[解析]煤岩学
煤岩学在高炉喷煤中的应用
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陈群 62773154 qunchen@
煤岩学在煤粉燃烧特性研究中的应用
• 对大同烟煤、阳泉和龙岩无烟 煤的三个比重段进行燃烧分析：
– 镜质组着火后失重速率最快达到 稳定并基本恒定,燃尽时间最长 – 矿物质着火后失重速率最不易达 到稳定，燃烧后期速率很快减小； 燃尽时间最短 – 含丝质组较多的等，燃料化学学报，1993
宏观煤岩成分
煤岩 成分 镜煤 成分 木质纤维组织 凝胶化 宏观可见特征 均匀发亮，呈 黑色透镜体， 有裂隙 由极细的亮暗 夹层组成 暗黑或灰黑色 表面硬且粗糙 黑色丝绢光泽 木炭状碎屑， 孔隙率大 灰份 （％） 0.5～1.0 挥发分 （％） 35.1 固定炭 （％） 64.9 相对硬 度 2
亮煤
煤岩学在高炉喷吹煤研究中的 应用
陈群
清华大学热能工程系
2011年10月
主要内容
• 煤岩学简介
– 煤的岩相组成及显微组分 – 显微分析及设备
• 煤岩学在煤粉燃烧研究中的应用
煤岩学简介
• 煤岩学：煤是一种沉积岩， 以光学显微镜为主要手段研 究煤的组成：煤不是性质均 一的物质 • 宏观煤岩成分（可见的基本 单位）：
显微组分对喷吹煤燃烧的影响
• 当镜质组含量较高时，喷吹煤粉中丝质组含量 的增加将导致煤粉燃烧率呈下降的趋势；当喷 吹煤粉中镜质组含量较低时，煤粉的燃烧率随 着喷吹煤粉中丝质组含量的增加而提高 • 镜质组是高炉风口喷吹条件下未燃煤粉的主要 来源，为提高煤粉在高炉喷吹条件下的燃烧率， 在配煤过程中应适当降低喷吹煤粉中镜质组的 含量，适当提高喷吹煤粉中丝质组和稳定组的 含量。
李伟轩、胡宾生等人，2002
煤岩学在高炉喷吹煤中的应用
李伟轩、胡宾生等人，2002
煤岩学中有关煤的最主要的几个指标
煤岩学中有关煤的最主要的几个指标
煤岩学分析近年来发展很快，在煤质评价、优化配煤、炼焦生产中已广泛应用。
其研究方法源于地质学，主要研究工具是光学显微镜。
1、煤岩组成
要据形成的条件、过程和性质不同，显微镜下煤的显微组分可分为：
镜质组：主要由成煤植物的纤维形成，在结焦过程中能熔融、粘结，是活性物质。
丝质组：也主要由成煤植物的纤维形成，但和镜质组形成条件不同。
在结焦过程中不熔融、粘结，基本上保持原来的形态，是惰性物质。
半镜质组：介于镜质组和丝质组之间的一过度性组分。
稳定组：由植物的繁殖器官、保护器官等化学性质稳定的部分形成，挥发分高，是一种活性物质。
肥煤变质程度以后基本上消失，融为镜质组。
矿物：主要为无机矿物。
如石灰石、硫铁矿、石英、硅藻土、硫酸盐等。
煤的岩相组成在成煤过程中第一阶段即泥炭化阶段就已经确定下来。
2、镜质组反射率
该指标可以准确表征煤的变质程度。
一般的，该值高，其变质程度高，一般相应的，挥发分低，固定碳含量高，氢含量低。
3、镜质组反射率分布
该指标可以比较准确的反映炼焦煤的质量。
在控制炼焦煤质量方面，可以用来鉴定混煤。
单一煤有且只有一个峰，由几种煤混配而成，就有几个峰（见图）。
基本上单一煤严重混洗混配煤
利用反射率分布鉴定混煤，是目前唯一一种科学准确的方法，在控制炼焦精煤质量方面有着重要的意义。
变质程度不同的煤混合，反射率分布范围明显变大，甚至出现两个、多个峰；而变质程度相近的煤混合，反射率分布基本上还只出现一个峰，由于变质程度接近，其结焦性相近，所以也就没有必要再区分它们了。
chap 6 煤岩学基础资料
煤岩显微组分的反射率
煤岩显微组分的反射率
镜质组的反射率随挥发分降低有规律地提高
煤岩显微组分的反射率
煤岩显微组分的反射率
在同一种煤中，反射率从低到高的次序始终为稳 定组、镜质组、丝质组。因此，除了稳定组以 外，不同煤化度的煤中，显微组分不同，而反 射率相同的可能性实际上是存在的。因此，反 射率不能作为反映各显微组分工艺性质的惟一 指标。
根据不同显微组分在显微镜下所具有的不同颜色和结 构进行定量分析，一般用粉煤制成的光片。显微镜 放大倍数为400~500倍。在一个光片上测量400~500 个点，以煤炭加工利用为测定目的时，按四大组即 镜质组、丝质组、稳定组和矿物组计数，在计算百 分比。
3.2 煤岩组分的定量方法
第三节 煤显微组分的性质
硫化物类矿物：黄铁矿，白铁矿，… 碳酸盐类矿物：方解石，菱铁矿，… 氧化物类矿物：石英，… 硫酸盐类矿物：石膏，…
Hale Waihona Puke 反射光下煤中常见矿物的鉴定标志
我国一些煤样的显微组分分析%
3.1分离和富集方法和流程
3.2 煤岩组分的定量方法
测定煤岩组分常用的方法是计点法（数点法）。使用电 动计点器(又称电动求积仪)测定，电动计点器内两个主要 部分组成、一部分是机械台(央持薄片或光片用)；另一部分 是自动记录器(又称电磁计数器)，记录器上一般有8一l0个 键，最多有14个键。当按记录器上的键时，计数继电器就 计下一个数字，并通过电子管传递的讯号，控制机械台使 试片移动一个距离(仪器上的间距可按需要在一定范围内调 节)。计数时，每一个键代表一种固定的组分，在视域中见 到那种组分落在十字丝中心，即按相当于该组分的键，
煤岩学与配煤炼焦
1 引言1.1 煤岩学简介煤岩学是把煤作为有机岩石为其研究对象,研究其性质、变化及应用的一门学科。
它认为,煤本身是一种由多种性质不同的组分以不同的结构混合组成的、性质复杂多变的有机岩石,而非单一的纯净物;提出了活性组分和惰性组分的概念,并按镜质组、半镜质组、丝质组、壳质组以及矿物,对显微组分进行分类和定量统计分析。
煤本身的一些物理、化学性质及经历的成煤过程,如密度、元素组成和成煤作用、地质年代等,同煤岩显微组分组成及镜质组反射率这两项指标具有非常密切的关系。
应用煤岩学是:抓住煤本身并非单一纯净物这一特征,运用各种常规研究手段来研究煤中各组分及组分间交互作用对煤性质的影响;研究不同变质程度煤及其交互作用对混合煤性质的影响。
1.2 炼焦配煤技术从单种煤炼焦到多种煤配合炼焦是焦化工业的一大进步,现代焦炉几乎都采用多种煤配合炼焦。
配煤技术作为一个科研领域正在不断发展,但近几十年来,配煤技术较多停留在定性的、经验的阶段。
随冶金技术对焦炭质量要求的逐步提高,经验配煤由于不能从根本上解释配煤炼焦生产中出现的反常现象,不能实现从定性到定量的转化,已不能满足焦化生产要求。
对此,作为近代焦化基础理论之一煤岩学,虽然发展仍不够完善和成熟,但由于其对煤的重新认识及其理论的可行性,较现行原料煤分类却更科学和先进。
随着煤岩理论的深入和完善,以及配煤技术的发展,科学配煤离不开煤岩学已得到一致公认。
目前,世界各国开发的配煤技术,凡是论证较充分、效果较好的,无一不以煤岩学为基础。
上世纪80年代,国内的煤岩配煤技术开始得到较快发展。
用煤岩学观点和方法预测焦炭质量,并指导配煤是50多年煤岩学发展的大事,也是焦化工业重大科研成果。
目前,煤岩学已广泛应用于煤的研究及生产实践中。
在焦化工业,煤岩学作为一种有用理论正在被广泛接受并逐渐应用于生产实践。
2 煤岩配煤的基本原理根据煤岩学理论及其对煤的深入认识,煤岩配煤的发展已形成几条公认的基本原理。
煤岩学基础
微观方法－用显微镜研究煤
显微镜下研究煤的方法： 研究方法 研究对象
透射光法
煤的薄片
研究内容
侧重点
煤的有机显微组分的透
光色、透明度、形态、结 煤的成因研
构和轮廓等
究
反 普通反射光 射 （a）
光 油浸反射光 法 （o）
煤光片、 煤砖光片
煤的有机显微组分的反 射色、形态、结构、轮廓 、突起、反射率、显微硬 度等
1.1 镜质组（ Vitrinite）的成因
通过木质素组织凝胶化作用形成。成煤植物的组织在气 流闭塞、积水较深的沼泽环境下，产生极其复杂的变化。一方 面是植物组织在微生物作用下，分解、水解、化合形成新的化 合物并破坏植物组织器官的细胞结构；另一方面植物组织在沼 泽水的浸泡下吸水膨胀，使植物细胞结构变形、破坏乃至消失 ，或进一步再分解为凝胶的过程。植物组织经凝胶化作用并经 煤化作用后形成凝胶化组分（镜质组）。镜质组是煤中最主要 煤岩组分，含量50－80％，甚至90％。
煤岩显微组分的反射率
①在与煤层层面成任意交角的切面上 最大反射率不变，而反射率则随交角 不同而变化，源于煤中晶体的各向光 学异性； ②从长焰煤到无烟煤，Rmaxo增加十几 倍，而Rmax只增加两三倍。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
煤岩显微组分的反射率变化规律
①镜质组的反射率随挥发分降低有 规律地均匀提高 ②反射率从低到高的次序为稳定组 、镜质组、丝质组。 ③在Romax=1.5稳定组、镜质组的区 别消失；Cdaf在87~89% ③ 镜质组最大反射率作为煤化程 度的指标（为什么？)
3.2 煤岩组分的定量方法
试片随之移动。如此测定第“一、第二……等测线，直至 测完整个试片。显然，含量高的组分，出现在视域中心 (十字丝交点上)的机会多，按的次数必然愈多。因此， 每一个键上按的次数与所有键上按的总数之比，就是该 组分的体积百分含量，其计算公式为：
第五章 煤的岩石学组成及煤岩学研究方法
80 70 有裂纹的印痕数 60 50 40 30 20 10 0
长 气 焰 煤 煤
肥 焦 瘦 贫 煤 煤 煤 煤
1
无 烟 煤
煤化程度
2
图 5-2
显微脆度与煤化程度的关系 1-弱 还 原 煤 (据 H． M． A 2-强 还 原 煤 MMOCOB, 196 3)
第五章 §1 煤的物理性质
（六）煤的压缩性 煤在恒温下加压，其体积变化的百分数， 煤在恒温下加压，其体积变化的百分数， 恒温下加压 称为煤的压缩性 压缩性与煤化程度有关， 压缩性。 煤化程度有关 称为煤的压缩性。压缩性与煤化程度有关，煤 化程度越高，压缩性越小。 化程度越高，压缩性越小。加压后丝质组体积 变化极少，镜质组有变化，稳定组分变化最大， 变化极少，镜质组有变化，稳定组分变化最大， 但到高煤级时，其压缩性比镜质组小。 但到高煤级时，其压缩性比镜质组小。显微组 分的压缩性随压力的增大而增加， 分的压缩性随压力的增大而增加，壳质组变化 最大，镜质组其次，惰性组最小。 最大，镜质组其次，惰性组最小。
第五章 §1 煤的物理性质
（十一）煤的导电性 十一）
煤的导电性是指煤传导电流的能力，通常以电阻 煤的导电性是指煤传导电流的能力，通常以电阻 传导电流的能力 表示。煤的导电性与煤化程度、煤中的水分、 率表示。煤的导电性与煤化程度、煤中的水分、煤中矿 物质的性质和含量、煤岩成分，以及煤的孔隙度、 物质的性质和含量、煤岩成分，以及煤的孔隙度、煤的 风化程度等有关。 风化程度等有关。
1.8 1.6 真比重d 丝炭 基质
镜煤
1.4
丝炭
化
1.2
孢子
1.0
95 无烟煤
90
85
80 气煤
C daf / %
太原讲义—煤岩4
煤岩分析第一部分：煤岩学基本知识1.煤的不均一性煤岩学是把煤看成一种沉积岩，在自然状态下以光学显微镜为主要手段来进行研究的一门学科。
煤这种可燃有机岩石，在岩石组成上常常具有明显的不均一性。
一方面表现在煤是有机物质和无机物质组成的复合体；另一方面还在于组成煤的植物有机残体所具有的复杂性和多样性。
煤的这种不均一性对煤的性质和对煤的加工利用都发生深刻的影响。
煤岩组成是按岩石学原理和方法划分的各种宏观与微观组分，不同煤田或煤层中的煤岩组成很不相同。
煤岩特征反映了煤的生成的演化过程，反映了煤的煤化程度。
2.煤岩显微组分把煤磨制成薄片、光片在透射光、反射光和荧光显微镜下观察，进一步看出煤是由更家复杂的有机和无机组分构成的（主要在反射光做研究）。
岩石学中把构成岩石的各种结晶组分称为矿物，煤岩学中则把显微镜下可以辨认的构成煤的各种有机组分称之为显微组分。
为了统一在显微镜下识别与划分煤岩组成，国际煤岩学会（ICCP）规定主要用显微镜在反射光、物镜25~50、油浸倍下观察煤种各种组分的形态，测定某些煤岩组分的物理化学性质，探讨他们以古植物组织的关系，具体划分显微组分和亚组分。
按照上述方法，烟煤部分，我国制定了烟煤显微组分分类，将煤的显微组分划分为镜质组、半镜质组、惰质组、稳定组四个组分。
它和国际硬煤显微组分分类所不同的是在镜质组V与惰质组I之间，多划出一个过度组分——半镜质组SV，其反射率一般比镜质组略高0.2%~0.3%，这一点可作为划分组别的定量依据；但随煤阶增高时，半镜质组和镜质组就很难加以区分。
为了与国际接轨，中国沿用的“四分法”将改为“三分法”，即将半镜质组并入镜质组，按镜质、惰质和壳质组三种组分加以划分。
3.显微组分的成因煤的镜质组、惰质组、稳定组三个不同显微组分是植物在不同的沉积环境下经过不同的过程而形成的。
植物在沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖、死亡，其遗体在微生物作用下，低等植物形成了腐泥，高等植物形成了泥炭。
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。
煤岩学基础
煤岩学基础一、煤岩学概念煤是由有机物质和无机矿物质混合组成的一种固体可燃有机岩。
煤岩学是把煤作为一种有机岩石，用岩石学的方法研究煤的物理性质、化学组成和工艺性质，进而确定其成因及合理用途的科学。
肉眼观察，煤是由各种宏观煤岩成分组成的，这些宏观煤岩成分组合成不同的宏观煤岩类型。
用显微镜观察时煤则由各种显微煤岩组分组成，这些显微煤岩组分组合成不同的显微煤岩类型。
不同的宏观煤岩成分和宏观煤岩类型由不同的显微煤岩类型组成。
不同的煤层，由于原来聚积条件不同，其煤岩组成也不相同。
在煤化过程中，各种煤岩组成均发生了深刻变化。
二、宏观煤岩特征1．腐植煤的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、暗煤和丝炭。
镜煤和丝炭是简单的煤岩成分，暗煤和亮煤是复杂的煤岩成分。
镜煤的颜色深黑、光泽强，是煤中颜色最深和光泽最强的成分。
其质地纯净、结构均一，具贝壳状断口和内生裂隙。
丝炭外观像木炭，颜色灰黑，具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。
丝炭的胞腔有时被矿物质充填，称为矿化丝炭，矿化丝炭坚硬致密、相对密度较大。
在煤层中，丝炭常呈扁平状透镜体沿煤层的层理面分布，厚度多在1～2 mm至几毫米之间，有时能形成不连续的薄层；个别地区丝炭层的厚度可达几十厘米以上。
亮煤的光泽仅次于镜煤，一般呈黑色、较脆易碎，断面比较平坦、相对密度较小。
亮煤的均一程度不如镜煤，表面隐约可见微细层理。
亮煤有时也有内生裂隙但不如镜煤发育。
在煤层中，亮煤是最常见的宏观煤岩成分，常呈较厚的分层，有时甚至组成整个煤层。
暗煤的光泽暗淡，一般呈灰黑色、致密坚硬、相对密度大，韧性强，不易破碎，断面比较粗糙，一般不发育内生裂隙。
在煤层中，暗煤是常见的宏观煤岩成分，常呈厚、薄不等的分层，也可组成整个煤层。
2．腐植煤的宏观煤岩类型各种宏观煤岩成分的组合有一定的规律性，造成煤层中有光亮分层也有暗淡分层。
这些分层厚度一般为十几厘米至几十厘米，在横向上比较稳定。
第一章 煤的物理化学性质及煤岩学
§2 煤岩学
2.1－煤的宏观结构和构造
煤岩成分
不同煤岩 成分组成 煤岩类型
镜煤、亮煤、暗煤、丝炭
描述其 形态
结构 特征
宏观煤岩类型
光亮煤、半亮煤、 半暗煤、暗淡煤
宏观结构
条带状结构、线理状结构、 透镜状结构、均一状结构、 粒状结构、木质结构、 纤维状结构、叶片状结构
表面 特征
§2 煤岩学
2.2－煤的显微组成
§2 煤岩学
2.2－煤的显微组成
国际硬煤的显微组分分类
§2 煤岩学
2.2－煤的显微组成
国际硬煤的显微组分分类（续）
§2 煤岩学
2.2－煤的显微组成
国际硬煤的显微组分分类（续）
§2 煤岩学
2.2－煤的显微组成
2．中国烟煤的显微组分分类（GB/T 15588-2001） 中国烟煤显微组分分类是总结了中国煤岩工作的经验， 采用 成因与工艺性质相结合的原则，以显微镜油浸反射光下的特 征为主，结合透射光和荧光特征进行分类。 首先根据煤中有机成分的颜色、反射力、突起、形态、结构 特征，划分出显微组分组；再根据细胞结构保存程度、形态、 大小以及光性特征的差别，将显微组分组进一步划分为显微 组分和显微亚组分。 中国烟煤显微组分包括3 个显微组分组、20 个显微组分、12 个显微亚组分。 与国际硬煤显微组分分类的区别在于：没有进一步划分显微 组分种；在惰质组中删去了菌类体，增加了真菌体和分泌体； 在壳质组中增加了树皮体。
泥碳
褐煤 烟煤 无烟煤
超无烟煤
褐煤
植物遗体
无烟煤
从烟煤向无烟煤演化有4 次显著的跃变。 第一次跃变发生在长焰煤开始阶段，特点 是沥青化作用发生并进入最明显阶段。 第二次跃变出现在肥煤焦煤阶段，第二次 煤化作用又叫煤化作用转折。 第三次煤化跃变发生在烟煤与无烟煤的分 界附近。 第四次煤化跃变出现在无烟煤与超无烟煤 的交界附近。
煤岩学的应用
三、煤岩学在煤质评价和煤分类中的应用
1.煤质评价
A.煤的煤化度
镜质组反射率是较为理想的指标，它排除岩相组成差异带来的
影响，采用它可以较准确地判定煤的煤化度。
常用的指标有Vdaf、Wdaf(C)、 Qgr,v,daf、镜质组最大平均反
第四节 煤岩学的应用
一、煤岩学在煤田地质方面的应用 1.研究煤的成因
通过煤岩学的研究，特别是在显微镜下对煤薄片的 研究，可以确定成煤物质来自于高等植物或低等植物。
根据反映煤层形成条件的成因标志，如成煤原始物 质的有机和无机显微组成、结构、煤岩类型和煤层围岩的沉 积相研究，可以确定煤层形成时的古地理环境、古气候条件 和古构造条件等，并可编制煤层形成曲线。 2.确定煤的煤化度 由于煤中镜质组反射率随煤化度增高而呈现规律性的变化， 因此可用它来判断煤的煤化度。研究表明，镜质组反射率用 于判断中、高煤化度的烟煤效果最佳；用于判断无烟煤效果 良好；用于判断不黏煤和褐煤效果差。
一、出卖人的义务
• (一)移转标的物所有权于买受人 • 2.交付的具体要求 • 从出卖人交付义务的履行上看,交付一般应该包含如下
要求: a) 按照约定的标的物及数量交付。 b) 按照约定的地点交付。 c) 按照约定的交付时间交付。
一、出卖人的义务
• (二)瑕疵担保
• 出卖人对其所转让的财产负权利瑕疵和物的瑕疵的担保 义务。
射率（
R
0
max
）、显微硬度(Hv)等。前三个受煤化度和岩相组
成两个因素影响 。
采用镜质组最大反射率平均值作为判定煤的变质程度指标。
三、买卖合同的类别
• 1.按照买卖方式是否具有特殊性,买卖合同可以分为一般 买卖和特种买卖。特种买卖是法律对其法律要件和法律 效果均作了特别规定的买卖。
煤岩学配煤及其应用
煤岩学配煤及其应用
1煤岩学
煤岩学是一门应用地质学的分支，专门研究含煤地层的化学成分、结构及单位的性质等因素，以确定它们的形成环境和发育历史，以及以此为基础进一步推断它们的综合配煤特征、分布规律及煤质特征。
2煤岩学配煤
煤岩学配煤，是在煤岩学研究的基础上，参考煤矿理论对煤田矿层进行配煤系统分析，包括煤等级、煤层厚度、累积煤量、煤块等级、块度指标、煤质成分、孔隙结构、产能等工艺性参数，以为开发利用提供依据。
3煤岩学配煤的应用
煤岩学配煤的应用，大致可分为两个方面：一是煤矿开发设计与指导，即利用各种煤岩类型特征和有煤地层空间位置等信息，首先对煤田进行综合分析，从而确定煤矿开采顺序和投资规模；二是技术改进，即根据煤岩学配煤的结果，不断优化开采工艺，提高综合煤量、效率、块度、压缩和合采状况，以较低的开发成本获取更大的经济效益。
煤岩学在现代焦化工业中的应用
煤岩学是把煤作为由多种性质不同的组分混合的有机岩石来研究的学科。
由于煤岩分析能够确切地评价煤炭的炼焦特性, 预测焦炭强度, 指导配煤,以提高焦炭强度和经济合理地利用煤炭, 因此煤岩分析已广泛应用于煤的炼焦过程的科研与生产实践中。
治金系统的炼焦煤显微组分分类方案包括矿物在内一共分为 5 组: 镜质组、半镜质组、壳质组、惰质组和矿物。
显微煤岩组分根据煤的牌号不同而有种种差别。
一般来说, 镜质组随着煤变质程度的增高而增高, 壳质组则逐渐减少, 而惰质组则无一定的倾向。
对挥发分来说, 随着变质程度地增高, 所有微观煤岩组分的挥发分都随着减少。
在变质程度相同时,一般壳质组的挥发分最高, 镜质组居中, 惰质组最低。
微观煤岩组分含量比例的多少, 对于煤的利用是十分重要的。
因为相同变质程度的煤也会因微观煤岩组分所含比例不同而表现出完全不同的性质。
反射率同显微煤岩组分之间的关系。
一般惰质组的反射率最高, 镜质组居中, 壳质组最低, 并随变质程度的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的增高而逐渐增高, 镜质组的反射率受变质作用的影响自始至终都比较灵敏。
这就是通常以镜质组的反射率作为标志煤的变质程度的一个重要原因。
根据反射率与变质程度有非常良好的相关性及煤岩组分间的相互关系, 再与化学分析结合起来能较全面而精确地评定煤质。
1 评定煤质, 鉴别混煤, 指导正常生产在炼焦工业生产中常出现一些与煤质分析反常的现象。
如某些煤不能按其工业分类的牌号, 在配煤中起着正常的预期作用; 煤质分析与焦炭质量明显不相适应等。
这些现象, 只有从煤岩学各种鉴定中,经过分析研究, 才能得到合理的解释。
在国内现行煤炭分类标准中, 挥发份和黏结指数都具有加和性, 而且其允许的变化范围很宽, 使得依据常规分析手段, 不能准确地表征其本来性质, 大多数混煤不易察觉。
实践证明: 镜质组反射率是一项较好的煤岩学指标, 能够准确地反映煤的变质程度,且不具有加和性, 可直接反映出不同变质程度煤混杂在一起的情况, 是目前反映混煤程度的最佳指标,精确地测定镜质组反射率图谱可以鉴别混煤、混煤程度和混煤质量的变化。
第三章_煤岩学
树脂体
– 树脂体来源于植物的分泌物树脂、蜡质等。 – 镜下特征：有多种形状，常以圆形、椭圆形、棒形及棱角状的单个 树脂体或呈小透镜状聚集体出现，一般无结构，轮廓清晰。有时可 见带环结构．而聚集体则呈不均匀的块状体,树脂体还常以充填细胞 腔或呈不规则形式出现。在反光油浸镜下呈灰黑色至深灰色，有时 可见带红色的内反射现象,无突起或微突起。透射光下为柠檬黄色、 橙黄色或橙红色。在蓝光激发下，荧光色有明显的强弱之分,有的呈 绿黄色、橙黄色，有的呈黄褐色等带环状的树脂体，外环荧光较弱。
无结构镜质体
特点：在普通显微镜下没有显示植物细胞结构的镜质 组分。它常作为其它各种显微组分碎片和共生矿物的 基质胶结物或填充物。 四种亚组分：均质镜质体、胶质镜质体、基质镜质体、 团块镜质体
均质镜质体
物细胞结构，为完全均一的物质。常见 有垂直于层理的裂纹，有时可见有镶边 角质体；大部分均质镜质体用氧化剂腐 蚀后，在50×物镜下观察，可见清晰的 木质细胞结构或树皮结构。反光油浸镜 下为深灰色；透射光下为均一结构，呈
角质体
镜下特征：在反光油浸镜下为薄 厚不等的、深灰黑色的细长条 带，外缘平滑，而内绿呈形态 备异的锯齿状，末端拆曲处呈 尖角状。可因受挤压而成登层 状。常见其以镶边形式与镜质 体伴生。根据其薄厚不同又可 分为厚角质体和薄角质体两个 变种。在同一煤中角质体的荧 光色强弱不一．为亮绿黄色,亮 黄色、橙黄色及黄褐色。通常 其荧光比孢子体强些或相近.
低、中 变质煤
煤的有机显微组分 的透光色、透明度、 煤的成因 形态、结构和轮廓等 研究
反 普通反射 煤的有机显微组分 射 光（a） 煤的光片、 的反射色、形态、结 光 油浸反射 煤砖光片 构、轮廓、突起、反 射率、显微硬度等 法 光 （o） 其它方法
煤岩学ppt课件
使不饱和聚酯充分进入块样的裂隙和气孔。固 化后，用切片机切成所需要的形状。
3、薄片
按制光片工序研磨到最后一道工序，然后
用冷杉胶或加拿大树胶将磨好的光面粘结在玻 璃载片上。将载片上的样品在磨片机上用粗磨 料磨到只剩约0.5毫米厚，再在玻璃板上用细磨 料研磨到将要透明。此时，用软木蘸306号金 刚砂，在下面装有电灯的嵌有毛玻璃的小桌上 小心研磨，直到整个样品应该透明的显微的组 分透明为止。将样品冲洗干净，待晾干后，用 光学树脂粘上玻璃盖片，并在载片一端贴上样 品编号。
煤样；如果整个煤层煤岩组成肉眼观察均一，可 以在几个采样点采集块煤。
2、粉煤的取样
粉煤样在制ห้องสมุดไป่ตู้过程中应尽量避免产生过细 的颗粒，0.1毫米以下的越少越好，因颗粒过细， 在镜下鉴定不易精确辨认显微组分。一般制片 用煤粉样的粒度为1毫米以下。
3、块焦的取样
有两种方法：
①寻找几块焦头和焦根较全的半个炭化室 宽的焦块。
② 按不同块度，按其重量比率，采取焦样。
4、焦粉的取样
对实验室焦炭，要求全部粉碎后取样。
一般制片用焦粉样的粒度为1毫米以下。 焦粉样要求0.1毫米的颗粒尽量少，甚至 在制样后，将0.1毫米以下的颗粒筛去， 以保证制片质量和鉴定效果。
（二）、制片
显微镜下鉴定用的样品，根据鉴定方法不 同，可分在透射光下鉴定用的薄片和在反射光 下鉴定的用的光片。还有在反射光下和透射光 下均可供鉴定的光薄片。块样制作的为块片， 用粉样制作的为粉片。
3、半暗煤
由暗煤和亮煤组成，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 暗煤的特点是光泽比较暗淡，硬度和韧性较大， 比重较大。
煤的煤岩学特征与煤质评价研究进展
煤的煤岩学特征与煤质评价研究进展煤作为一种重要的能源资源，在能源领域有着不可替代的地位。
煤的煤岩学特征和煤质评价是研究煤的性质和利用价值的重要方面。
本文将探讨煤的煤岩学特征与煤质评价的研究进展。
一、煤的煤岩学特征煤是由植物残体在地质作用下形成的一种有机岩石。
煤的煤岩学特征主要包括组分、结构和显微组织等方面。
1. 组分煤的组分主要包括固体有机质、挥发分和灰分。
其中，固体有机质是煤的主要组分，其含量决定了煤的热值和燃烧特性。
挥发分是煤在加热过程中释放的气体和液体，其含量与煤的可燃性和燃烧特性密切相关。
灰分是煤中的无机物质，对煤的利用具有重要影响。
2. 结构煤的结构主要包括有机结构和无机结构。
有机结构是指煤中的有机质分子结构，包括芳香环、脂环和杂原子等。
无机结构是指煤中的无机矿物颗粒和胶结物质，对煤的物理性质和化学性质具有重要影响。
3. 显微组织煤的显微组织是指煤中的微观结构和组织特征。
煤的显微组织主要包括孔隙、纤维组织和胶结组织等。
孔隙是煤中的空隙，对煤的吸附性能和透气性具有重要影响。
纤维组织是指煤中的纤维状有机质，其存在形成了煤的纹理和纹理特征。
胶结组织是指煤中的胶结物质，对煤的物理性质和化学性质具有重要影响。
二、煤质评价的研究进展煤质评价是对煤的性质和利用价值进行评估和判定的过程。
煤质评价的研究进展主要包括煤质分析技术的发展和煤质评价模型的建立。
1. 煤质分析技术的发展随着科技的进步，煤质分析技术不断发展和完善。
传统的煤质分析方法主要包括工业分析、实验室分析和显微镜观察等。
而现代的煤质分析技术主要包括元素分析、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和扫描电子显微镜等。
这些新技术的应用使得煤质分析更加准确和全面。
2. 煤质评价模型的建立煤质评价模型是对煤质进行定量评价的数学模型。
煤质评价模型的建立是煤质评价研究的重要方向。
目前，煤质评价模型主要包括灰分预测模型、挥发分预测模型和热值预测模型等。
这些模型基于统计学方法、人工智能方法和机器学习方法等，能够准确地预测煤的性质和利用价值。
4煤岩学基础-1详解
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一、宏观煤岩成分
4、暗煤
暗煤一般呈灰黑色，光泽暗淡，密度大，内生裂隙不发育， 断面粗糙，致密坚硬具韧性。常以较厚的分层出现，其至单独 成层。
显微镜下观察，暗煤的组成复杂多样，其特征和性质取决 于显微组成。 富含惰质组的暗煤 ，宏观往往略带丝绢光泽，挥 发分低，粘结性弱； 富含壳质组的暗煤 ，略带油脂光泽，挥发 分和氢含量较高，粘结性较好； 含大量粘土矿物的暗煤 ，则密 度大，灰分产率高。
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一、煤的光学性质
（一）颜色
5 、反射荧光色：煤的磨光面用蓝光或紫外光激发而呈现的 颜色，称为反射荧光色。 反射荧光色随煤岩组分和煤化程度的不同而变化，常见有绿 黄色、黄色、棕色等。随煤化程度的增高，荧光减弱，至高价 煤荧光消失。
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一、煤的光学性质
（二）光泽
煤的光泽 ：煤的断面对可见光的反光能力。 煤光泽强弱与煤岩成分、煤化程度和煤的成因类型的关系: 1、镜煤﹥亮煤﹥暗煤 丝炭呈丝绢光泽 2、随煤化程度提高而增强： – 暗淡光泽→沥青光泽→玻璃光泽→金刚光泽→似金属光泽 – 褐煤－暗淡光泽 长焰煤－沥青光泽 气煤－强沥青光泽或弱玻璃光泽 肥煤－玻璃光泽 焦、瘦煤－强玻璃光泽 贫煤－金刚光泽 无烟煤－似金属光泽 3、腐植煤﹥腐泥煤
惰质组>镜质组>壳质组 强还原煤<弱还原煤
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二、煤的机械性质及空间结构性质
（3）煤的耐磨硬度：指用磨料抛光时显微组分的抗磨强度。 软的显微组分磨损快，容易凹下，硬的显微组分磨损慢，相对突 出，显示突起。 • 煤的耐磨硬度与煤的煤化程度、显微组分的关系：在低、中 煤级煤中，丝炭比较硬，在磨光面上显示突起，而镜煤的比较 软，不显突起；随着煤级的增高，镜煤和丝炭抗磨硬度逐渐接 近。
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[解析]煤岩学1.显微组分特征及其成因。
(很大，注意组分差别)答:在光学显微镜下能够识别出来的组成煤的基本成分，成为显微组分。
由植物遗体变化而成的为有机显微组分，而矿物杂质则成为无机显微组分。
(一)煤的有机显微组分煤的有机显微组分可划分为三大组:镜质组、壳质组和惰性组。
1、镜质组镜质组是由植物的根茎叶在覆水的还原条件下，经过凝胶化作用而形成。
低中煤阶段时，镜质组在透射光下具橙红、褐红色、，反射光下呈灰至浅灰色。
氧含量较高，氢含量中等，碳含量较低，挥发分产率较高，具最好的粘结性，是炼焦的最主要成分。
分为三种显微组分:结构镜质体、无结构镜质体和碎屑镜质体。
(1)结构镜质体保存有植物的细胞结构，在煤中往往呈透镜状产出。
根据细胞结构保存的完好程度，又可以分为结构镜质体1(细胞结构保存完好，胞腔排列整齐，胞壁不膨胀或稍有膨胀)和结构镜质体2(胞壁膨胀，胞腔变小，胞腔大小不一，排列不整齐。
胞腔闭合后常显示线条状结构，常有角质体镶边，有时显示团块状结构)。
(2)无结构镜质体显微镜下观察不到细胞结构，电子显微镜下可见粒状结构。
据产状，形态和成因的不同，又分为四个亚组分:1)均质镜质体植物木质纤维组织经凝胶化作用变成均一状的凝胶。
呈透镜状或条带状。
轮廓清楚，成分均一，不含任何其他杂质。
发育垂直裂隙。
2)胶质镜质体常充填在植物组织的细胞腔或其他孔隙中，无确定形态，不含杂质。
3)基质镜质体常由富纤维植物转化，无固定形态，充当其他显微组分和矿物质的胶结物。
4)团块镜质体呈圆形或椭圆形单体或群体分布，边界清晰，内部均一。
(3)碎屑镜质体粒度小于10微米的镜质组分碎屑，多呈粒状或不规则状，多余碎屑惰质体等混合堆积。
不易区别。
2.惰性组又称丝质组，常见显微组分组。
由植物的根茎叶等组织在比较干燥的氧化条件下，经过丝炭化作用后在泥炭沼泽中沉积下来所形成;也可以由泥炭表面经炭化、氧化、腐败作用和真菌的腐蚀所造成。
还可以由镜质组和壳质组经煤化作用形成。
在透射光下为黑色不透明，反射光下为亮白色至黄白色;碳含量最高，氢含量最低，氧含量中等;比重为1.5，腐蚀硬度和显微硬度高，突起高，挥发分低，没有任何粘结性。
芳构化程度高，反射率高。
包括丝质体，半丝质体，粗粒体，菌类体，碎屑惰性体和微粒体。
(1)丝质体植物细胞结构保存完好，有时可见清晰的原始细胞壁胞间间隙，管胞纹孔。
1)火焚丝质体，基本显示焚前植物的原结构，有时胞壁略有膨胀，有时可见生产年轮，被挤压破碎后则形成星状或弧状结构。
2)氧化丝质体，细胞结构保存差，细胞壁较厚或细胞排列不规则，油浸反射光下突起低于火焚丝质体。
3)原生丝质体，起源于富黑色素的植物物质，黑色素沉积在植物的细胞膜中。
黑色素碳含量高，氢含量低，性质稳定。
4)煤化丝质体，起源于被沥青物质(如树脂)所浸透的细胞壁。
在早起煤化作用期间，沥青物质成为液态或气态产物逸出后生成丝质体。
有时岩浆侵入也可生成.(2)半丝质体指丝质体和结构镜质体之间的中间阶段。
为半木炭化的植物组织，细胞结构保存较差，细胞壁膨胀或强烈膨胀。
在油浸反射光下，与丝质体相比颜色偏灰，突起稍低。
(3)粗粒体无定形、无结构、高反射率的非颗粒状基质，也包括大小不等的颗粒。
粒径大于30微米的块体。
可与孢子体共生，不予树脂体共生。
(4)菌类体真菌遗体或高等植物的分泌物所形成的，外形浑圆，突起明显，反射率很高。
有缝 (5)碎屑惰性体是丝质体、半丝质体、粗粒体和菌类体的碎片或者残体。
通常小于30微米，棱角状或不规则状。
(6)微粒体腐殖煤中的微粒体常充填于结构镜质体胞腔，腐泥煤中丰富，常分布于沥青质体或矿物沥青质。
常与孢子体紧密共生。
3.壳质组又称稳定组，类脂组。
是由比较富氢的植物物质，如孢粉质、角质、木栓质、树脂、蜡、香胶、胶乳、脂肪和油组成，此外，蛋白质、纤维素和其他碳水化合物的分解产物也可参与壳质组的形成。
含有大量的脂肪族成分。
一般为黄色，反射光下多数为深灰色，灰色，具突起或不突起。
氢含量高，加热时能产生大量的焦油和气体，粘结性较差或没有。
在低煤级煤中比较常见。
1、孢子体煤中的孢子体是孢子的外细胞壁，其内壁在成煤过程中和胞腔内的原生质一起被破坏。
有大孢子体和小孢子体之分。
大孢子在垂直层理切面上呈扁平体，为封闭的长环状，外缘光滑。
小孢子呈扁环状，线条状或蠕虫状。
低煤阶时，用荧光能很好区别腐植组和孢子体。
2、角质体成煤物质的叶片、嫩枝、细茎外部保护层。
有薄壁和厚壁两种，在垂直层理切面上，呈细长条带状，外缘光滑，内缘有锯齿，且末端折曲处有尖角。
有褶皱。
3、树脂体成煤植物的树脂、蜡质或脂类物质。
呈大小不等的圆形，椭圆形及不规则形态，零星分布在煤中或充填与植物组织细胞腔。
细胞腔发荧光，细胞发黄光，细胞壁发红光。
常见渗出沥青质体与树脂体相连，母体与馏出物的荧光强度和颜色相同或有差别，有时树脂体中有微粒体残留。
4、木栓体木栓层的栓质细胞壁，主要有植物茎的周皮组织中的木栓质转变而来。
细胞腔有时中空，有时充填团块镜质体，常显示叠砖状或叠瓦状构造。
胞腔和薄壁颜色不同。
5、藻类体腐泥煤或腐植腐泥煤中的藻类遗体。
主要是皮拉藻和轮奇藻。
反射力最弱而荧光性最强。
6、碎屑壳质体是孢子角质层树脂体木栓层或藻类的碎片或分解残体组成，在高倍荧光镜下可区分其与粘土矿物。
7、沥青体由藻类浮游生物细菌等类脂质分解产物。
有时显示内反射现象。
与基质镜质体不共生。
8、渗出沥青体产状特殊，充填在煤的裂隙层面细胞空腔或其他孔隙中，呈脉状穿插，或切割层理。
9、荧光体植物分泌的油脂等转化形成的具强荧光的物质，常呈单体或成群的粒状，油滴状，小透镜状。
10、叶绿素体圆形颗粒，紫外光照射时，呈亮红色荧光，透射光下呈浅绿色。
褐煤以下有二、煤的无机显微成分(一)煤中矿物质的来源1、原生矿物2、同生矿物3、后生矿物(二)煤中矿物质的种类1、粘土矿物2、碳酸盐矿物3、硫化物4、氧化物和氢氧化物5、盐类6、重矿物和痕量元素5.显微煤岩类型如何鉴定及其研究意义。
5%，两个规则答:显微镜下观察到的显微煤岩组分的典型组合，称为显微煤岩类型。
ICCP对煤的显微类型的鉴定做出了两条规定:显微煤岩类型条带的最小厚度为50微米，或最小面积为50微米*50微米，才能作为显微煤岩类型记录下来;单组份或双组份的显微煤岩类型含有的次要组分必须小于5%。
单组份显微煤岩类型包括微镜煤，微稳定煤和微惰煤，双组份煤包括微亮煤，微镜惰煤和微暗煤，还有微三组分混合煤。
方法要点:在反光显微镜目镜中放入二十点网格片，在油浸物镜下观察粉煤光片(或块煤光片)。
根据各种显微组分和矿物在网格交叉点下的数量来鉴定显微煤岩类型、显微矿化类型和显微矿质类型，用数点法统计每种类型的体积百分数。
具体:进行显微煤岩类型鉴定时，在反射光下进行，适用25-60的倍的油浸物镜和8-12倍的目镜，目镜应可插入网格微尺。
在纵横坐标方向上最远交叉点的距离各为50微米，共20个交叉点，出现在一个交叉点下的组分则代表占5%的面积。
网格微尺代表的距离与物镜和目镜的放大倍数有关，不同放大倍数的物镜或目镜，要使用不同的网格微尺。
定量统计时，首先要决定颗粒是属于显微煤岩类型、微矿质煤、还是矿物体，这就要看落在该颗粒上的交叉点数来决定。
如果落在一个颗粒上的交叉点数为10或10以上，这样的点可以惊醒分析和统计，成为有效点;如果交叉点数少于10，则称为无效点。
无效点数不能超过无效和有效点数总和的10%。
如果是有效点，则要估计落在矿物上的交叉点数。
若矿物与交叉点数不超过表1规定的点数，则该测点定位显微煤岩类型。
显微煤岩类型的确定，仅考虑出现在交叉点上的显微组分，不考虑矿物。
显微煤岩类型的划分如表2所示。
显微煤岩定量的有效点数至少500个。
以有效点总数求出每种显微煤岩类型、微矿质煤和矿物体的有效点数的百分比。
研究意义:显微煤岩类型是显微煤岩组分的天然组合，他反映了煤的各种可见类型的特征。
每一种显微煤岩类型都有自己的组成特点和化学工艺性质，并反映了一定的沉积环境(煤相)。
显微煤岩定量是确定煤的化学工艺性质和工业利用方向的重要依据，还可用于煤层对比，研究煤的形成环境，以及研究煤的可选性。
如显微煤岩类型可拥有指导炼焦配煤。
6.镜质体反射率如何测定及其研究意义。
答:煤的镜质体反射率是指由粉煤磨制成的煤光片，在显微镜油浸物镜下，镜质体抛光面的反射光(λ=546nm)强度对垂直入射光强度之百分比。
测定时，是根据CCD所接收的反射光强与其光电信号成正比的原理，在显微镜下一定强度的人射光中，对比镜质组和已知反射率的标准片的光电信号值而确定的。
整个过程中，要定时用已知反射率的标准片校对参数，以提高结果的准确性。
煤岩样品的制备:把破碎到规定粒度、有代表性的煤样，按一定配比与粘结剂混合，冷凝或加温压制成煤砖。
然后将一个端面研磨、抛光成合格的光面。
经检验合格的光片放置在干燥器内，或放空气中干燥 12 小时，或放冰箱中，在 40 度左右的温度下放置 4~5 小时。
即只有经过充分的干燥，方可测量数据。
镜质组反射率测定是将一定量的煤样以煤粒作为研究对象，测量单个煤粒中镜质体的反射率，将测量结果统计起来生成反射率分布直方图。
镜质体最大反射率是在偏光下测得，由光、电信号转变为数值信号输出，就是该“点”的数值。
对每一煤光片，不重复、均匀选择多点测试，形成分布直方图。
4.5 油浸中最大反射率测定方法测定对象:在烟煤和无烟煤中选择无结构镜质体(collinite)中的均质镜质体(telocollinite)和基质镜质体(desmocollinite);在褐煤中选择均匀凝胶体(levigelinite)或充分分解腐木质体(eu-ulminite)作为反射率测定对象。
测定步骤:移出检偏器，放人起偏器，再将整平后的试样滴上浸油，置于物镜下; 准焦。
从试样的一角开始，用机械推动尺移动试样，根据试样中测定对象的多少来确定点距、行距，以保证所有测点均匀布满全片，一般点距为0.5-1.0mm，行距为11.0-2.0mm。
当十字丝落到测定对象上时，在测量范围内(直径一般l0μm)无抛光缺陷、无矿物等包体，又不受突起影响、不受高反射率矿物1飞扰时方可测取该点的数值。
测点选定之后，使反射光投到CCD上，缓慢转动物台360度，应出现两次相同的最大值，此即为最大反射率。
若这两次最大值有明显差别，应找出原因(如油有气泡、试样倾斜)。
在一个试样测定过程中，如果发现读数明显增大或减少，应停止测定，查明原因。
每个试样测完之后，用最接近试样反射率的标准片检查测量系统的稳定性，若与理论值之差大于0.02，则该试样的测值无效。
4.6 油浸中随机反射率的测定方法取出起偏器和检偏器，使人射光为自然光(经反射器后变为部分偏振光)，按4.5的规定选好测点，不必转动物台，直接测定每个点的反射率值。