沉积有机质的物质组成.ppt

第二章第二章 沉积有机质的物质组成沉积有机质的物质组成一、煤的岩石组成一、煤的岩石组成 二、煤的化学组成二、煤的化学组成 第一节第一节 煤的物质组成煤的物质组成 （一）概述（一）概述 思考题：研究煤的岩石组成有哪些方法？思考题：研究煤的岩石组成有哪些方法？         一、一、煤的岩石组成煤的岩石组成宏观方法宏观方法 宏观煤岩成分，宏观煤岩类型宏观煤岩成分，宏观煤岩类型 煤的物理性质（颜色、光泽、硬度、密度等）煤的物理性质（颜色、光泽、硬度、密度等） 微观方法微观方法 薄片：显微组分、颜色、形态、结构、荧光性薄片：显微组分、颜色、形态、结构、荧光性 砖片：显微组分、颜色砖片：显微组分、颜色 、形态、结构、反射率、形态、结构、反射率超微结构超微结构 电子显微镜、气相色谱、激光光谱、光电子能谱电子显微镜、气相色谱、激光光谱、光电子能谱 核磁共振、电子顺磁共振，红外光谱、核磁共振、电子顺磁共振，红外光谱、X X衍射衍射 煤薄片煤薄片煤砖光片煤砖光片粉煤光片粉煤光片UMPS50型显微光度计型显微光度计（二）煤的显微组成（二）煤的显微组成 1 1、显微组分的定义、显微组分的定义 光学显微镜下能够识别出来的组成煤的基本单位。

光学显微镜下能够识别出来的组成煤的基本单位                                                镜质组　　镜质组　　VitriniteVitrinite 有机显微组分有机显微组分 惰质组惰质组 InertiniteInertinite                                               壳质组壳质组 ExiniteExinite 无机显微组分无机显微组分 矿物质矿物质2、、 镜质组镜质组　                煤中含量在煤中含量在50~80%以上，强覆水、还原条件下经生以上，强覆水、还原条件下经生      物化学和地球化学凝胶化作用而形成物化学和地球化学凝胶化作用而形成　　①①     透射光下：橙红色、褐红色透射光下：橙红色、褐红色　　②②     反射光下：灰色、浅灰色，具有弱的荧光性反射光下：灰色、浅灰色，具有弱的荧光性　　③③     性脆，裂隙和微孔隙发育性脆，裂隙和微孔隙发育　　④④    O较高，Ｈ、挥发分中等，Ｃ较低，粘结、结焦性好较高，Ｈ、挥发分中等，Ｃ较低，粘结、结焦性好　　⑤⑤     加氢液化时转化率较高加氢液化时转化率较高　　⑥⑥     煤化过程生成少量油，较多甲烷气煤化过程生成少量油，较多甲烷气　　⑦⑦     在煤层中呈透镜状产生在煤层中呈透镜状产生　　　　                                             结构镜质体结构镜质体        按按细胞保存程度和形态特征划分细胞保存程度和形态特征划分       无结构镜质体无结构镜质体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　        碎屑镜质体碎屑镜质体（（1）结构镜质体）结构镜质体 保存有植物的细胞结构保存有植物的细胞结构 ，胞壁、胞腔清晰可辨。

胞壁、胞腔清晰可辨    ①①   结构镜质体１结构镜质体１ 　　　　　　　　         胞腔呈圆形，椭圆形，方形，纺锤形胞腔排列胞腔呈圆形，椭圆形，方形，纺锤形胞腔排列            整齐，胞壁不膨胀或稍有膨胀整齐，胞壁不膨胀或稍有膨胀    ②②   结构镜质体２结构镜质体２     　　　　　　  胞壁膨胀，胞腔压扁呈短线状，胞腔变小，胞壁膨胀，胞腔压扁呈短线状，胞腔变小，            大小不一，排列不规则　　　　　大小不一，排列不规则　　　　　14 1231、2—结构镜质体1； 3、4 —结构镜质体2（（2）无结构镜质体）无结构镜质体　　               显微镜下观察不到植物的细胞结构显微镜下观察不到植物的细胞结构　　  ①①  均质镜质体：均质镜质体：透镜状或条带状产出，轮廓清楚，透镜状或条带状产出，轮廓清楚，                                              成分均一，不含杂质成分均一，不含杂质　　   ②②  基质镜质体：基质镜质体：基质状，无固定形态，成分非均一，基质状，无固定形态，成分非均一，                                           可包裹其它组分，矿物质含量较多。

可包裹其它组分，矿物质含量较多      ③③  胶质镜质体：胶质镜质体：充填植物胞腔中，或其它空腔中沉淀充填植物胞腔中，或其它空腔中沉淀                                               成凝胶，成分均一成凝胶，成分均一      ④④ 团块镜质体：团块镜质体：呈圆形或椭圆形，常呈个体或群体出呈圆形或椭圆形，常呈个体或群体出                                           现，团块状，轮廓清晰，成分均一现，团块状，轮廓清晰，成分均一12341—均质镜质体；2—基质镜质体；3—胶质镜质体；4—团块镜质体（（3）镜屑体）镜屑体 粒度小于粒度小于10um，比较少见，泥炭阶段分解的植物或，比较少见，泥炭阶段分解的植物或 腐植泥炭的碎屑，与基质镜质体在一起时不易区分，与腐植泥炭的碎屑，与基质镜质体在一起时不易区分，与 壳质组或惰质组在一起时，易于辨认壳质组或惰质组在一起时，易于辨认3、壳质组（类脂组、稳定组）、壳质组（类脂组、稳定组）　　      ①①  透射光：黄色，少数为绿黄色，红橙色透射光：黄色，少数为绿黄色，红橙色　　      ②②  反射光：深灰色，灰色、有突起，发黄色的荧光反射光：深灰色，灰色、有突起，发黄色的荧光　　      ③③  腐泥煤、残植煤、油页岩中富集，密度低，重液腐泥煤、残植煤、油页岩中富集，密度低，重液                                易分离易分离　　      ④④  Ｈ、Ｈ、Q、挥发分最高、挥发分最高                                 液化液化         炼焦炼焦           生油生油　　　　  ⑤⑤   类型：类型：孢子体　　角质体孢子体　　角质体        藻类体　　荧光体藻类体　　荧光体                             木栓体　　树脂体木栓体　　树脂体         沥青质体沥青质体 　　　　                     渗透沥青质渗透沥青质                      壳屑体壳屑体⑴⑴   孢子体孢子体　　   孢子体是孢子植物的繁殖器官，保存下来的是其外胞壁。

孢子体是孢子植物的繁殖器官，保存下来的是其外胞壁            特征：特征：闭合长环状，拐角圆滑，有时表面具有纹饰闭合长环状，拐角圆滑，有时表面具有纹饰                        异孢植物，有雌雄之分异孢植物，有雌雄之分                        同孢植物，无雌雄之分同孢植物，无雌雄之分　　                                                 雌：大雌：大孢子孢子 雄：雄：小孢子小孢子 ▲ ▲ 花粉：花粉： 种子植物的繁殖器种子植物的繁殖器 官，大小约为官，大小约为0.05                       mm，，与小孢子难与小孢子难 以分别  ⑵⑵   角质体角质体　　 叶、叶柄、细茎、种子、果实上的一层透明薄叶、叶柄、细茎、种子、果实上的一层透明薄 膜，不具有细胞结构膜，不具有细胞结构。

特征：特征：细长条状，一边平滑，一边呈锯齿状，拐角尖锐细长条状，一边平滑，一边呈锯齿状，拐角尖锐                   薄壁角质体：厚薄壁角质体：厚5~20um                  厚壁角质体：厚壁角质体：>50um                  取决于植物种类、植物组织、生长环境取决于植物种类、植物组织、生长环境⑶⑶   树脂体树脂体　　　　植植物物分分泌泌的的产产物物：：树树脂脂、、树树胶胶、、胶胶乳乳、、脂脂肪肪、、蜡蜡质质、、琥琥珀珀       　　特征：特征：边缘平滑，球形、卵形、纺锤形，充填于胞腔中，内边缘平滑，球形、卵形、纺锤形，充填于胞腔中，内                部均一，无细胞结构部均一，无细胞结构                有机化学成分：萜烯体、异戊间二烯的缩聚有机化学成分：萜烯体、异戊间二烯的缩聚⑷⑷   木栓质体木栓质体　　    树皮中木栓组织转变而来树皮中木栓组织转变而来 特特征征：：数数层层至至十十几几层层扁扁平平的的长长方方形形木木栓栓细细胞胞所所形形成成，，波波浪浪状状排排列列紧紧密密，，纵纵切切面面呈呈叠叠瓦瓦状状结结构构，，横横切切面面呈呈鳞鳞片片状状结结构构，，荧荧光光呈呈现现褐褐黄黄色色或或暗暗褐褐色色，，荧荧光光色色不不均均匀匀。

木木栓栓化化细胞壁除纤维素和木质素外，还含有细胞壁除纤维素和木质素外，还含有25-50%25-50%木栓体 ⑸⑸   藻类体藻类体                   腐泥煤，腐植、腐泥煤，油页岩中常见腐泥煤，腐植、腐泥煤，油页岩中常见      ①①   结构藻类体结构藻类体　　　藻类群体，厚壁单细胞藻类　　　藻类群体，厚壁单细胞藻类             特征：特征：水平切面上呈圆形，垂直切面上呈透镜状，扇水平切面上呈圆形，垂直切面上呈透镜状，扇                           状、纺锤状，外形清晰，边缘呈锯齿状，表面状、纺锤状，外形清晰，边缘呈锯齿状，表面                            呈蜂窝状或海绵状、放射状，纹层状，云朵状呈蜂窝状或海绵状、放射状，纹层状，云朵状                            轮廓       ②②   层状藻类体层状藻类体　　　　　　　　    单细胞藻／薄壁浮游藻类／底栖藻类群体单细胞藻／薄壁浮游藻类／底栖藻类群体　　           特征：特征：水平切面呈扁平的小浑圆体，垂直切面呈细水平切面呈扁平的小浑圆体，垂直切面呈细                                 薄层状，个体小，长宽比大，不易辨认。

薄层状，个体小，长宽比大，不易辨认                    1231—藻类体（轮奇藻）；2—藻类体（皮拉藻）；3—藻类体⑹ ⑹ 沥青质体沥青质体　　　　       类脂物质、藻类、浮游生物、细菌类脂物质、藻类、浮游生物、细菌　　　特征：　特征：无固定形态，基质状，线理状或细小透镜状产出无固定形态，基质状，线理状或细小透镜状产出                         随紫外线辐射时间加长，荧光性增强随紫外线辐射时间加长，荧光性增强 ⑺⑺ 渗出沥青体渗出沥青体　　　　       次生煤岩组分：充填于孔隙／裂隙中次生煤岩组分：充填于孔隙／裂隙中　　 特征：特征：母质为壳质组时，较强的荧光，为绿黄色、亮母质为壳质组时，较强的荧光，为绿黄色、亮 黄色；母质为富氢镜质体时，较弱的荧光，呈黄色；母质为富氢镜质体时，较弱的荧光，呈 褐黄，褐色煤生烃，排烃的证据，煤成油的褐黄，褐色煤生烃，排烃的证据，煤成油的 重质烃类富集物。

重质烃类富集物1231—沥青质体，孢粉体；2、3—渗出沥青质体⑻⑻  荧光质体荧光质体　　　　        叶肉细胞中油或脂肪，果实中的油或脂肪，煤化叶肉细胞中油或脂肪，果实中的油或脂肪，煤化            过程中的油或脂肪过程中的油或脂肪　　    特征：特征：呈小透镜状或粒状集合呈小透镜状或粒状集合                体充填于细胞腔内或集体充填于细胞腔内或集                合成合成10-50um宽的薄层宽的薄层⑼⑼  壳屑体壳屑体      特征：特征： 各种壳质组分的碎屑各种壳质组分的碎屑                   体，不易与黏土矿物体，不易与黏土矿物                   区分，但具有荧光性区分，但具有荧光性              3、惰质组、惰质组            在结焦过程中不软化，呈惰性在结焦过程中不软化，呈惰性成因：成因：       ①①  植物遗体在缺水多氧的环境中，氧化而成植物遗体在缺水多氧的环境中，氧化而成　　   ②②  森林火灾，植物不完全燃烧森林火灾，植物不完全燃烧   C60　　   ③③  泥炭表层受真菌等微生物的腐解泥炭表层受真菌等微生物的腐解　　   ④④  强烈的煤化作用强烈的煤化作用特征：特征：       ①①  透射光：不透明透射光：不透明　　   ②②  反射光：亮白色，黄色或灰白色，无荧光，正突起反射光：亮白色，黄色或灰白色，无荧光，正突起　　   ③③  Ｃ高，Ｏ中等，Ｈ和挥发分低，热解不具有粘结性Ｃ高，Ｏ中等，Ｈ和挥发分低，热解不具有粘结性　　   ④④  显微组分：显微组分：丝质体／半丝质体／粗粒体／微粒体丝质体／半丝质体／粗粒体／微粒体                                              菌类体／惰屑体菌类体／惰屑体　　⑴⑴   丝质体丝质体　　　　　　　　       植物的根、茎、叶经丝碳化作用而成，在煤层植物的根、茎、叶经丝碳化作用而成，在煤层               中呈薄层状，透镜状。

中呈薄层状，透镜状　　　　显微亚组分：显微亚组分：火焚丝质体／氧化丝质体／原生丝质体火焚丝质体／氧化丝质体／原生丝质体　　　　①①  火焚丝质体火焚丝质体　　　　　　　　                 特征：特征：细胞结构保存良好，细胞壁薄，胞间隙甚至细胞结构保存良好，细胞壁薄，胞间隙甚至                            植物的年轮都能见到，性脆，呈星状、孤形植物的年轮都能见到，性脆，呈星状、孤形                           等碎片　　　　②②   氧化丝质体氧化丝质体　　    　　         特征：特征：细胞结构保存较好，细胞壁较厚，有时胞腔细胞结构保存较好，细胞壁较厚，有时胞腔                            大小不一，排列不很整齐大小不一，排列不很整齐　　　　③③   原生丝质体原生丝质体　　　　                 特征：特征：有些植物在生长过程中，能将黑色素沉淀有些植物在生长过程中，能将黑色素沉淀                            在细胞膜中在细胞膜中3456211、2—火焚丝质体；3、5—氧化丝质体；4—半丝质体；6—丝质体⑵⑵ 半丝质体半丝质体　　　　　　 丝炭作用，半透明，可见结构。

丝炭作用，半透明，可见结构 透射光：深棕色，黑棕色透射光：深棕色，黑棕色　　　　 反射光：灰白色，灰色反射光：灰白色，灰色⑶⑶  粗粒体粗粒体　　　　    无定形、无结构的凝胶状惰质组分，条带状、团块状　无定形、无结构的凝胶状惰质组分，条带状、团块状　            成因：成因：　　①①  泥炭强烈氧化和干燥作用泥炭强烈氧化和干燥作用　　　　　　　　　　　　　　②②  富脂类形成煤化丝质体富脂类形成煤化丝质体　　　　　　　　　　　　　　③③  火焚泥炭火焚泥炭⑷⑷   微粒体微粒体　　　　　　　　特征：特征：<1um的圆形小颗粒，微粒状、细分散，各向异性的圆形小颗粒，微粒状、细分散，各向异性　　　　　　成因：成因： ①①  壳质组、富氢镜质组排出液态沥青后的残渣；壳质组、富氢镜质组排出液态沥青后的残渣；                          ②②   泥炭阶段氧化丝质体、半丝质体碎片泥炭阶段氧化丝质体、半丝质体碎片1—粗粒体；2—粗粒体；3—微粒体；4—微粒体1234      ⑸⑸  菌类体菌类体　　　　　　                          菌孢子：真菌的繁殖器官，形态多样。

菌孢子：真菌的繁殖器官，形态多样             ①①  真菌体真菌体   菌丝：真菌的营养器官，单细胞连接而成菌丝：真菌的营养器官，单细胞连接而成　　　　　　　　                      菌核：由菌丝组成，形态、大小相差悬殊菌核：由菌丝组成，形态、大小相差悬殊              　　特征：特征：出现于第三纪煤中，圆形椭圆形，具蜂窝状结构出现于第三纪煤中，圆形椭圆形，具蜂窝状结构           ②②   非真菌体（似菌类体）非真菌体（似菌类体）                   特征：特征：出现于晚古生代煤中，为丝炭化的树脂体或团出现于晚古生代煤中，为丝炭化的树脂体或团                                   块状镜质体，多呈园形、卵形或不规则状，没块状镜质体，多呈园形、卵形或不规则状，没                                  有细胞结构有细胞结构               ▲▲ 部分菌类体，透射光：棕色、黑棕色；反射光：灰白、部分菌类体，透射光：棕色、黑棕色；反射光：灰白、 灰白色，可归入半镜质组、镜质组中。

灰白色，可归入半镜质组、镜质组中 12341—菌核体； 2—菌核体和菌孢体；3—裂缝型似菌类体； 4—泡沫型似菌类体⑹ ⑹ 惰屑体惰屑体　　　　 特特征征：：丝丝质质体体，，半半丝丝质质体体，，菌菌类类体体碎碎片片，，1~10um，，　　　　　　　菱角状，不规则状外形，轮廓清晰　　　　　　　菱角状，不规则状外形，轮廓清晰　　　　 成因：成因： ①①   泥炭化阶段形成，真菌，放射菌氧化泥炭化阶段形成，真菌，放射菌氧化　　　　　　　　　　 ②②   森林火灾，搬运沉积森林火灾，搬运沉积                        ③③  挤压破碎挤压破碎思考题：思考题： 1.      镜质组各具体显微组分的成因联系？镜质组各具体显微组分的成因联系？ 2.      在光学显微镜下如何鉴定显微组分？在光学显微镜下如何鉴定显微组分？ 3.      聚集有机质与分散有机质中的显微组分种类、数量聚集有机质与分散有机质中的显微组分种类、数量          有何区别？有何区别？       4、、煤中的矿物质煤中的矿物质         （（1）来源）来源                 ①①     原原生生矿矿物物：：生生物物体体中中带带来来，， Ca、、K、、Mg、、Na、、 O、、                                Si、、S、、P、Ｆ、Ｆe、Ｃ、Ｃl等化合物，Ｔ等化合物，Ｔi、Ｂ、、Ｂ、 Cu、、                                 Mo、、Zn、、Co、、V等微量元素。

等微量元素                   ②②    同生矿物：同生矿物：外源矿物外源矿物——泥炭堆积时，搬运而来泥炭堆积时，搬运而来                               火山碎屑、粘土矿物、石英、长石、岩屑等火山碎屑、粘土矿物、石英、长石、岩屑等　　　　　　　　　　　　　　   内源矿物内源矿物——化学或生物化学成因化学或生物化学成因                               黄铁矿、菱铁矿、蛋白石、玉髓等黄铁矿、菱铁矿、蛋白石、玉髓等                    ③③    后生矿物：后生矿物：埋藏演化中形成埋藏演化中形成                                 地下水活动、物理化学条件的变化形成：地下水活动、物理化学条件的变化形成：                              方解石、石膏、黄铁矿、褐铁矿、高岭土、石英方解石、石膏、黄铁矿、褐铁矿、高岭土、石英                              岩浆热液：石英、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等岩浆热液：石英、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等。

（（2））种类种类 粘土矿物：粘土矿物：高岭石，蒙脱石、伊利石高岭石，蒙脱石、伊利石 碳酸盐矿物：碳酸盐矿物：方解石、白云石、铁白云石、菱铁矿方解石、白云石、铁白云石、菱铁矿 硫化物：硫化物：黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、方铅矿黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、方铅矿 氧化物、氢氧化物：氧化物、氢氧化物：石英、蛋白质、玉髓、金红石、石英、蛋白质、玉髓、金红石、 赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿 盐类：盐类：氯化物、芒硝、石膏、磷灰石氯化物、芒硝、石膏、磷灰石 重矿物：重矿物：锆石、电气石、石榴子石，金红石、橄榄石等锆石、电气石、石榴子石，金红石、橄榄石等 微量元素：微量元素：AgAg、、AsAs、Ｂ、、Ｂ、GeGe、Ｇ、Ｇa a、Ｖ、Ｔ、Ｖ、Ｔi i、、SrSr、、NiNi、、Mo Mo 反射光下煤中常见矿物的鉴定标志反射光下煤中常见矿物的鉴定标志矿物矿物颜色颜色突起突起表面特征表面特征均质均质性性其它其它标志标志主要产状主要产状石英石英深灰色深灰色高，有暗高，有暗色环边色环边平整平整均质均质乳白色，乳白色，彩虹色彩虹色棱角状、半棱角状棱角状、半棱角状碎屑为主碎屑为主粘土粘土矿物矿物暗灰色、暗灰色、土灰色土灰色不显突起不显突起微粘状，微粘状，或平整或平整微粒、团块、透镜微粒、团块、透镜体、薄层或充填体、薄层或充填黄铁黄铁矿矿浅黄浅黄白色白色高突，有高突，有暗色环边暗色环边平整或呈平整或呈蜂窝状蜂窝状均质均质微晶、自形晶、莓微晶、自形晶、莓粒、球粒、脉状粒、球粒、脉状白铁白铁矿矿较黄铁较黄铁矿白矿白低于黄铁低于黄铁矿矿强非强非均质均质黄绿黄绿~紫紫偏光偏光放射状、同心圆状放射状、同心圆状或包壳状或包壳状方解方解石石灰色灰色微突起微突起平整光滑平整光滑强非强非均质均质浅灰浅灰~暗暗灰偏光灰偏光粘状自形或它形晶粘状自形或它形晶脉状充填脉状充填菱铁菱铁矿矿灰色灰色高高平整平整强非强非均质均质淡黄淡黄~红红褐色褐色半自形半自形~自形菱形自形菱形集合体，结核状集合体，结核状5—高岭石； 6—分散状粘土矿物；7—菱铁矿； 8—方解石脉（正交偏光）1—充填胞腔的粘土矿物；2—团块状和细分散状粘土矿物；3—结核状菱铁矿； 4—后生脉状方解石5—充填胞腔的黄铁矿； 6—结核状黄铁矿；7—团块状黄铁矿； 8—石英（三）显微煤岩组分分类方案（三）显微煤岩组分分类方案    １、１、ICCP分类分类             1957年提出，年提出，1974年被国际标准组织采用，年被国际标准组织采用，1987年增补。

年增补             特征：特征：侧重于化学工艺性质，分大类侧重于化学工艺性质，分大类——显微组分组显微组分组　　　　　　　　         以成因划分类以成因划分类——显微组分、显微亚组分显微组分、显微亚组分　　　　　　　　         以具体的植物种类划分种以具体的植物种类划分种——显微组分种显微组分种    2、中国分类、中国分类  （（GB/T  15588~1995））　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　不同不同三级：组、组分、亚组分三级：组、组分、亚组分四组：镜质组、半镜质组、惰质组、壳质组四组：镜质组、半镜质组、惰质组、壳质组相同相同总体分类原则：光性、工艺性质、结构、产状、成因总体分类原则：光性、工艺性质、结构、产状、成因显微组分命名显微组分命名表表 3-1     国际硬煤显微组分分类国际硬煤显微组分分类 显微组分组显微组分组 显微组分显微组分显微亚组分显微亚组分显微组分组显微组分组种种镜质组镜质组结构镜质体结构镜质体结构镜质体结构镜质体1结构镜质体结构镜质体2 科达树结构镜质体科达树结构镜质体真菌结构镜质体真菌结构镜质体木质结构镜质体木质结构镜质体鳞木结构镜质体鳞木结构镜质体封印木结构镜质体封印木结构镜质体 无结构镜质体无结构镜质体均质镜质体均质镜质体胶质镜质体胶质镜质体基质镜质体基质镜质体团块镜质体团块镜质体 镜屑体镜屑体惰质组惰质组 半丝质体半丝质体 丝质体丝质体火焚丝质体火焚丝质体氧化丝质体氧化丝质体 粗粒体粗粒体菌类体菌类体真菌菌类体真菌菌类体密丝组织体密丝组织体团块茵类体团块茵类体假团块茵类体假团块茵类体 微粒体微粒体惰屑体惰屑体                                                                                                   续表续表3-1显微组分组显微组分组 显微组分显微组分显微亚组分显微亚组分显微组分组显微组分组种种壳质组壳质组孢子体孢子体薄壁孢子体薄壁孢子体厚壁孢子体厚壁孢子体小孢子体小孢子体大孢子体大孢子体  角质体角质体树脂体树脂体镜质树脂体镜质树脂体 木栓质体木栓质体藻类体藻类体结构藻类体结构藻类体皮拉藻类体皮拉藻类体轮奇藻类体轮奇藻类体 层状藻类体层状藻类体 荧光体荧光体沥青质体沥青质体渗出沥青体渗出沥青体碎屑壳质体碎屑壳质体显微组分组显微组分组 显微组分显微组分显微亚组分显微亚组分半镜质组半镜质组结构半镜质体结构半镜质体无结构半镜质体无结构半镜质体均质均质半半镜质体镜质体基质基质半半镜质体镜质体团块团块半半镜质体镜质体 碎屑半镜体碎屑半镜体惰质组惰质组 粗粒体粗粒体粗粒体粗粒体1粗粒体粗粒体2菌类体菌类体菌类体菌类体1 1菌类体菌类体2 2壳质组壳质组树皮体树皮体表表2-2  中国烟煤显微组分分类中国烟煤显微组分分类 与国际硬煤分类方案的差别与国际硬煤分类方案的差别粗粒体粗粒体1：相当于同煤级半丝质体，反射光下呈灰白色。

相当于同煤级半丝质体，反射光下呈灰白色粗粒体粗粒体2：相当于同煤级丝质体，反射光下呈亮白色、黄白色相当于同煤级丝质体，反射光下呈亮白色、黄白色菌类体菌类体1 1：真菌菌类体，可见细胞结构真菌菌类体，可见细胞结构菌类体菌类体2 2：氧化树脂体、似菌类体，不具细胞结构，见氧化裂纹氧化树脂体、似菌类体，不具细胞结构，见氧化裂纹（（1）半镜质组）半镜质组（美国假镜质组、原苏联弱丝炭化组）（美国假镜质组、原苏联弱丝炭化组）                特征：特征： ①①     光性特征，物理性质，化学工艺性质介于光性特征，物理性质，化学工艺性质介于                                     镜质组与惰质组之间，炼焦时可软化，但镜质组与惰质组之间，炼焦时可软化，但                                      一般不能变成塑性状态；一般不能变成塑性状态；                             ②②   透射光：棕色、红棕色透射光：棕色、红棕色                               ③③   反射光：灰、浅灰色，微突起反射光：灰、浅灰色，微突起                             ④④   ＶＶdaf、Ｈ、Ｈdaf、Ｈ／Ｃ　原子比小于镜质组、Ｈ／Ｃ　原子比小于镜质组                                     密度、密度、C daf、芳香度大于镜质组、芳香度大于镜质组 （（2 2）树皮体）树皮体 由多层长方形细胞紧密排列而成，常呈迭瓦状，其由多层长方形细胞紧密排列而成，常呈迭瓦状，其 形态多为不规则块状。

各细胞的色调常不均匀，具突形态多为不规则块状各细胞的色调常不均匀，具突 起，具绿黄色、黄色、褐黄色荧光起，具绿黄色、黄色、褐黄色荧光a—结构半镜质体，胞腔充填胶质镜质体；b—结构半镜质体（左），均质半镜质体（右）；c—基质半镜质体（中）；d—基质半镜质体，团块半镜质体，小孢子体c—树皮体；d—树皮体，弦切面，近等粒状细胞形态；e—树皮体，叠瓦状构造；f—树皮体，荧光体a—各向同性体；b—各向同性体，粗、细粒镶嵌结构；c—球粒状各向异性热解炭；d—中间相小球体反射正交偏光e—粗粒镶嵌结构；f—片状、纤维状粗粒镶嵌结构体；g—球粒状各向异性热解炭；h—各向异性丝质体反射正交偏光       3、褐煤的显微组分分类、褐煤的显微组分分类　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　显微组分显微组分组组 显微组分显微组分显微亚组分显微亚组分显微组分组显微组分组种种腐植组腐植组结构腐植体结构腐植体结构木质体结构木质体腐木质体腐木质体结构腐木质体结构腐木质体充分腐木质体充分腐木质体无结构腐植体无结构腐植体凝胶体凝胶体 多孔多孔凝胶体凝胶体 均匀均匀凝胶体凝胶体 团块腐植体团块腐植体鞣质体鞣质体假鞣质体假鞣质体碎屑腐植体碎屑腐植体细屑体细屑体密屑体密屑体惰性组惰性组 半丝质体半丝质体 丝质体丝质体粗粒体粗粒体菌类体菌类体碎屑惰质体碎屑惰质体稳定组稳定组 叶绿素体叶绿素体（四）（四）显微煤岩类型显微煤岩类型 显微煤岩类型是各种显微煤岩组分的组合特征、显微煤岩类型是各种显微煤岩组分的组合特征、 化学工艺性质、沉积环境的反映。

化学工艺性质、沉积环境的反映 1 1、、ICCPICCP的分类的分类    ①①   显微煤岩类型条带最小宽度为显微煤岩类型条带最小宽度为50um50um，即，最小覆盖，即，最小覆盖 面积为面积为50×50um50×50um２２               ②②    侧重于煤的化学工艺性质的分类侧重于煤的化学工艺性质的分类              ③③    以以镜质组、壳质组、惰质组三组分为镜质组、壳质组、惰质组三组分为100%100%划分类型划分类型 微镜煤微镜煤 V>95%V>95% 单组分组类型组单组分组类型组 微壳煤微壳煤 E>95%E>95% 微惰煤微惰煤 I>95%I>95%双组分组类型组双组分组类型组   微亮煤微亮煤微镜亮煤微镜亮煤V+E>95%微壳亮煤微壳亮煤微镜惰煤微镜惰煤微惰镜煤微惰镜煤V+I>95%微镜惰煤微镜惰煤   微暗煤微暗煤微壳暗煤微壳暗煤E+I>95%微亮暗煤微亮暗煤三组分组类型组三组分组类型组微镜三合煤微镜三合煤  微暗亮煤微暗亮煤V>I、、E微壳三合煤微壳三合煤 微镜惰壳煤微镜惰壳煤E>I、、V微惰三合煤微惰三合煤  微亮暗煤微亮暗煤I>V、、E①①   按主要显微组分、亚组分组再细划分为类型；按主要显微组分、亚组分组再细划分为类型； ②②  考虑优势组分命名，含量小于考虑优势组分命名，含量小于5%的不计；的不计； ③③  ICCP的镜质组的镜质组=中国的镜质组中国的镜质组+半镜质组；半镜质组； ④④  精煤（矿物总量精煤（矿物总量<20%或硫化物含量或硫化物含量<5%，密度，密度<1.5g/cm3）） ⑤⑤ 大致反映沉积环境大致反映沉积环境▲▲表表3-4  微矿质煤分类微矿质煤分类微矿质煤类型微矿质煤类型矿物种类矿物种类矿物体积矿物体积/%微泥质煤微泥质煤粘土粘土20~<60微硅质煤微硅质煤石英石英20~<60微碳酸盐质煤微碳酸盐质煤碳酸盐碳酸盐20~<60微硫化物质煤微硫化物质煤硫化物硫化物5~<20微复矿质煤微复矿质煤两种以上，但不含硫化物两种以上，但不含硫化物20~<60两种以上，含硫化物两种以上，含硫化物<5%>5~<45两种以上，含硫化物两种以上，含硫化物<10%>10~<30▲▲ 矿物总量矿物总量>60%或硫化物含量或硫化物含量>20%，密度，密度>2.0g/cm3为矿质类型为矿质类型2 2、成因分类、成因分类      （（1）） 前苏联热姆丘日尼可夫和金兹堡分类前苏联热姆丘日尼可夫和金兹堡分类                     ①①    煤与煤层的形成条件煤与煤层的形成条件                        ②②   显微研究与宏观研究结合起来显微研究与宏观研究结合起来                      ③③   按凝胶化组分（镜质组）含量划分六种类型，按凝胶化组分（镜质组）含量划分六种类型，                             再按各显微组分划分亚型再按各显微组分划分亚型 凝胶化组分凝胶化组分/%/%类型类型0~10         丝炭丝炭~木煤质煤木煤质煤10~25         暗煤质煤暗煤质煤25~50         亮暗煤质煤亮暗煤质煤50~75         暗亮煤质煤暗亮煤质煤75~100         亮煤质煤亮煤质煤90~100         木质镜煤木质镜煤~镜煤质煤镜煤质煤（（2）地科院、重庆煤研所的分类）地科院、重庆煤研所的分类               ①①  据腐植煤据腐植煤镜质组百分含量划为四种类型镜质组百分含量划为四种类型             ②②  再按惰质组、壳质组、矿物质划分再按惰质组、壳质组、矿物质划分1515种亚型种亚型 镜质组镜质组/% /% 类型类型                      <40 暗煤型暗煤型 40~60                                   亮暗煤型亮暗煤型                    60~80 暗亮煤型暗亮煤型                        >80 亮煤型亮煤型思考题：思考题： 1. 1. 生物质、沉积有机质、煤岩类型的成因意义？生物质、沉积有机质、煤岩类型的成因意义？ 2. 2. 显微煤岩类型的环境意义？显微煤岩类型的环境意义？ 3. 3. 成因分类中各类型的成因意义？成因分类中各类型的成因意义？ （五）煤的宏观组成（五）煤的宏观组成       1、腐植煤的宏观煤岩成分、腐植煤的宏观煤岩成分       （（1）镜煤：）镜煤：乌黑，色深光强，成分均一，性脆，贝壳状断乌黑，色深光强，成分均一，性脆，贝壳状断                                    口，轮廓清晰，粘结性好，矿物杂质少，裂隙口，轮廓清晰，粘结性好，矿物杂质少，裂隙                                     发育，大多由结构镜质体，均质镜质体组成。

发育，大多由结构镜质体，均质镜质体组成       （（2）丝炭：）丝炭：外观像木炭，颜色黑灰色或浅灰色，纤维状结外观像木炭，颜色黑灰色或浅灰色，纤维状结                                   构，丝绢光泽，疏松多孔，丝质体为主，质轻构，丝绢光泽，疏松多孔，丝质体为主，质轻                                   者性脆，易污手，质重者，被矿物充填者性脆，易污手，质重者，被矿物充填        （（3）亮煤：）亮煤：表面隐约可见微细层理，光泽较强，结构不均一表面隐约可见微细层理，光泽较强，结构不均一        （（4）暗煤：）暗煤：含壳质组多，灰黑色，韧性好，油脂光泽，水介含壳质组多，灰黑色，韧性好，油脂光泽，水介                                    质活动性强；含矿物质多，煤质差；含惰质组质活动性强；含矿物质多，煤质差；含惰质组                                    多，成分结构不均一，氧化环境多，成分结构不均一，氧化环境  ▲▲ ①①    条带厚度条带厚度3-5mm构构                         成一个煤岩成分，成一个煤岩成分，                        不到不到3-5mm则合并；则合并；　　　　          ②②   过渡类型：暗亮煤、过渡类型：暗亮煤、                         亮暗煤；亮暗煤；                  ③③  宏观与微观的结合宏观与微观的结合                         和联系；和联系；                  ④④   根据宏观煤岩成分根据宏观煤岩成分                         绘制煤层的形成曲绘制煤层的形成曲                         线，用于煤相研究。

线，用于煤相研究                           2、腐植煤的宏观煤岩类型、腐植煤的宏观煤岩类型          宏观煤岩类型宏观煤岩类型               光泽光泽                   镜煤＋亮煤镜煤＋亮煤           光亮煤　光亮煤　          　光泽极强　　　光泽极强　　        　　>75%                  半亮煤　　　半亮煤　　　      光泽较强　　　　光泽较强　　　　75%--50%               半暗煤　　　半暗煤　　　      光泽暗淡　　　　光泽暗淡　　　　50%—25 %               暗淡煤　　　暗淡煤　　　      光泽极暗　　　　　光泽极暗　　　　　<25%                ▲▲ ①①    煤级和成因类型相同，才能进行光泽强度对比，煤级和成因类型相同，才能进行光泽强度对比，                      新鲜面，不考虑具体光泽；新鲜面，不考虑具体光泽；　　　　      ②②    相同煤层中光泽最强的煤岩成分条带（镜煤）相同煤层中光泽最强的煤岩成分条带（镜煤）                      为参考标准，相对光泽；为参考标准，相对光泽；                     　　　　      ③③    最小分层厚度为最小分层厚度为3—10cm，视煤层厚度而定；，视煤层厚度而定；       ④④    每一种光泽类型，据构造、结构再分。

每一种光泽类型，据构造、结构再分 3、褐煤的岩石类型、褐煤的岩石类型       按变质作用的强弱分为：按变质作用的强弱分为：软褐煤，暗褐煤、亮褐煤软褐煤，暗褐煤、亮褐煤（（1）宏观煤岩成分）宏观煤岩成分        ①①    木煤：保存有植物细胞结构的纤维组织木煤：保存有植物细胞结构的纤维组织        ②②    丝炭：植物组织经过氧化，森林火灾丝炭：植物组织经过氧化，森林火灾        ③③    凝胶团块：轮廓清楚，结构均一，可演变为镜煤凝胶团块：轮廓清楚，结构均一，可演变为镜煤        ④④    基质：木煤、丝炭、凝胶团块的混合物基质：木煤、丝炭、凝胶团块的混合物        ⑤⑤    树脂体：植物的分泌物树脂体：植物的分泌物        ⑥⑥    矿物：粘土矿物、硫化物、氧化物、盐类矿物矿物：粘土矿物、硫化物、氧化物、盐类矿物        ⑦⑦   动物化石动物化石（（2）岩石类型组和岩石类型的划分）岩石类型组和岩石类型的划分    表表 3-5  褐煤的岩石类型组和岩石类型划分（褐煤的岩石类型组和岩石类型划分（ICCP，，1986））岩石类型组岩石类型组（组成成分）（组成成分）岩石类型岩石类型（结构）（结构）种（凝胶化程度、腐植化程度、种（凝胶化程度、腐植化程度、腐植凝胶含量）腐植凝胶含量）碎屑煤碎屑煤条带状煤条带状煤褐色弱凝胶化煤褐色弱凝胶化煤黑色凝胶化煤黑色凝胶化煤木质煤木质煤非条带状煤非条带状煤黄色非凝胶化煤黄色非凝胶化煤褐色弱凝胶化煤褐色弱凝胶化煤黑色凝胶化煤黑色凝胶化煤丝质煤丝质煤富矿物质煤富矿物质煤  中国分为四种宏观煤岩类型中国分为四种宏观煤岩类型  ①① 木质煤木质煤　含木质　含木质>10%；； ②②  碎屑煤碎屑煤　　木煤，丝炭，均木煤，丝炭，均<10%  ③③ 丝质煤丝质煤　含丝炭　含丝炭>10%；； ④④  矿化煤矿化煤　矿物质含量　矿物质含量>25%4、煤的成因类型、煤的成因类型      (1)  腐植煤腐植煤                 包括由高等植物木质纤维组成的狭义包括由高等植物木质纤维组成的狭义腐植煤腐植煤                 和高等植物的壳质组分组成的和高等植物的壳质组分组成的残植煤残植煤。

   残植煤的特征：残植煤的特征：                 ①①    壳质组含量壳质组含量>50%，一般为，一般为70~90%                    ②②    黑灰色、灰黑色，油脂光泽，叶片状、粒状结构黑灰色、灰黑色，油脂光泽，叶片状、粒状结构                                      ③③    Hdaf和和Vdaf含量、含量、Tar产率高，韧性大产率高，韧性大                  ④④    活水、富氧的环境活水、富氧的环境    （（2）腐植腐泥煤）腐植腐泥煤                 高等植物与低等植物混合而成高等植物与低等植物混合而成 （（3）腐泥煤）腐泥煤 低等植物组成和动物组成低等植物组成和动物组成121—腐植煤，微三合煤； 2—树皮残植煤，江西乐平腐泥煤特征：腐泥煤特征：灰黑、灰色，沥青光泽，致密均一，贝壳状灰黑、灰色，沥青光泽，致密均一，贝壳状 断口，密度低、硬度大，韧性好，易点燃，断口，密度低、硬度大，韧性好，易点燃， 具沥青气味具沥青气味表表 3-6 煤的成因类型煤的成因类型腐植煤腐植煤腐植煤腐植煤残植煤残植煤角质残植煤角质残植煤树皮残植煤树皮残植煤孢子残植煤孢子残植煤树脂残植煤树脂残植煤腐植腐泥煤腐植腐泥煤烛煤烛煤藻烛煤藻烛煤煤精煤精腐泥煤腐泥煤藻煤藻煤胶泥煤胶泥煤油页岩油页岩石煤石煤1—树脂残植煤，黑龙江东宁；2—角质残植煤，云南禄劝；3—烛藻煤，贵州水城； 4—藻烛煤（小孢子），山东腾州12341—烛煤，小孢子体，山西大同； 2—烛煤，小孢子体，江苏徐州；3—藻煤，山西浑源；4—胶泥煤，层状藻类体，沥青质体，结构藻类体碎屑 1234（六）煤的结构与构造（六）煤的结构与构造     1、煤的宏观结构、煤的宏观结构                  宏观煤岩成分的形态、大小、厚度、生物残体所宏观煤岩成分的形态、大小、厚度、生物残体所            表现出来的特征。

表现出来的特征                                            宽条带状结构　　宽条带状结构　　  条带宽条带宽>5mm            ①①   条带状结构条带状结构     中条带状结构　中条带状结构　      条带宽条带宽3-5mm                                             细条带状结构　　细条带状结构　　 条带宽条带宽1-3mm            ②②    线理状结构：线理状结构：煤岩成分呈煤岩成分呈<1mm的线理的线理            ③③    透镜状结构：透镜状结构：煤岩成分成透镜状煤岩成分成透镜状            ④④    均一状结构：均一状结构：成分单一、均匀，镜煤、腐植腐泥煤成分单一、均匀，镜煤、腐植腐泥煤                   ⑤⑤    粒状结构：粒状结构：大量孢子、树脂体、矿物杂质大量孢子、树脂体、矿物杂质       ⑥⑥    叶片状结构：叶片状结构：树皮或角质形成树皮或角质形成       ⑦⑦   木质状结构：木质状结构：植物茎干的木质纤维组织的痕迹植物茎干的木质纤维组织的痕迹       ⑧⑧   纤维状结构：纤维状结构：为丝炭所特有，一向延长，保存木质为丝炭所特有，一向延长，保存木质                                      纤维组织结构，疏松多孔，细胞排列纤维组织结构，疏松多孔，细胞排列2、煤的次生结构　、煤的次生结构　　　                                  构造应力下产生的宏观结构构造应力下产生的宏观结构                                   ①①    碎裂构造　碎裂构造　　碎块　碎块>2cm                                    ②②    碎粒构造碎粒构造　　粒度　　粒度1cm ③③    糜棱构造糜棱构造　　层理，煤岩成分看不见　　层理，煤岩成分看不见　　思考题：思考题：构造煤研究的地质意义？构造煤研究的地质意义？ 1—原生结构煤；2—碎裂煤；3—碎斑煤；4—糜棱煤21343、煤的构造、煤的构造 煤岩成分空间排列和分布所表现出来的组合特征，与煤岩成分空间排列和分布所表现出来的组合特征，与煤岩成分自身大小，形态无关，而与成煤物质聚积时的环煤岩成分自身大小，形态无关，而与成煤物质聚积时的环境有关。

境有关         ①①    层状构造：层状构造：水平层理，水平波状层理、斜层理、水平层理，水平波状层理、斜层理、                                      同生变形构造，与水动力条件有关同生变形构造，与水动力条件有关        ②②    块状构造：块状构造：岩石组成单一，看不到层理，覆水较岩石组成单一，看不到层理，覆水较 深的滞水条件深的滞水条件 （一）概述（一）概述                              有机质：有机质：主要由主要由C、、H、、O、、N、、S等元素组成，是复杂的等元素组成，是复杂的                                高分子有机化合物，是煤的主要组成部分；高分子有机化合物，是煤的主要组成部分；          无机质：无机质：包括矿物杂质和水分，它降低了煤的利用价值包括矿物杂质和水分，它降低了煤的利用价值二）煤中的水分（二）煤中的水分             1、、水分的来源：水分的来源：植物本身水，泥炭堆积吸水，煤化脱植物本身水，泥炭堆积吸水，煤化脱 水，地下水，开采、运输中掺入水，地下水，开采、运输中掺入  2、水在煤中的存在状态、水在煤中的存在状态                    ①①   外在水分（外在水分（M Mf f））:  大毛细管（大毛细管（d>200nm）中的游离水）中的游离水          二、二、煤的化学组成煤的化学组成②②  内在水分（内在水分（Minh））:   存在存在d<200nm中的吸附水中的吸附水 (100℃℃ )                                          Minh≈Mad（空气干燥基水分）（空气干燥基水分）③③结晶水（化合水）：结晶水（化合水）： 以分子或离子形式以分子或离子形式 参加矿物晶格构造参加矿物晶格构造 的水分。

的水分 如如 CaSO4•2H2O                   Al2O3• SiO2 •2H2O3、、煤中水对工业利用的影响煤中水对工业利用的影响 4、、煤中水分的测定煤中水分的测定 Mad——煤的工业分析方法，煤的工业分析方法，GB212-91GB212-91 1 1））通氮干燥法：称取一定量的空气干燥煤样，置于105一 110℃干燥箱中，在干燥氮气流中干燥到质量恒定然后根据 煤样的质量损失计算出水分的百分含量 2）甲苯蒸馏法：称取一定量的空气干澡煤样于圆底烧瓶中， 加入甲苯共同煮沸分馏出的液体收集在水分测定管中并分 层，量出水的体积(mL)，以水的质量占煤样质量的百分数作 为水分含量DC-100型马弗炉型马弗炉3））空气干燥法 称取定量的空气干燥煤样，置于105一110t干澡箱中， 在空气流中干燥到质量恒定然后根据煤样的质量损失计 算出水分的百分含量 M Mt t——GB/T211-1996 微波干燥法 称取一定量粒度小于6 mm的煤样，置于微波炉内。

煤中 水分子在微波发生器的交变电场作用下，高速振功产生摩 擦热，使水分迅速蒸发 根据煤样干燥后的质量损失计算全水分特低全水分煤特低全水分煤     低全水分煤低全水分煤     中全水分煤中全水分煤   　　   中高中高        　　    高高            特高特高    SLM                        LM                    MM            MHM              HM           SHM  ≤≤ 6.0 %              >6.0~8.0             >8.0~12.0     >12.0~20.0  > 20.0~40.0     > 40.0表表3-8  全水分（全水分（ Mt ）与空干基（）与空干基（ Mad ）水分测定条件）水分测定条件项目项目粒级粒级/mm重量重量/g温度温度/ ℃℃ 各煤类时间各煤类时间/minHMYMWYMt<13500145±±5903060<610~12145±±5453060Mad<0.21105~11012090120GB474 煤样的制备方法全水分分级全水分分级▲▲ 煤分类研究中常采用最高内在煤分类研究中常采用最高内在       水分水分(MHC)：即煤样在：即煤样在30℃，，       相对湿度为相对湿度为96～～97%的条件下的条件下       达到吸湿平衡时测得的内在水达到吸湿平衡时测得的内在水       分。

也即煤中毛细管吸附的分也即煤中毛细管吸附的      水分达到饱和时的水分最高水分达到饱和时的水分最高      内在水分与煤级有关，它不受内在水分与煤级有关，它不受      空气湿度的影响，便于不同地空气湿度的影响，便于不同地      区对比                                        图图3- 1 MHC与与Vdaf的关系的关系5、影响、影响煤中水分的因素煤中水分的因素 表表3-12   中国不同煤级煤空气干燥基水分的变化范围中国不同煤级煤空气干燥基水分的变化范围 煤级煤级HM1HM2CYQMFMJMSMPMWY3WY2WY1Mad% 28~10 15~3 12~36~3 2~0.3 1.5~0.3 1.8~0.4 2.5~0.5 2.5~0.7 3.0~1.0 9.5~2.0▲ ▲ 基准的换算基准的换算ar ——as received basis                                       收到基收到基ad——air dried basis                                           空气干燥基空气干燥基d ——dry basis                                                     干燥基干燥基daf ——dry ash-free basis                                   干燥无灰基干燥无灰基dmmf ——dry mineral-matter free basis          干燥无矿物基干燥无矿物基maf ——moist ash-free basis                               恒湿无灰基恒湿无灰基m,mmf ——moist mineral-matter free basis    恒湿无矿物基恒湿无矿物基  daf d ad ar Mf Mad V FC A图 3-10 煤质指标不同基准示意图    （二）煤的灰分（二）煤的灰分          1、灰分的概念、灰分的概念                                    煤中可燃质完全燃烧，煤中矿物质在一定温度下产生煤中可燃质完全燃烧，煤中矿物质在一定温度下产生                         分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。

分解、化合等复杂反应后剩下的残渣               2、矿物质对煤加工利用的影响、矿物质对煤加工利用的影响                         1）造成运输和贮存的浪费；）造成运输和贮存的浪费；                         2）降低了焦炭的质量和炼钢锅炉效率；）降低了焦炭的质量和炼钢锅炉效率；                         3）降低了煤的发热量，增加了灰渣处理量；）降低了煤的发热量，增加了灰渣处理量；                         4）煤灰利用，提取）煤灰利用，提取Ga、、 Ge、、V、、Ti               3、煤灰分产率的测定、煤灰分产率的测定                        粒级粒级 0.2mm    ad     1g      O2          815 ±±5 ℃℃     1h    测得测得A ad                        灰分产率是一个固定值，与水分无关灰分产率是一个固定值，与水分无关                                4、影响煤灰分的因素、影响煤灰分的因素                         1）煤岩成分、煤岩类型）煤岩成分、煤岩类型                         2）原生矿物、同生矿物、后生矿物）原生矿物、同生矿物、后生矿物                         3）人为因素）人为因素               5、灰分划分等级（、灰分划分等级（Ad % ））                            特低灰煤特低灰煤                 低灰煤低灰煤                  中灰煤中灰煤    　　　　   高灰煤高灰煤                                   SLA                       LA                         MA                     HA         动力用煤动力用煤     ≤≤ 10.00%        10.01~16.00 %          16.01~29.00%         >29.00%         炼焦用煤炼焦用煤      ≤≤ 6.00%            6.01~9.00 %              9.01~12.00%         >12.00%                          GB/T15224.1——2004 （三）煤的挥发分（三）煤的挥发分         1、测定方法、测定方法                    粒级粒级 <0.2mm    ad    1g     隔绝空气隔绝空气        900 ±10±10 ℃℃     7min                        煤样减轻的质量占原煤质量的百分数，减去煤的煤样减轻的质量占原煤质量的百分数，减去煤的M ad .                     测得测得V ad ，挥发分产率是一个固定值，与水分、灰分无关，挥发分产率是一个固定值，与水分、灰分无关          2、影响因素、影响因素                    ①①    同一煤化程度，煤岩成分的影响同一煤化程度，煤岩成分的影响　　表表2-14  不同煤岩成分的挥发分不同煤岩成分的挥发分(Vdaf%)比较比较 煤岩煤岩 树脂体树脂体 藻类体藻类体 孢子体孢子体 角质体角质体 树皮体树皮体 镜煤镜煤 亮煤亮煤 暗煤暗煤 丝炭丝炭气煤气煤99.086.164.850.449.539.3 41.436.9 17.7 ② ②相同煤岩成分，煤化程度影响相同煤岩成分，煤化程度影响表表2-15    不同煤级煤的挥发分变化范围不同煤级煤的挥发分变化范围3、焦渣特征分类、焦渣特征分类　　        １号粉状：没有相互粘着的颗粒１号粉状：没有相互粘着的颗粒       ２号粘着：用手指轻碰焦渣即成粉状或团块２号粘着：用手指轻碰焦渣即成粉状或团块       ３号弱粘结：用手指轻压即碎成小块３号弱粘结：用手指轻压即碎成小块       ４号不熔融粘结：用手指用力压才裂成小块４号不熔融粘结：用手指用力压才裂成小块       ５号不膨胀熔融粘结：呈扁平状，银白色光泽，颗粒界线不清５号不膨胀熔融粘结：呈扁平状，银白色光泽，颗粒界线不清       ６号微膨胀熔融粘结：用手指压不碎，银白色光泽，有小膨胀泡６号微膨胀熔融粘结：用手指压不碎，银白色光泽，有小膨胀泡       ７号膨胀熔融粘结：焦渣７号膨胀熔融粘结：焦渣h<15mm，银白色光泽，膨胀，银白色光泽，膨胀       ８号强膨胀熔融粘结：焦渣８号强膨胀熔融粘结：焦渣h>15mm，银白色光泽，强膨胀，银白色光泽，强膨胀 煤级煤级HM1HM2CYQMFMJMSMPMWY3WY2WY1Vdaf% 65~55 55~4848~4040~3636~26 28~1820~1416~10 10~6.5 6.5~3.5<3.5•当空气干燥煤样中碳酸盐二氧化碳含量为2 ~12%时， 要减去空气干燥煤样碳酸盐中二氧化碳含量(按GB212测定）•当空气干燥煤样中碳酸盐二氧化碳含量>12%时 要减去焦渣中二氧化碳对煤样的百分数•挥发份分级——MT/T849-2000    SLV                  LV                  MV               MHV                    HV               SHV ≤≤ 10.00 %    >10.0~20.0      >20.0~28.0     >28.0~37.0        > 37.0~50.0       > 50.0   重复性限重复性限  一个数值在重复条件下，即在同一实验室中，由同一操一个数值在重复条件下，即在同一实验室中，由同一操作者，用同一仪器，对同一试样，于短期内所作的重复测定，所得作者，用同一仪器，对同一试样，于短期内所作的重复测定，所得结果间的差值（在结果间的差值（在95％概率下）不能超过此数值。

％概率下）不能超过此数值一个数值在再现条件下，即在不同实验室中，对从试样缩制最后阶一个数值在再现条件下，即在不同实验室中，对从试样缩制最后阶段的同一试样中分取出来的、具有代表性的部分所作的重复测定，段的同一试样中分取出来的、具有代表性的部分所作的重复测定，所得结果的平均值间的差值所得结果的平均值间的差值 •挥发分测定的精密度     挥发分挥发分/%           重复性重复性 Vad/%              再现性再现性Vd /%         <20                                  0.30                                       0.50         20~40                               0.50                                       1.00         >40                                 0.80                                       1.50（四）固定碳（（四）固定碳（FCFC）） 1 1、固定碳（、固定碳（FCFC）的概念）的概念 FCFC不是纯碳，是由Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ组成的混合物不是纯碳，是由Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ组成的混合物。

                                 (FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)                                   (FC) daf=100-Vdaf                      当以固定碳产率表示煤有机质特性时，必须用干燥无灰基表当以固定碳产率表示煤有机质特性时，必须用干燥无灰基表                      示，因为固定碳与煤中的水分矿物质无关示，因为固定碳与煤中的水分矿物质无关随煤阶的增高，随煤阶的增高， 煤的固定碳产率也逐渐升高煤的固定碳产率也逐渐升高 不同煤级煤的固定碳变化范围不同煤级煤的固定碳变化范围煤级煤级HM1HM2CYQMFMJMSMPMWY3WY2WY1FCdaf% 35~45 45~52 52~60 60~64 64~7474~8280~8684~9090~93.5 93.5~96.5 >96.52、燃料比、燃料比                         国外尤其是日本国外尤其是日本 FC daf /V daf 表示燃料比表示燃料比 思考题：思考题：                1.  煤工业分析（水分、灰分、挥发分）方法如何更新？煤工业分析（水分、灰分、挥发分）方法如何更新？               2.  煤的灰分产率与矿物质含量的关系？煤的灰分产率与矿物质含量的关系？FCd分级分级    SLFC             LFC                 MFC              MHFC             HFC             SHFC≤≤ 45.00 %    >45.0~550.0      >55.0~65.0     >65.0~75.0        > 75.0~80.0       > 80.0   （五）（五）   元素分析元素分析　　　            1、煤中Ｃ、Ｈ含量测定、煤中Ｃ、Ｈ含量测定 燃烧法燃烧法     粒级粒级 <0.2mm    ad    0.2g    O2                        2H2O+CaCl2               CaCl2·2H2O                      (吸吸H2O)                        CO2+2NaOH        Na2CO3+H2O                    (吸吸CO2)                        4SO2+4PbCrO4              4PbSO4+2Cr2O3+O2↑ (除除 S)                        4SO3+4PbCrO4               PbSO4+2Cr2O3+3O2↑ (除除S )                         Cl2+2Ag            2AgCl↓                                  (除除Cl)                         2NO2+MnO2    Mn(NO3) )2                                           (除除N) 2、煤中、煤中N含量测定含量测定         开氏蒸馏法开氏蒸馏法        粒级粒级 <0.2mm    ad    0.2         混合催化剂混合催化剂(Na2SO4和和HgSO4)和和H2SO4 加热分解，煤中的氮则转化为加热分解，煤中的氮则转化为NH3，与，与H2SO4作用，作用，转化为转化为NH3 ( (HSO4) 。

加入过量的加入过量的NaOH溶液中和溶液中和H2SO4 ，，把把NH3从从NaOH溶液中蒸出，并吸收在硼酸溶液中用溶液中蒸出，并吸收在硼酸溶液中用H2SO4标准液滴定，根据用去标准液滴定，根据用去 H2SO4的量，计算煤中的氮的量，计算煤中的氮含量3、煤中、煤中O含量计算含量计算 Oad=100-Cad-Had-Nad-St,ad-Mad-Aad [–(CO2) ad]         Odaf=100-(Cdaf+Hdaf+Ndaf+So,daf)全硫全硫/St单质硫单质硫        单质硫单质硫 可燃硫可燃硫         有机硫有机硫有机硫有机硫/ So硫化物硫硫化物硫/Sp 无机硫无机硫硫酸盐硫硫酸盐硫/Ss非可燃硫非可燃硫 4、煤中、煤中S含量测定含量测定        （（1）来源，种类，分布）来源，种类，分布 （（2 2）煤中硫对煤利用的影响）煤中硫对煤利用的影响 （（3）煤中硫的测定方法）煤中硫的测定方法           ①①   煤中全硫含量的测定煤中全硫含量的测定(St%) 高温燃烧法：高温燃烧法：粒级粒级 <0.2mm    ad    0.5克，克， 1250℃℃煤中各煤中各 种硫变成种硫变成SO2和和SO3，通，通入入H2O2溶液中，氧溶液中，氧                                     化为化为H2SO4 ，，以以标准的标准的NaOHNaOH溶液滴定生成溶液滴定生成 的的H2SO4，便可计算出煤中的全硫含量。

便可计算出煤中的全硫含量  重量法：重量法：粒级粒级 <0.2mm    ad    1克，克， 850℃℃ 与与2g g艾什卡试剂混合艾什卡试剂混合（（Na2CO3：：MgO=1：：2)，，                   在在850℃℃下燃烧，煤中各种硫变成下燃烧，煤中各种硫变成SO2和和SO3，并，并 与艾氏剂反应生成与艾氏剂反应生成Na2SO4和和MgSO4，加入，加入BaCl2 溶液，即生成溶液，即生成BaSO4沉淀，称取沉淀，称取BaSO4的质量的质量 ，， 即可计算出全硫含量即可计算出全硫含量②②  煤中硫化铁硫煤中硫化铁硫(Sp)的测定的测定              粒级粒级 <0.2mm    ad    1g g，， 用稀用稀HCl浸出非浸出非FeS2硫，然后用稀硫，然后用稀HNO 3把把FeS2 中的中的      硫氧化成硫酸盐，把硫氧化成硫酸盐，把Fe2+氧化成氧化成Fe3+，把，把Fe3+盐溶液用盐溶液用      SnCl2还原为还原为Fe2+ ,然后用重铬酸钾溶液滴定，再以然后用重铬酸钾溶液滴定，再以Fe的的      量计算煤中量计算煤中FeS2硫。

硫 ③③  煤中硫酸盐硫煤中硫酸盐硫(Ss)的测定的测定          用稀用稀HCl浸出浸出Ss，在浸液中加入，在浸液中加入BaCl2溶液，即可生溶液，即可生          成成BaSO4沉淀据BaSO4的量，即可计算出的量，即可计算出Ss的含量④④  煤中有机硫煤中有机硫(So)的计算的计算            煤中有机硫一般不作测定，而是用差减法计算得出煤中有机硫一般不作测定，而是用差减法计算得出           即即: So,ad=St,ad—Sp,ad—Ss,ad                                 特低硫煤特低硫煤     　低硫煤　低硫煤     　中硫煤　中硫煤   　　  中高硫煤中高硫煤  　　 高硫煤高硫煤       特高硫煤特高硫煤 HM             <0.45             0.45~0.85      0.86~1.5        1.51~3.00        >3.00YM、、WY   <0.50             0.50~0.90      0.91~1.50       1.51~3.00       >3.00  炼焦用煤炼焦用煤    <0.40             0.40~0.70      0.71~0.95       0.96~1.20    1.21~1.50    1.51~2.50 （（4）煤中全硫）煤中全硫（折算后（折算后St,d % ））的分级的分级——GB/T 155224.2-2004折算：折算：St,d %=基准发热量基准发热量Qgr.d /（实测（实测Qgr.d ））×× 实测实测St,d % 基准发热量基准发热量Qgr.d ：对不同煤种规定的干燥基高位发热量：对不同煤种规定的干燥基高位发热量    Qgr.d               MJ/KgYM、、WY             24.00   HM                     21.005、煤中其它有害元素和稀散元素、煤中其它有害元素和稀散元素      有害元素：有害元素：Ｓ、Ｐ、Ｓ、Ｐ、As、、Cl、、Hg、Ｆ、Ｆ      稀散元素：稀散元素：Ge、、Ga、Ｕ、Ｖ、、Ｕ、Ｖ、Th、、Ti、、Be、、Li、、Sr、、Re          6、影响煤元素组成的因素、影响煤元素组成的因素    （（1）同一煤阶煤岩成分的影响）同一煤阶煤岩成分的影响          Ｃ：ＩＣ：Ｉ>E>V                       Ｈ：Ｈ： E>V>I          Ｏ：Ｏ： V>I>E                        Ｎ：Ｎ： E、、V>I（（2）同一煤岩成分煤阶的影响）同一煤岩成分煤阶的影响 表表2-18 随煤阶增高，煤的元素含量变化范围随煤阶增高，煤的元素含量变化范围 煤级煤级Cdaf/%Hdaf/%Odaf/%Ndaf/%HM60~774.5~6.030~152.0~1.7CY77~814.5~6.015~101.5QM79~845.4~6.812~81.7FM84~894.9~6.08~41.5JM87~914.5~5.56.5~3.51.5SM88~924.3~5.05~31.4PM88~934.0~4.75~21.2WY389~933.2~4.04~21.1WY293~952.0~3.23~20.8WY195~980.8~2.02~10.6。