煤岩组分的性质及变化

1、煤岩学基础（四）煤岩学基础（四） 煤岩组分性质及变化煤岩组分性质及变化 应用煤岩学概论第二讲应用煤岩学概论第二讲 煤岩组分的物理性质（一）煤岩组分的物理性质（一） 光泽：镜煤光泽：镜煤亮煤亮煤暗煤、丝炭暗煤、丝炭 显微硬度：惰质组显微硬度：惰质组镜质组镜质组壳质组壳质组 耐磨硬度：惰质组和壳质组耐磨硬度：惰质组和壳质组镜质组镜质组 可磨性指数：丝质体可磨性指数：丝质体镜质组镜质组壳质组壳质组 显微脆度：显微脆度： 镜煤和未矿化丝炭最脆，暗煤韧性大；镜煤和未矿化丝炭最脆，暗煤韧性大； 镜质组镜质组半镜质组半镜质组半丝质体半丝质体丝质体；丝质体； 强还原煤显微脆度大于弱还原性；强还原煤显微脆度大于

2、弱还原性； 煤岩组分的物理性质（二）煤岩组分的物理性质（二） 密度：惰质组密度：惰质组镜质组镜质组壳质组壳质组 孔隙：孔隙： 丝炭的总孔容比镜煤大丝炭的总孔容比镜煤大3-4倍；倍； 丝炭孔隙以大孔为主，镜煤孔隙以微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显微组分反光强度与垂直入射光强度的比值 惰质组惰质组镜质组镜质组壳质组壳质组 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，但煤的导电性 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） 煤岩组分化学性质煤岩组分化学性质 碳含量：惰质

3、组碳含量：惰质组镜质组镜质组壳质组壳质组 氢含量：壳质组氢含量：壳质组镜质组镜质组惰质组惰质组 O/C：镜质组：镜质组惰质组惰质组 挥发分：壳质组挥发分：壳质组镜质组镜质组惰质组惰质组 水分：镜煤水分：镜煤丝炭丝炭 矿物：暗煤和丝炭矿物含量较高矿物：暗煤和丝炭矿物含量较高 煤岩组分性质差异煤岩组分性质差异 样品样品Mad % Ad % Vdaf % FCdaf % 原料煤原料煤 7.434.4336.4363.57 镜质组镜质组6.402.3739.6060.40 惰质组惰质组6.883.5425.3074.70 样品样品Cdaf % Hdaf % Odaf % Ndaf % Sdaf % 原

4、料煤原料煤79.774.6714.370.990.20 镜质组镜质组77.835.0315.941.010.19 惰质组惰质组82.633.7712.620.800.18 煤岩组分工艺性质煤岩组分工艺性质 粘结性：镜质组粘结性：镜质组壳质组壳质组惰质组惰质组 气化反应性：镜质组气化反应性：镜质组惰质组惰质组 活性活性/惰性：惰质组由于先期脱去小分子惰性：惰质组由于先期脱去小分子 物质而变成比较惰性的物质而变成比较惰性的 煤化过程中煤岩组分性质变化煤化过程中煤岩组分性质变化 镜质组：变化较均匀镜质组：变化较均匀 壳质组：变化不规则壳质组：变化不规则 惰质组：变化很小，惰质组在泥炭化作惰质组：变化

5、很小，惰质组在泥炭化作 用阶段已用阶段已“先期煤化先期煤化” 煤化过程中镜质组显微硬度变化煤化过程中镜质组显微硬度变化 煤化过程中显微组分耐磨硬度变化趋势煤化过程中显微组分耐磨硬度变化趋势 HGI指数：中挥发分阶段有一极大值指数：中挥发分阶段有一极大值 煤化过程显微脆度的变化煤化过程显微脆度的变化 焦煤中镜质组焦煤中镜质组 显微脆度最大显微脆度最大 煤化过程中显微组分密度变化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， 各种显微组分密各种显微组分密 度差异逐渐趋于度差异逐渐趋于 一致一致 在碳含量为在碳含量为87 时，镜质组密度时，镜质组密度 有一极小值有一极小值 煤化过程中显

6、微组分反射率变化趋势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：变化均匀且 灵敏灵敏 惰质组：低煤级阶段惰质组：低煤级阶段 增长较快，煤化后期增长较快，煤化后期 增长较慢增长较慢 壳质组：低煤阶阶段壳质组：低煤阶阶段 增长缓慢，中煤化烟增长缓慢，中煤化烟 煤阶段迅速增长，焦煤阶段迅速增长，焦 煤阶段与镜质组一致煤阶段与镜质组一致 煤化过程中显微组分反射率变化趋势煤化过程中显微组分反射率变化趋势 煤化作用过程中镜质组孔隙率变化趋势煤化作用过程中镜质组孔隙率变化趋势 煤化过程中镜质组化学性质变化煤化过程中镜质组化学性质变化 0 20 40 60 80 02468 R,% Vdaf,

7、% 0 0.5 1 1.5 02468 R H/C原子比 0 2 4 6 8 02468 R Hdaf 0 50 100 150 02468 R Cdaf,% 壳质组显微组分性质壳质组显微组分性质 含有较多脂肪族成分含有较多脂肪族成分 壳质组的大多数馏分有类脂化合物生成壳质组的大多数馏分有类脂化合物生成 可溶的脂肪可溶的脂肪-蜡组以及不可溶的高度聚合蜡组以及不可溶的高度聚合 的木栓质的木栓质-角质组角质组 煤化过程中壳质组化学性质变化煤化过程中壳质组化学性质变化 0 50 100 150 00.511.5 R,% Vdaf,% 0 20 40 60 80 100 00.511.5 R,% Cd

8、af,% 0 5 10 15 00.511.5 R,% Hdaf,% 0 0.5 1 1.5 2 00.511.5 R,% H/C原子比 煤化过程中壳质组性质变化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（亚烟煤和烟煤分界线上（Romax=0.6%），壳质），壳质 组开始出现不规则变化组开始出现不规则变化 中挥发分烟煤阶段（中挥发分烟煤阶段（ Romax=1.3% ），壳质组），壳质组 中氢和挥发分急速逸出中氢和挥发分急速逸出 高煤阶炼焦煤阶段（