煤岩学研究新进展

煤岩学研究进展煤岩学就是把煤作为有机岩石，以物理方法为主研究煤得物质成分、结构、性质、成因及合理利用得学科。

就是煤地质学得一个分支。

1924年,R、波托涅在《普通煤岩学概论》中第一次使用煤岩学一词。

显微镜下研究煤就是煤岩学得主要手段。

根据煤岩学理论，煤得不均一性主要表现在它就是由多种性质不同得显微组分组成得，这些显微组分得不同组合就造就了煤在外表形态、光学性质及工艺性质得不同，也造就了煤得物理性质、化学性质及显微结构上得差异。

由于煤岩学在研究煤炭物质得成因、性质及其加工利用等方面有着独特得，其它学科不能代替得作用，而且在实践与理论两方面已经并正在取得越来越重要得成果，因此煤岩学在世界各国获得了广泛发展。

1.煤岩学研究发展史我国煤岩学研究始于上世纪三十年代，早期得煤岩学研究涉及得面较广，区域煤岩学方面，既研究了华北得煤，也研究了西南与南方得煤得显微结构，既研究了烟煤，也研究了无烟煤。

在应用煤岩学方面，一就是对煤物质得成因及其地质意义进行一些探索；二就是对煤物质得化学性质及其在碳化过程中得结焦性进行了分析测试，在普通煤岩学方面，主要就是开展煤得薄光片与光片光面腐蚀等技术得试验研究。

之前得研究成果对以后我国煤岩学得发展奠定了坚实得基础，具有重要得现实意义。

方法试验、规程标准工作在五十年代中期主要就是煤岩采样与系统鉴定有关得工作方法总结、煤片(块煤薄片与光片)磨制及定量项目得划分等，自后期至六十年代初期则集中于与煤砖光片有关得磨制、定量项目与方法得研究，并开展了重液分离、荧光分析、苯提取物消光度、贝瑞克光度计以及煤得显微硬度测定等方法得初步试验。

七十年代以来，主要开展了用各种仪器方法测煤得反射率得试验研究以及煤砖光片磨制与光洁度划分标准，进一步研究了煤得旋转角、显微硬度与荧光分析方法及其应用前景。

随后，扫描电镜也开始应用于煤岩学领域。

用扫描电镜研究褐煤得凝胶化程度、植物解剖结构(超微结构)与加氢液化得反应性，效果良好。

煤岩学得发展也不就是一帆风顺得，其发展历程中也经历过低迷时期，但由于煤炭在能源工业中举足轻重得地位，使得煤岩学得研究不断向前发展，取得了丰硕得成果。

2.煤岩学得研究方法作为评定煤质得研究方法，煤岩学研究主要有宏观研究法与微观研究法。

宏观研究法基于煤得颜色、条痕、光泽断口、脆度与硬度等划分煤得宏观类型；微观研究法主要就是借助于光学显微镜研究煤得显微结构与组成。

显微镜下研究煤就是煤岩学得主要手段，煤得显微组分、显微类型与煤化作用就是煤岩学得主要研究内容，应用煤岩学方法确定得煤岩组成、煤化程度就是评定煤得性质与用途得重要依据。

用煤岩成分评定炼焦用煤得质量，用惰性成分含量与反射率指导配煤。

煤岩学提出了活性组分与惰性组分得概念，并按镜质组、半镜质组、惰质组、壳质组及矿物对显微组分进行分类与定量统计分析。

一般情况下，镜质组随着煤变质程度得增高而增高，壳质组则逐渐减少，而惰质组没有一定得倾向。

对挥发分来说，随着变质程度得增高，所用微观煤岩组分得挥发分都随之减少。

在变质程度相同时，一般壳质组得挥发分最高，镜质组居中，惰质组最低；微观煤岩组分含量比例得多少对煤得利用就是十分重要得，因为相同变质程度得煤也会因为微观组分所含比例不同而表现出完全不同得性质；一般惰质组得反射率最高，镜质组居中，壳质组最低，并随变质程度得增高其差别逐渐缩小，最后几乎趋于一致。

镜质组反射率随着变质程度得增高而增高，而且镜质组得反射率受煤变质作用得影响比较灵敏[1]。

3、煤岩学得应用随着煤岩学研究得不断发展，其应用领域也在不断拓展。

（1）煤成因研究：煤岩研究证明，煤就是远古植物遗体演变而来，成煤环境亦可以煤岩组分、形态变化、组合规律及所含矿物质等特征得到反映。

如山西煤田地质研究所葛银堂等，通过对大同煤田燕子山勘探区得煤岩研究，结合区域地质分析，认为该区石炭二叠纪煤层主要由石松、楔叶及部分浅水草本植物形成，古地理环境基本为滨海冲积平原，并以森林沼泽为主，显示微异地型泥炭堆积。

该区侏罗纪煤层则主要由被子植物，如苏铁、本内苏铁及松柏类组成，沉积于内陆湖盆森林沼泽环境，泥炭堆积方式为原地型[2]。

（2）煤层对比：因受成煤物质及环境条件影响，不同煤层得煤岩组分、煤岩类型及其她煤岩特点，均有所不同，从而成为重要对比标志。

同一煤层中，各显微组分含量比例稳定，而不同煤层，则差别甚大。

煤中矿物种类及含量比，也显示这种特点。

以此为标志对比煤层，效果良好。

（3）预测煤化学工艺性能：测试表明，煤化学工艺性能与煤岩特征密切相关。

通过鉴定煤岩组分、类型等特征，可判断煤化学工艺性能，进而预测煤类。

（4）评价煤可选性：煤可选性一般通过在个别点采大样，进行筛分浮沉试验确定。

这样工作量大，成本高，效果也不一定好。

煤岩学为此开辟另一途径。

即在显微镜下，观察一定粒度煤砖光片，测定其中矿物杂质百分比，由此分出精煤、中煤，并按中煤含量评价可选性。

此法简便易行，成本低，采样点多，代表性强。

（5）炼焦工业应用：焦炭就是冶金工业重要原料。

为生产合格焦炭，炼焦配煤就是重要环节。

在从经验配煤向科学配煤过渡进而预测焦炭质量得过程中，煤岩学起到重大作用。

（6）用于煤成油气研究：煤岩学在预测煤层气分布与评价煤产气能力方面也具有巨大得功能。

不同煤岩组分产气量不同，壳质组最高，镜质组次之，惰性组最低。

在肥至无烟煤阶段，壳质组、镜质组与惰性组产甲烷量之比分别为3、3:2:1。

鉴于有些煤岩组分，特别就是树皮煤有较强得生油能力，因此煤岩学又可用于煤成油研究。

（7）指导找矿：煤岩学研究既涉及煤得有机组分，也包括煤中矿物。

由于成煤期间某些特殊地球化学作用影响，使一些矿物或稀散元素得以富集，甚至达到可工业利用程度。

因此煤岩研究又可成为一种找矿手段。

（8）指导矿井地质工作：利用煤岩对比，还可判断中小断层性质、断距，为寻找断失煤层指明方向。

在特厚煤层开采中，利用煤岩对比，可确定巷道所处位置。

（9）其她应用：当前煤岩学应用途径还在继续开发中。

如将镜质组反射率分布图用于判别商品煤质量，确定配煤级与混合比及煤分类，效果良好，促进了国际煤炭贸易与科技交流。

由于煤岩特征影响着煤利用价值，故煤岩学研究又可为煤加工利用指出方向。

在煤雕合理选料方面，煤岩学也能发挥指导作用[1、3]。

4.煤岩学研究得新进展随着煤岩学应用领域得不断拓展，其再某些领域得应用也在不断得深化。

王翠萍（2012）探讨了煤岩成分与焦炭结构得关系，提出不同煤种得镜质组含量不同，肥煤最高，气煤最低。

不同煤种镜质组与半镜质组性质差异很大且与焦炭显微结构关系密切。

气煤得镜质组与半镜质组，主要形成各向同性得焦炭结构；肥煤得镜质组与半镜质组，主要形成粗粒镶嵌得焦炭结构；１／３焦煤得镜质组与半镜质组，主要形成细粒镶嵌得焦炭结构；焦煤得镜质组与半镜质组，主要形成流动型焦炭结构；瘦煤得镜质组与半镜质组，主要形成片状得焦炭结构。

煤岩学在炼焦配煤方面得应用[4]具有重要得意义，郑海兰，兰正宏等（2012）研究了煤岩分析在炼焦生产中得应用，得出根据煤岩分析结果可准确判断进厂煤得煤种、煤质，其中与以工业分析指标确定得煤种有差别得进厂煤，其影响因素主要就是煤中所含得矿物与无烟煤。

在配煤时，应仔细分析测定煤中所含得矿物与无烟煤得质量分数，质量分数高得要适当减少其用量，因为无烟煤会降低煤得黏结性，矿物质量分数过高会增加焦炭得灰分，从而会影响焦炭得质量，必要时要先做小焦炉试验，再指导炼焦配煤生产[5]。

付启茂（2012）阐述煤岩学在炼焦配煤中得主要应用，得出把握好镜质组平均随机反射率与反射直方图与惰性比这三个参数，可以建立起相对简便与准确得配煤方案。

因此，把她们作为煤岩配煤参数，就通过煤岩参数对煤进行检测与对其焦炭得强度进行预测，在炼焦配煤方面具有其她方式无可比拟得优越性[6]。

王翠萍，李雅楠（2011）对煤岩配煤进行了实验研究，煤岩成分与焦炭性能内在关系十分明显，通过调整煤岩成分得平衡指数（CBI）与强度指数(SI)值，可以预测焦炭性能，同时还可减少主焦煤用量，降低入炉煤得成本，提高经济效益[7]。

影响煤自燃得因素很多，如煤化程度、煤岩显微组分、黄铁矿含量等，田鹏，辛广顺（2012）从新得角度研究了煤岩显微组分对煤自燃得影响，通过对煤样进行得工业分析测试，对煤进行煤质显微组分统计分析，从而得出显微组分对煤自燃影响得结论：a）煤样得镜质组含量高，其着火点低，自燃倾向性高，就是煤自燃得直接重要影响因素；b）煤样得惰质组以丝质体与半丝质体为主，其在低温吸氧能力较强，并放出热量，更有利于煤得自燃；c）惰性组具有较多得孔隙，吸附性强于镜质组，在煤自燃得过程中对氧得吸附与扩散起到重要支配作用[8]。

因此，在今后得研究工作中要注意煤岩组分对煤自然得影响。

参考文献[1]张蕾、煤岩学技术开发及在现代焦化企业中应用[J]、工业技术，2009，4：89、[2]葛银堂、郝媚娟、燕子山地区煤岩特征与成煤环境、1984[3]关世桥、谈谈煤岩学得应用领域与发展前景[J]、中国煤田地质，1999，11（4）：21-23、[4]王翠萍、煤岩成分与焦炭结构关系得研究[J]、煤炭科技，2012，86-89、[5]李娟，翟朝阳、煤岩分析技术在生产中得应用研究[J]、科技风，2012，86、[6]付启茂、煤岩学在炼焦配煤方面得应用[J]、科技风，2012，60、[7]王翠萍，李雅楠、煤岩配煤得试验研究[J]、燃料与化工，2012，42（2）：10-12、[8]田鹏，辛广顺、煤岩显微组分对煤自燃得影响[J]、能源与节能，2012，11:19-21、[9]Coal petrology, coalification and coal-related hydrocarbons[A]、中国地质学会、Abstracts of 30th International Geological Congress(V olume 2 of 3)[C]、中国地质学会:,1996:12、[10] Robert B、Finkelman、Coal petrology and genesis of Jurassic coal in the Ordos Basin,China[J]、GeoscienceFrontiers,2012,v、301:85-95、[11]杨起，韩德馨、《中国煤田地质学》(上册)[M]、煤炭工业出版社，北京，1979、[12]武汉地质学院煤田教研室、《煤田地质学》（上册）[M]、地质出版社，北京，1979、[13]E、斯塔赫等著，杨起等译、《斯塔赫煤岩学教程》[M]、煤岩工业出版社，北京，1990、(E、Stach etal、,Stach's Textbook of Coal Petrology, 3rd ed、, Gebrüder Borntraeger,Berlin,Stuttgart,1982、)。