chap 6 煤岩学基础
①有机显微组分:
在显微镜下能观察到的煤中成煤原始植物组织
转变而成的显微组分(煤的有机质)。
②无机显微组分:
在显微镜下能观察到的无机矿物质。
1、煤的有机显微组分(Organic Macerals )
腐植特征是:
镜质组:透射光下呈橙红色,透明或半透明,较均一,不含 或少含矿物质,见垂直裂纹。普通反射光下呈灰色,油浸反 射光下呈深灰色,无突起。 惰质组:透射光下呈黑色,不透明。反射光下突起高,呈白 色,油浸反射光时呈亮白色。 壳质组:透射光下透明到半透明,呈黄色或橙红色,轮廓清 晰,外形特殊。普通反射光下大多有突起,呈深灰色,油浸 反射光下-灰黑色或黑灰色。
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%。 根据凝胶化程度的不同,镜质组还可细分为:结构镜质体, 无结构镜质体和碎屑体。
镜煤 亮煤 暗煤 丝炭
– 它们是煤中宏观可见的基本单位。其中镜煤和丝炭是简单的宏观煤岩成分, 亮煤和暗煤是复杂的宏观煤岩成分。
宏观煤岩组分
1、 腐植煤的煤岩类型 1.1 镜煤(vitrain)
黑色,光泽最强,质地均匀,性脆,断口 多呈贝壳状。在煤层中镜煤常呈透镜状或条带 状,大多厚几毫米到1~2cm,有时呈线层状夹 在亮煤或暗煤中。镜煤的显微组成单一,主要 是植物的木质显微组织经凝胶化作用形成的。
煤显微组分的性质
当煤化度相同时:
1.碳含量:丝质组>壳质组和镜质组;
2.氢含量:壳质组>镜质组>丝质组;
3.挥发分:壳质组>镜质组>丝质组;
4.氧含量:镜质组>丝质组>壳质组;
随着煤化程度的增加,化学组成差别缩小,最 后趋于一致。
分离和富集方法和流程
第三节 煤岩显微组分的反射率
用矿物反射光强度(Ir)与入射光强度(Ii)的百分
微观方法-用显微镜研究煤 研究方法:
透射光:薄片 2×2 cm,厚 0.2 mm。根据颜色、形态和结
构识别微煤岩组分、判断煤的性质。
反射光:光片直径 2 cm,厚1.5-2 cm 圆柱体。在普通反射 光或油浸反射光下,根据颜色、形态、结构、突起、反光 性等特征识别煤岩组分、判断煤的性质。 光片分为煤光 片和粉光片(砖光片)。 油浸物镜:就是观察前要再切片上的滴一滴油的物镜,因为 油的光学特性跟玻璃差不多,不会产生折射,使物镜的分 辨率大幅提高。
中国煤炭岩相分析不同煤种界定范围规定
• 理论依据: 煤 种 气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 Rmax >0. 6%~0.9% >0. 9%~1.2% >1.2%~1.69% >1.7%~2.0%
煤的镜质组最大反射率分布图在炼焦配煤中的应用
• 我国太多数焦化厂的原料煤采用混煤(配
煤,易造成焦炭质量的波动。 为更好地确
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
性质:致密坚硬、比重大,H低、C高,V低,无粘 结性,孔隙大。
1.3
亮煤
颜色深黑,光泽较强,仅次于镜煤,性较脆, 内生裂隙发育。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,并含有不同数量的丝质组、稳定组和矿物质。 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,但由于丝质组和矿 物质的存在,质量比镜煤差。
1.2、惰质组( Inertinite,又称丝质组)的成因
丝质组是通过丝炭化作用或火焚作用形成。
丝炭化作用:成煤植物的组织在积水较少、湿度不足的 条件下,木质纤维组织经脱水作用和缓慢的氧化作用后,又转入 缺氧的环境,进一步经煤化作用后转化为丝炭化组分。丝炭化作 用也可以作用于已经受不同程度凝胶化作用的组分上,但经丝炭 化作用后的组分不能再发生凝胶化作用成为凝胶化组分。 火焚作用:有的丝炭化组分是由于古代沼泽森林火灾后, 由烧焦的炭化组织转化而来的,称为火焚丝质体。在显微镜下观 察,该类丝炭化组分细胞结构完整清晰,且由于没有经受凝胶化 作用,细胞壁没有发生吸水膨胀,因此,胞壁薄。煤中含量在10 -20%,对煤的性质有重要影响。
到那种组分落在十字丝中心,即按相当于该组分的键,
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:
性质:V、H高,粘结性强,矿物质含量少
1.2 丝炭(fusain)
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。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。
用煤岩学观点和方法指导炼焦配煤和预测焦炭质量; 评定煤质,指导正常生产;
从煤岩学观点来看,煤是不均一物质,其有机质是由镜质组、 稳定组、丝质组组成。而镜质组和稳定组都具有粘结性,所以是活 性成分。丝质组不具有粘结性,是情性成分。而半镜质组介于二者 之间,可见不同变质阶段的煤,共显微组分的粘结性又有区别,即 是同一种煤,所合的活性成分质量也有差别。而活性成分是决定炼 焦煤性质的首要指标。惰性成分同样也是配煤中不可缺少的成分, 缺少或过剩都对配煤炼焦不利,导致焦炭质量下降。要得到所要求 焦炭质量的配煤方案,实际上是不同活性成分与适量惰性成分的组 合。所以世界各国各种煤出配煤方法中,都是以煤岩组成和活性成 分的反射率为基础资料,把煤岩显微组分分成活性成分和惰性成分 两大类,通过适当的方法计算、试验、作图找出炼焦配煤最适合的 范围、预测焦炭质量,指导配煤。
比表示,称为矿物的反射率(R):
煤岩显微组分的反射率是指煤抛光面的反射光强 度与垂直入射光强度之比。
第三节
煤岩显微组分的反射率
主要仪器:带光电倍增管的 光度计。 原理:测量已知反射率的标 准片(“标准”)与欲测物反射光 转变为电能的光电流强度,以计 算欲测物反射率的方法。 方法: 测定时,在显微镜 一定强度的入射光下,先将“标 准”置于单偏光下,测定其反射 光电流强度Io,再测定未知物的 反射光电流强度I。
1.3、壳质组( Exinite又称稳定组)的成因
壳质组又称稳定组,是由成煤植物中化学稳定性强的 组织器官转化而来的。在泥炭化作用阶段,因化学稳定 性强,没有遭受生物化学作用的破坏而保存在煤中,经 煤化作用后转化为稳定组分。
煤中常见的稳定组分有:孢子体、花粉体、树脂体、 角质体、木栓体等。稳定组分在透射光下透明到半透明, 呈现黄色到橙红色,轮廓清楚,外形特殊;在反射光下 呈现深灰色,大多数有突起。 稳定组分在煤中的含量不大。个别情况下,有稳定组 分富集的煤出现,如乐平树皮煤、抚顺烛煤。稳定组分 的氢含量高,发热量高。
I R RO I0
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。
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。
煤的岩石组成
第六章 煤岩学基础
Basic Knowledge of Coal Petroloy
第六章 煤岩学基础
主要内容:
煤岩组成的研究方法
有机显微组分及其成因
有机显微组分的性质 宏观煤岩学概述 微观煤岩学在炼焦配煤中的应用
第一节 概述:煤岩学研究方法
1、什么是煤岩学(coal
petrology)?
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?)
煤化学意义:
a.在反映煤的变质程度、用于煤炭分类 b.预测煤的粘结性,指导炼焦配煤。
第四节
微观煤岩学在炼焦中的应用
煤的镜质组最大反射率分布 图在炼焦配煤中的应用
第四节
微观煤岩学在炼焦中的应用
煤显微组分的在煤化过程中变化
2、 煤中的矿物质——无机显微成分
煤的无机显微成分主要是指粘土矿物、黄铁矿、石 英、方解石等,在显微镜下可以进行区分。 粘土类矿物:高岭石(kaolinite),伊利石,水云 母,… 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,…
3.2 煤岩组分的定量方法