮胶目的是减少韧 性 , 使其不易老化 , 不易出现气泡和脱胶 。
35
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第2期
煤质技术
2006 年 3 月
3 煤岩薄片的制备
煤薄片的制作基本上与岩石薄片相同 , 但由于 煤本身质地较软 (煤的硬度约 1～21 5 , 岩石一般 都是 3～6) , 而且煤性脆易破碎 , 有些煤甚至怕水 (例如 : 低变质煤及风化煤) , 特别是煤的吸光性较 强 , 透明度较弱 , 除低变质煤薄片厚度为 20 μm 外 , 一般煤薄片的最大厚度约 10 μm～12 μm , 无 烟煤 则 不 超 过 10 μm , 而 岩 石 片 的 厚 度 一 般 约 30μm ,所以制作煤薄片比岩石薄片要困难得多 。
布纹及针头纹) ; 各种显微组分界线清晰 , 凸起正常 ;
(3) 研磨 。将已切好的煤块磨出较平整的表
煤片表面无碳化 、无污染 、无残留磨料及抛光液 。
面 。并在煤块侧面或背面标好样品的编号及煤层
(5) 光片质量要求 。中国煤炭分类煤岩工作会
上 、下方向 。研磨的具体步骤 : 首先用 600 号或
议 1975 年 12 月通过的《煤光片的光洁度划分标
最大颗粒尺寸/ mm 磨光面积/ mm ×mm 样品最少块数
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55 ×55
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35 ×35
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25 ×25
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在进行煤岩可选性鉴定中使用粒度为小于 3 mm 的样品 , 煤砖直径为 35 mm 。为了提高煤砖的代 表性还要求尽可能地增加煤胶的配比 , 一般不得小 于 2 ∶1 , 也就是说要保证磨好的片子上煤占断面 积的 60 %以上 。
1 样品的类型
在煤岩学实验室研究工作中 , 样品的制备通常 采用 3 种方法 , 即将煤样磨制成块煤光片 、粉煤光 片及透明薄片 。 11 1 透明薄片
将块煤磨成厚约 10 mm 的透明薄片 , 供透射 光下显微镜研究 , 好的薄片能呈现出极鲜明的颜 色 。从黄色 、橙色 、红色 、棕色以至不透明 , 镜象 清晰 。薄片制作技术性较强 , 要求磨片技术人员具 有丰富的经验 , 特殊的技巧和本领 ; 同时磨制薄片 又相当耗费时间 。一般当煤的挥发分小于 20 %时 即难磨出透明薄片 。 11 2 块煤光片和粉煤煤砖光片
2 煤光片的磨制
21 1 块煤光片的磨制 块煤光片的制作 , 通常要经过样品加固 、切
片 、研磨及抛光 4 个步骤 。 (1) 样品加固 。当样品质地较脆或较松散 , 易
于破碎 , 无法直接切成所需要的块度时 , 在切片之 前首先需要进行一系列的加固处理 。加固用的胶结 材料有 : 加拿大胶 、塑料胶 、纯松香 、石蜡等 。在 国内常采用松香和石蜡 , 配比 10 ∶1 的混合剂 。加 固方法是用线或细铁丝把煤扎紧或把煤放在特制的 铁丝网内 , 置于已预热熔融的混合剂中 , 加热 2～ 4 h 或没气泡为止 。冷却 10 min 后取出即可 ; 或是
(2) 煤砖光片制作中应注意的问题 。制作煤砖
的首要问题是要有代表性 。为了获得足够的代表
性 、施塔赫的《煤岩学教程》一书中曾提出煤砖光
片的面积与样品粒度的关系 (见表 2) , 在我国煤
岩鉴定工作中 , 煤样粒度采用小于 1 mm , 圆柱形 煤砖直径为 20 mm (面积约 310 mm2 ) 。为了保证 质量常做 2 块煤砖进行试验 。
留的砂子或煤屑影响下一步骤的进行 。
查的结果 , 如图 1 所示 。
表 1 煤光片的光洁度划分标准
光洁度级别
凸 起
污斑 、布纹 、 针状擦痕
划 道
无划道视野数 检查视野数
一个视野中划 道最多的条数
9 个视野中麻 点密度点数
煤岩鉴定的要求
Ⅰ
不出现
凸起正常组
Ⅱ
分界线清晰
一般不出现
Ⅲ
6- 8 9
4- 5 9
第2期
煤质技术
2006 年 3 月
煤岩磨片方法与技巧
杨 秀 琴
(煤炭科学研究总院 北京煤化工研究分院 , 北京 100013)
摘 要 : 描述了煤岩磨片的过程 、方法和应注意的问题 , 说明了各种光片 、薄片的质量要求 , 介绍 了达到要求应采取的措施 。 关键词 : 煤岩 ; 磨片 ; 煤光片 中图分类号 : TQ531 文献标识码 : B 文章编号 : 100727677 (2006) 0220034203
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第2期
煤质技术
2006 年 3 月
将煤置于真空干燥器中抽出空气而后贯入不饱和聚
(4) 抛光 。将精磨好的煤片置于聚氨脂抛光模
800 号金刚砂在磨片机研磨 , 然后用金刚砂 M20 ,
准》规定 : 煤光片的光洁度等级划分见表 1 。表 1
M10 , M7 , M5 细磨料在玻璃板上进行精磨 。研磨
中级别的划分是根据放大倍数为 16 ×8 的情况下 ,
中每一步骤结束后都必须仔细地清洗样品 , 以免残
用 “米”字交叉分布的方法 , 选取 9 个视野进行检
2 9
<3
< 10
测反射率最理想
<5
< 10～20
测反射率较理想
< 10
< 15～30
可用来测反射率和组分定量
(a) 块煤
(b) 粉煤煤砖
图 1 光片上 “米”字交叉点
21 2 粉煤煤砖光片的磨制
煤砖光片是由代表整个煤层煤样 、分层煤样或
选煤过程中的组分煤样或炼焦过程中的配合煤样与
粘结剂相互混合制成的 。
煤岩切片和普通岩石切片大体相同 , 但需要根 据煤的特点 , 采用不同的方法 。
(3) 研磨 。首先用 280 号 、240 号金刚砂在磨 片机上进行粗磨 。在长 45 mm ×宽 25 mm 的两个 平面上 , 磨成平整的粗糙平面 。在两个粗糙面上选 择一个面 , 用 300 号 、500 号金刚砂进行细磨 , 磨 成光滑平面 。粗磨后必须洗净再进行细磨 , 细磨后 洗净然后进入精磨 , 用超声波清洗器清洗 。用白刚 玉微粉 W20 , W10 , W7 , W5 在玻璃板上逐级进 行精磨 。在精磨过程中要细心观察 , 磨至整个平面 无擦痕 , 在灯光下有反光感 。各级研磨后均需用超 声波清洗器清洗干净 , 不同粒度级金刚砂 、白刚玉 微粉不得混用 。
The method and technique of preparing microspecimen f or coal petrological analysis YAN G Xiu2qin
( B ei j i n g Research I nstit ute of Coal Chemist ry , Chi na Coal Research I nstit ute , B ei j i n g 100013 , Chi na) Abstract : The met hod and p rocedure of micro specimen p reparatio n for coal maceral analysis in detail are int roduced in t his paper. The quality demands of all kinds of polished block and slice specimen are illuminated. The co mmon p roblems during micro specimen p reparation and t he corresponding measurement s are p resented. Key words : coal maceral ; micro specimen ; coal polished section
(4) 粘片 。目前国内用的多数为液体 、固体两 种胶 , 在粘煤片之前要把载玻片的一个面磨成毛 面 ; 将载玻片放在烧盘上用酒精灯加热 , 并滴上
胶 。当载玻片上胶的温度适当后迅速与煤光面紧密 粘合在一起 , 再用手与镊子轻轻地推动载玻片 , 以 排除煤与载玻片之间的气泡 , 并要轻轻压紧 。用吹 风机吹凉或用湿毛巾压在载玻片上散热冷却 , 直到 手摸上去不感觉热为止 。如果发现载玻片与煤块之 间有气泡时 , 需要重新粘胶 。
煤砖制作的另一个重要问题是胶结物的选择 , 胶结物是用来把煤粉粘结在一起粘结剂 , 它应具有 以下性质 : 与煤及浸油不起化学反应 ; 制作煤砖所 需温度不得超过 110 ℃; 浸润性及渗透性好 ; 具有 良好的粘结性能 ; 在显微镜下与煤及矿物杂质间有 明显差别 , 便于镜下鉴定 ; 硬度与煤相近 , 以免研 磨和抛光时表面凹凸不平 。
脂也能达到良wk.baidu.com的加固效果 。
上 , 用抛光液将光片进行抛光 。抛光后要求 : 煤片
(2) 切片 。样品加固之后 , 用切片机沿垂直层
整个表面平坦 ; 整个煤片没有因为煤组分或矿物颗粒
理方向将煤切成小块 。一般大小 50 mm ×80 mm
脱落而形成的空洞 ; 煤片上基本无擦痕 (包括划道、
或 30 mm ×50 mm , 厚约 10～15 mm 。
(1) 煤砖光片的制作步骤 。煤砖光片的制作步
骤一般分为 : 制作煤砖 、研磨与抛光 3 个步骤 。煤
砖的制作是将已破碎至一定粒度并达到空气干燥的
粉状煤样与粘结剂按照 2 ∶1 的体积比配比 , 经充
分搅拌至煤胶均匀混合后 , 装入特制的模具中 , 加
热 , 然后加压 。
煤砖光片的研磨和抛光与块煤光片程序相同 。
34
通常将煤样磨制成具有抛光表面的块煤光片或 粉煤煤砖光片 , 供反射光下观察研究 。它的优点首 先是制作简便 , 如果所有的设备及材料都已准备好 了 , 在比较短的时间内就可磨好一个光片 。对高变 质煤 , 特别是对无烟煤及在薄片中不透明的惰性组组 分利用光片鉴定能取得很好的效果。此外 , 镜质组反 射率的测定也必须在光片上进行才能达到要求的精 度 。由于它能磨出较大的光面 (50 mm ×80 mm) , 可以把整个煤层毫无遗漏地 , 一块接一块地磨成光 片 , 从而获得完整的剖面 , 以满足煤层成因研究和 进行煤层对比 。
煤是种固体可燃有机岩 , 通常用显微镜研究它 的岩石组成 , 在用显微镜观察时 , 可以研究其显微 煤岩组分 , 还可以借助显微镜测定煤岩组分的反射 率 , 在用显微镜研究煤的岩相组成和各显微煤岩组 分的性质时 , 样品必须要平整 、光滑并具有一定的 反光性和透光性 , 一般把煤样处理成块煤光片 、粉 煤光片和透明薄片 。把煤样处理成块煤光片 、粉煤 光片和透明薄片的过程叫做煤岩磨片 。煤岩磨片是 煤岩鉴定的重要环节 , 从实际工作中总结出来的磨 片经验对煤岩鉴定工作起着相当重要的作用 。
(1) 样品的整理 、编号 。首先要把煤样进行整 理 、编号 , 按照编号的顺序 , 放入标本盒内 。然后 用线绳或细铜丝把垂直层理方向的煤绑好 , 线绳的 一端绑煤 , 另一端绑编号 。
(2) 煮胶 、切片 。为了使松散 、易碎的煤样能 制成薄片 , 使疏松和裂隙较多的煤固结 , 能磨出光 滑的平面 , 制出质量好的薄片 , 必须要煮胶 。煮胶 一般要进行 2 次 。第 1 次煮胶一般用松香和石蜡 , 配比为 10 ∶1 , 其目的是把煤固结 。使用钢精锅在 可调温的电炉上加温 , 温度为 70 ℃～80 ℃, 时间 2 h～3 h , 煮到锅内煤样无气泡为止 。冷却 15 min ～20 min 后取出 , 然后沿垂直煤层理的方向用切 片机切成厚约 5 mm 煤片 , 面积为 45 mm ×25 mm , 磨出两个平面后再进行第 2 次煮胶 。第 2 次煮胶用 松香和松节油 , 配比为 5 ∶1 。将磨好的煤样浸泡 4 h～8 h后 , 再煮胶 2 h , 温度 70 ℃～80 ℃, 冷却 15 min～20 min 后取出 。第 2 次煮胶目的是减少韧 性 , 使其不易老化 , 不易出现气泡和脱胶 。
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© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第2期
煤质技术
2006 年 3 月
3 煤岩薄片的制备
煤薄片的制作基本上与岩石薄片相同 , 但由于 煤本身质地较软 (煤的硬度约 1～21 5 , 岩石一般 都是 3～6) , 而且煤性脆易破碎 , 有些煤甚至怕水 (例如 : 低变质煤及风化煤) , 特别是煤的吸光性较 强 , 透明度较弱 , 除低变质煤薄片厚度为 20 μm 外 , 一般煤薄片的最大厚度约 10 μm～12 μm , 无 烟煤 则 不 超 过 10 μm , 而 岩 石 片 的 厚 度 一 般 约 30μm ,所以制作煤薄片比岩石薄片要困难得多 。
布纹及针头纹) ; 各种显微组分界线清晰 , 凸起正常 ;
(3) 研磨 。将已切好的煤块磨出较平整的表
煤片表面无碳化 、无污染 、无残留磨料及抛光液 。
面 。并在煤块侧面或背面标好样品的编号及煤层
(5) 光片质量要求 。中国煤炭分类煤岩工作会
上 、下方向 。研磨的具体步骤 : 首先用 600 号或
议 1975 年 12 月通过的《煤光片的光洁度划分标