《煤矿地质学》课件-项目一 煤

《煤矿地质》在线精品课任务一煤的形成模块二煤资源及地质勘察项目一煤任务一煤的形成（一）成煤原始物质（1）低等植物水生的菌类和藻类腐泥煤、石煤腐植（殖）煤（2）高等植物蕨类植物（C、P）

裸子植物（T、J）

被子植物（R）蓝绿藻由高等植物和低等植物混合形成的煤：①

以腐泥为主的煤称腐植（殖）腐泥煤

②

以腐植质为主的煤称腐泥腐植（殖）煤低等植物与高等植物最大的区分在于是否有根、茎、叶等器官的分化植物遗体

泥炭

褐煤烟煤无烟煤泥炭化作用

成岩作用

变质作用煤化作用成煤作用任务一煤的形成（二）成煤作用煤的形成可划分两个阶段：第一阶段泥炭化作用及腐泥化作用第二阶段煤化作用（成岩作用、变质作用）1.

成煤的第一节阶段（泥炭化作用及腐泥化作用）高等植物遗体堆积在泥炭沼泽中，经过复杂的生物化学和物理化学变化，逐渐转变为泥炭的作用称泥炭化作用。这个阶段以生物化学作用为主。任务一煤的形成现代泥炭泥炭任务一煤的形成（1）泥炭化作用泥炭沼泽既不属于水域，又不是真正的陆地，而是地表水域和陆地之间的过渡形态。若尔盖泥炭沼泽1）植物残骸堆积方式两种方式：①

原地堆积

②

异地堆积（包括微异地堆积）2）泥炭沼泽如果沼泽中形成并积累着泥炭，则称为泥炭沼泽。任务一煤的形成3）泥炭的形成一般认为，泥炭化阶段生物化学作用大致分为两个阶段：第一阶段植物遗体中的有机化合物经过氧化分解和水解作用转化为简单的化学活泼的化合物。第二阶段分解产物相互作用进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等。泥炭化阶段以微生物为重要媒介。任务一煤的形成氧化环境的表层过渡环境的中间层还原环境的底层植物有机体发生氧化分解和水解，因而又称其为泥炭的形成层。厌氧细菌的活动消耗了有机物中的氧，形成新的合成物质——腐植酸和沥青质。泥炭沼泽的垂直剖面任务一煤的形成泥炭化阶段一般可分为两类生物化学作用：①

腐植化作用和生物化学凝胶化作用②

丝炭化作用（丝煤作用）低等植物或浮游生物在生物化学作用下转变为腐泥的过程。（2）腐泥化作用2.

成煤的第二阶段（煤化作用）泥炭转变为褐煤、烟煤、无烟煤，或腐泥煤转变为腐泥褐煤、腐泥烟煤、腐泥无烟的作用称煤化作用。以物理化学作用为主，生物化学作用逐渐消失。任务一煤的形成(1)煤成岩作用泥炭和腐泥被掩埋后分别转变为褐煤与腐泥褐煤的作用称煤成岩作用。煤成岩作用处于煤化阶段的初期。(2)煤变质作用褐煤在地下受到温度、压力、时间等因素影响转变为烟煤或无烟煤的地球化学作用称煤变质作用。任务一煤的形成

（3）影响煤化作用的因素1）温度在影响煤化作用的因素中，温度因素最为重要，煤化作用的演化决定于煤的受热史。2）时间时间因素指煤受热的持续时间。煤经受温度高于50～60℃时，其持续的时间越长，煤的变质程度就越高，这种时间与温度之间的关系主要是针对深成变质作用而言。3）压力在煤化作用中压力是煤变质不可缺少的因素。任务一煤的形成

（4）成煤化用过程中主要成分的变化元素植物泥炭褐煤烟煤无烟煤石墨金刚石C4960708095＞95＞99H78556----O443225106----H2O65604015＜10----C、H、O、H2O1000H2OCOH植物泥炭褐煤烟煤无烟煤石墨金刚石《煤矿地质》在线精品课任务二煤的组成和性质模块二煤资源及地质勘察项目一煤任务二煤的组成及性质煤岩组成（一）腐植煤的煤岩成分与宏观煤岩类型（二）煤显微组分组与显微煤岩类型（三）煤中矿物质不同煤岩成分的分层情况煤岩组成（一）腐植煤的煤岩成分与宏观煤岩类型1、煤岩成分煤岩成分又称煤岩组分、肉眼煤岩类型。它是腐植煤中肉眼可以鉴别的基本组成单元。包括镜煤、丝炭、亮煤和暗煤。煤岩组成（1）镜煤镜煤呈黑色，光泽最强，质地纯净，结构单一，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。性质：矿物质含量少。煤岩组成（2）丝炭丝炭外观象木炭，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，碎后成为纤维状或粉末状，能染指。木炭在煤层中丝炭的数量一般不多，常呈扁平透镜体，大多厚1～2mm至几mm，有时也能形成不连续的薄层。在显微镜下观察，丝炭的显微组成也是单一的，是简单的煤岩成分，主要是植物经受火灾后的木炭转化而来的惰质组构成。性质：致密坚硬、比重大，无粘结性，可选性差，孔隙大。煤岩组成（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，断面比较平坦。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。煤岩组成（4）暗煤光泽暗淡，一般呈灰黑色，致密，比重大，内生裂隙不发育，坚硬而具韧性，断面粗糙。暗煤也是煤层中常见的宏观煤岩成分，在煤层中，可以由暗煤为主形成较厚的分层，甚至单独成层。在显微镜下观察，暗煤组成复杂，一般镜质组较少，矿物质含量较高。性质：取决于各组分的含量，如富含壳质组分，粘结性强；富含惰质组分，矿物含量高，密度大，弱粘结。煤岩组成（一）腐植煤的煤岩成分与宏观煤岩类型2、宏观煤岩类型一般按煤的总体光泽强度和光亮成分（镜煤和亮煤）的含量把煤依次划分为光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤四种基本类型。1)区分四种类型是根据其相对的光泽强度，因此只有变质程度相同的煤，才能相互比较和划分。3)在煤层描述时，划分的最小厚度与任务要求有关，通常为3—10厘米。2)煤是不均匀的，其不同条带的光泽差异较大，所以要以平均光泽作为标准进行划分。使用煤岩类型应注意的问题4观察时，必须选择新鲜面。5)煤岩类型除描述外，还可以用煤层柱状表示。（二）煤显微组分组与显微煤岩类型在光学显微镜下能够辨认的煤的有机成分称煤显微组分。按成因和性质大体相似的煤显微组分的归类称煤显微组分组。煤岩组成1、煤显微组分组煤显微组分组可划分为镜质组、惰质组和壳质组。每个显微组分组中可根据形态和结构的不同，分成不同的显微组分。表5.1

显微煤岩类型分类（MT／T507－1995）显微煤岩类型显微组分组构成（总体积≥95％，无矿物质基）单组分组分类微镜煤镜质组微亮煤壳质组微惰煤惰质组双组分组类型微亮煤镜质组＋壳质组①微暗煤惰质组＋壳质组①微镜惰煤镜质组＋惰质组①三组分组类型镜质组＋壳质组＋惰质组①注：①显微组分组的体积分数不小于5％。煤岩组成2、显微煤岩类型（三）煤中矿物质混杂在煤中的无机矿物质（不包括游离水）。按来源分：内在矿物质和外来矿物质煤岩组成1、内在矿物质可分为原生矿物质和次生矿物质。次生矿物质：同生矿物质、后生矿物质同生矿物质是煤中灰分的主要来源。后生矿物质多数呈薄膜状、脉状等，往往切穿层理。2、外来矿物质采煤过程中由于煤层顶底板和煤层中的矸石等混入煤中而造成的。容易通过洗选的方法除去。煤的性质（一）煤的物理性质（二）煤的化学元素组成煤的性质（一）煤的物理性质主要包括光学性质、机械性质、空间结构性质、电磁性质和热性质。1.

煤的颜色(表色、粉色即条痕色)2.

煤的光泽3.

煤的反射率4.

煤的硬度和脆度(1)煤的硬度；(2)煤的脆度煤的性质5.

煤的断口6.

煤的密度(1)

真密度、视密度(2)

真相对密度、视相对密度7.

煤的孔隙率8.

煤的导电性9.

煤的导热性（二）煤的元素组成煤是由有机质和无机质混合组成的，有机质是煤的主要组成部分，有机质主要有C、H、O、N四种元素组成。煤的性质1、碳碳是煤中主要组成元素。煤的基本结构单元中最重要的元素。腐泥煤的含碳量一般在70％～80％；腐殖煤中碳元素的含量是随变质程度的加深而增加，泥炭的含碳量为50％～60％，褐煤为60％～77％，烟煤为74％～92％，无烟煤为90％～98％。煤的性质2、氢煤中第二重要元素，它是煤结构单元中侧链上的组成元素。氢是煤中有机质的重要元素。每千克氢完全燃烧时能产生143138.3kJ的热量，约为碳的4.2倍。煤中含氢量的多少与成煤原始物质有直接关系。腐泥媒的氢含量比腐殖煤高，一般在6％以上，有时可达11％；而腐殖煤的氢含量一般为0.8％～6.5％，随着变质程度的加深，氢含量有逐渐减少的趋势。煤的性质3、氧氧是煤中有机质的不可燃成分，也是组成煤的重要元素之一。煤中氧的含量变化很大，并随变质程度加深而降低。当煤氧化时，氧含量迅速增高，碳、氢含量明显降低。因此，氧含量是确定煤层风、氧化带深度的主要指标之一。4、氮氮在煤中含量较少，一般为0.3％～2.5%，且氮含量随变质程度增高稍有降低。它主要来自成煤植物中的蛋白质。N2表5.2煤的全硫含量分级煤的性质5、硫硫是煤中有害元素。它在煤中存在形式分为无机硫和有机硫两类，两者总称为全硫（St）。硫对煤的综合利用危害极大。级别特低硫煤低硫煤中硫煤富硫煤高硫煤干燥煤样全硫（Sd.t%）≤1.0％1.0%~1.5%1.5%~2.5%2.5%~4.0%>4.0%表5.3煤的磷