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5煤与含煤岩系解析.pptx
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1、第五章第五章 煤与含煤岩系煤与含煤岩系学习目的意义学习目的意义 煤煤的的形形成成、煤煤的的分分类类及及煤煤的的形形成成时时代代等等是是煤煤矿矿地地质质学学研研究究的的主主要要内内容容之之一一,它它们们与与煤煤矿矿的的安安全全开开采采也也有有一一定定的的关关系系。不不同同环环境境、不不同同时时代代及及不不同同类类型型的的煤煤,其其煤煤层层厚厚度度、瓦瓦斯斯含含量量等等都都有有很很大大差差别别,进进而而影影响响到到煤煤矿矿的的开开采采方方式式、通通风风作作业业等等。因因此此,掌掌握握煤煤的的形形成成环环境境、分分类类及及形形成成时时代代等是非常必要的。等是非常必要的。主要内容主要内容 第一节第一节
2、 煤的形成煤的形成 第二节第二节 煤的性质及分类煤的性质及分类 第三节第三节 含煤岩系含煤岩系 第四节第四节 聚煤盆地与煤田聚煤盆地与煤田 重点、难点重点、难点1 1、掌握煤的形成;、掌握煤的形成;2 2、掌握煤的古地理特征;、掌握煤的古地理特征;3 3、掌握聚煤盆地的形成条件及类型。、掌握聚煤盆地的形成条件及类型。第五章第五章 煤与含煤岩系煤与含煤岩系二、成煤作用二、成煤作用一、成煤原始物质一、成煤原始物质 重点、难点:重点、难点:煤化作用及变质作用类型。煤化作用及变质作用类型。第一节第一节 煤的形成煤的形成一、成煤原始物质一、成煤原始物质 左:左:3 3亿年前的沼泽,在恐龙生活之前,很多巨
3、大的植物在沼亿年前的沼泽,在恐龙生活之前,很多巨大的植物在沼 泽中死亡了。泽中死亡了。中:中:1 1亿年前,水体,数百万年之后,植物被水体和泥土掩埋。亿年前,水体,数百万年之后,植物被水体和泥土掩埋。右:岩石与泥土,在温度和压力作用下,死亡的植物体转变成右:岩石与泥土,在温度和压力作用下,死亡的植物体转变成 了煤。了煤。第一节第一节 煤的形成煤的形成煤煤是是由由植植物物经经过过漫漫长长的的极极其其复复杂杂的的生生物物化化学学、物物理化学作用转变而形成的。理化学作用转变而形成的。从植物遗体堆积到转变为煤的一系列演变从植物遗体堆积到转变为煤的一系列演变过程称为过程称为成煤作用成煤作用。有两个阶段:
4、有两个阶段:l泥炭化作用与腐泥化作用(阶段)泥炭化作用与腐泥化作用(阶段)l煤化作用(阶段)煤化作用(阶段)二、成煤作用二、成煤作用 第一节第一节 煤的形成煤的形成二、成煤作用二、成煤作用 第一节第一节 煤的形成煤的形成l成煤的第一节阶段(泥炭化阶段)成煤的第一节阶段(泥炭化阶段):植物遗体在地:植物遗体在地表湖沼或海湾环境中,经历复杂的生物化学变化形成表湖沼或海湾环境中,经历复杂的生物化学变化形成泥炭或腐泥。泥炭或腐泥。l成煤的第二阶段(煤化作用阶段)成煤的第二阶段(煤化作用阶段)1 1、褐煤的形成(成岩阶段):、褐煤的形成(成岩阶段):2 2、烟煤的形成(变质作用阶段):、烟煤的形成(变质
5、作用阶段):第一节第一节 煤的形成煤的形成成煤作用的阶段划分 1 1、泥炭化作用、泥炭化作用 高高等等植植物物遗遗体体在在泥泥炭炭沼沼泽泽中中经经受受复复杂杂的的生生物物化化学和物理化学变化,转变成泥炭的过程。学和物理化学变化,转变成泥炭的过程。第一节第一节 煤的形成煤的形成泥炭沼泽泥炭沼泽 2 2、腐泥化作用、腐泥化作用 指指低低等等植植物物和和浮浮游游生生物物遗遗体体在在湖湖泊泊、泻泻湖湖和和海海湾等还原环境中转变成腐泥的生物化学作用。湾等还原环境中转变成腐泥的生物化学作用。第一节第一节 煤的形成煤的形成 3 3、煤化作用、煤化作用 泥炭或腐泥转变为褐煤、烟煤、无烟煤、超无泥炭或腐泥转变为
6、褐煤、烟煤、无烟煤、超无烟煤的作用。烟煤的作用。分为分为2 2个阶段:个阶段:煤成岩作用、煤变质作用。煤成岩作用、煤变质作用。(1 1)煤成岩作用)煤成岩作用(褐煤的形成褐煤的形成)指指泥泥炭炭或或腐腐泥泥被被掩掩埋埋后后,在在地地温温、压压力力等等因因素素的的影影响响下下,经经压压实实、脱脱水水、固固结结等等,转转变变成成褐褐煤和腐泥褐煤的作用。煤和腐泥褐煤的作用。发生在地下发生在地下200200400m400m的浅层。的浅层。第一节第一节 煤的形成煤的形成 (2 2)煤变质作用)煤变质作用(烟煤的形成烟煤的形成)指指褐褐煤煤在在地地下下受受相相对对较较高高的的温温度度、压压力力、时时间间等
7、等因因素素的的影影响响转转变变为为烟烟煤煤、无无烟烟煤煤等等的的地地球球化化学学作作用。用。(3 3)影响煤化作用的因素)影响煤化作用的因素 a.a.温度温度温度因素最为重要,使煤结构发生化学变化温度因素最为重要,使煤结构发生化学变化 b.b.时间时间 c.c.压力压力使煤的物理结构发生变化使煤的物理结构发生变化第一节第一节 煤的形成煤的形成 4 4、煤的变质作用类型、煤的变质作用类型 根根据据引引起起煤煤变变质质的的主主要要因因素素及及其其作作用用方方式式等等,将煤的变质作用划分为:将煤的变质作用划分为:(1 1)煤煤深深成成变变质质作作用用:煤煤形形成成后后,受受地地热热及及上覆岩层静压力
8、作用下,使煤发生变质的作用。上覆岩层静压力作用下,使煤发生变质的作用。(2 2)煤煤区区域域岩岩浆浆热热变变质质作作用用:大大规规模模岩岩浆浆侵侵入入含含煤煤岩岩系系或或其其外外围围,导导致致区区域域内内地地热热增增高高,使煤发生变质的作用。使煤发生变质的作用。第一节第一节 煤的形成煤的形成(3 3)煤接触变质作用:)煤接触变质作用:指各种岩床、岩墙、岩指各种岩床、岩墙、岩脉等浅成岩体侵入或接近煤层时,在岩浆热液脉等浅成岩体侵入或接近煤层时,在岩浆热液与挥发性气体等影响下,使煤发生变质作用。与挥发性气体等影响下,使煤发生变质作用。(4 4)煤煤动动力力变变质质作作用用:由由于于断断裂裂或或褶褶
9、皱皱所所产产生生的的构构造造应应力力和和伴伴随随的的热热效效应应,使使煤煤发发生生变变质质的的作作用。用。第一节第一节 煤的形成煤的形成二、煤的物理性质二、煤的物理性质第二节第二节 煤的性质及分类煤的性质及分类三、煤的工艺性质三、煤的工艺性质一、煤岩组成一、煤岩组成四、煤的工业分析四、煤的工业分析五、煤的分类五、煤的分类1 1、腐植煤的煤岩成分与宏观煤岩类型、腐植煤的煤岩成分与宏观煤岩类型一、煤岩组成一、煤岩组成 指肉眼能观察到的煤的基本组成单位。指肉眼能观察到的煤的基本组成单位。1 1、镜煤、镜煤 2 2、丝炭、丝炭 3 3、亮煤、亮煤 4 4、暗煤、暗煤 (1 1)煤岩成分)煤岩成分第二节
10、第二节 煤的性质及分类煤的性质及分类一、煤岩组成一、煤岩组成a.a.镜镜煤煤:颜颜色色最最深深、光光泽泽最最强强,质质均均匀匀而而脆脆,具具有有贝贝壳壳状状断断口口。镜镜煤煤的的挥挥发发分分和和含含氢氢量量高高,粘粘结结性性强强,适适宜宜于于作作炼炼焦焦低低温温干干馏馏,气气化化,液液化化等的原料等的原料.。b.b.丝丝炭炭:外外观观像像木木炭炭,呈呈灰灰黑黑色色,具具有有明明显显的的纤纤维维状状结结构构和和丝丝绢绢光光泽泽,疏疏松松多多孔孔,性性脆脆易易碎碎。丝丝炭炭含含氢氢量量低低,含含碳碳量量高高,没没有有粘粘结结性性丝炭一般不能液化。丝炭一般不能液化。第二节第二节 煤的性质及分类煤的性
11、质及分类第二节第二节 煤的性质及分类煤的性质及分类c.c.亮亮煤煤:最最常常见见的的煤煤岩岩成成分分,不不少少煤煤层层以以亮亮煤煤为为主主,甚甚至至全全部部由由亮亮煤煤构构成成。亮亮煤煤可以用作炼焦可以用作炼焦,气化气化,低温干馏等的原料低温干馏等的原料.d.d.暗暗煤煤:光光泽泽暗暗淡淡,一一般般呈呈灰灰黑黑色色,致致密密,相相对对密密度度大大,坚坚硬硬而而具具韧韧性性。在在煤煤层层中中,可可以以由由暗暗煤煤为为主主形形成成较较厚厚的的分分层层,甚甚至至单单独独成成层层。暗暗煤煤不不宜宜用用来来炼炼焦焦,但但它它是低温干馏的良好原料是低温干馏的良好原料.。宏观煤岩宏观煤岩类型类型光泽光泽镜煤
12、亮煤镜煤亮煤光亮型煤光亮型煤光泽极强光泽极强80%半亮型煤半亮型煤光泽较强光泽较强80%-50%半暗型煤半暗型煤光泽暗淡光泽暗淡50%20%暗淡型煤暗淡型煤光泽极暗光泽极暗20%(2 2)宏观煤岩类型)宏观煤岩类型根据煤的总体相对光泽强度和光亮成分的含量。根据煤的总体相对光泽强度和光亮成分的含量。2 2、煤显微组分、煤显微组分 指光学显微镜下能够辨认的煤的有机组分。指光学显微镜下能够辨认的煤的有机组分。(1 1)镜镜质质组组:最最常常见见、最最主主要要的的组组分分;氧氧含含量量较高,氢含量中等,碳含量较低等。较高,氢含量中等,碳含量较低等。(2 2)壳壳质质组组:称称稳稳定定组组。氢氢含含量量
13、和和挥挥发发分分一一般般较高。较高。第二节第二节 煤的性质及分类煤的性质及分类 (3 3)惰惰质质组组:主主要要包包括括丝丝质质体体、半半丝丝质质体体、粗粗粒粒体体及及碎碎屑屑惰惰质质体体等等。碳碳含含量量最最高高,氢氢含含量量最最低低,氧氧含量中等。含量中等。(一)煤的元素成分:一)煤的元素成分:主要:主要:C、H、O、N;有害元素:有害元素:S、P、As;S的成因:单质硫的成因:单质硫 有机硫有机硫 无机硫无机硫 煤中全硫(煤中全硫(St,d%)的分级)的分级 特低硫煤特低硫煤 低硫煤低硫煤中硫煤中硫煤富硫煤富硫煤高硫煤高硫煤4.0二、煤的性质二、煤的性质第二节第二节 煤的性质及分类煤的性
14、质及分类 煤的物理性质:光泽、颜色、硬度、脆度、比重、断口、裂煤的物理性质:光泽、颜色、硬度、脆度、比重、断口、裂隙等方面。隙等方面。1、光泽:、光泽:从土状(褐煤)从土状(褐煤)从似金属光泽(无烟煤);从似金属光泽(无烟煤);2、颜色:、颜色:褐色(褐煤)褐色(褐煤)黑色(烟煤)黑色(烟煤)钢灰色(烟煤)钢灰色(烟煤);3、硬度:、硬度:中等(褐煤)中等(褐煤)低(烟煤)低(烟煤)高(无烟煤);高(无烟煤);4、脆度:、脆度:小(褐煤)小(褐煤)大(烟煤)大(烟煤)小(无烟煤);小(无烟煤);5、比重:、比重:随变质程度增加,比重也增加;随变质程度增加,比重也增加;6、断口:、断口:无烟煤;
15、无烟煤;7、裂隙:、裂隙:内生裂隙内生裂隙 外生裂隙外生裂隙(二)煤的物理性质(二)煤的物理性质第二节第二节 煤的性质及分类煤的性质及分类 粘粘结结性性:粉粉碎碎后后的的煤煤在在隔隔绝绝空空气气情情况况下下加加热热到到一定温度时,煤的颗粒相互粘结成焦块的性质。一定温度时,煤的颗粒相互粘结成焦块的性质。结结焦焦性性:粉粉碎碎后后的的煤煤在在隔隔绝绝空空气气受受热热后后生生成成优优质焦炭的性质。质焦炭的性质。1 1、煤的粘结性和结焦性、煤的粘结性和结焦性三、煤的工艺性质三、煤的工艺性质第二节第二节 煤的性质及分类煤的性质及分类 指单位质量的煤完全燃烧时所产生的热值。指单位质量的煤完全燃烧时所产生的
16、热值。煤煤炭炭分分类类重重要要指指标标,一一般般煤煤中中含含碳碳量量为为85%85%时时,发热量最大。发热量最大。中国原煤发热量一般中国原煤发热量一般50005000大卡左右大卡左右 。2 2、煤的发热量、煤的发热量 指指经经过过气气化化可可产产生生做做燃燃料料用用的的动动力力燃燃料料和和供供化学合成原料用的合成煤气。化学合成原料用的合成煤气。主主要要包包括括煤煤的的反反应应性性(活活性性)、煤煤的的落落下下强强度、煤的热稳定性、灰熔融性、灰粘度及结渣性。度、煤的热稳定性、灰熔融性、灰粘度及结渣性。3 3、煤的气化性能、煤的气化性能第二节第二节 煤的性质及分类煤的性质及分类 指将煤中的有机质转
17、化成液态产物的加工过程。指将煤中的有机质转化成液态产物的加工过程。4 4、煤的液化性能、煤的液化性能 选选煤煤:利利用用煤煤与与矿矿物物杂杂质质物物理理化化学学性性质质的的不不同同,设法除去其矿物杂质的过程。设法除去其矿物杂质的过程。5 5、煤的可选性、煤的可选性 煤煤的的可可选选性性:把把矿矿物物杂杂质质从从煤煤中中分分离离出出来来的的难难易易程度。程度。第二节第二节 煤的性质及分类煤的性质及分类 1、水分(、水分(W)水分的来源:植物本身水,泥炭堆积吸水,煤化脱水,地水分的来源: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;下水,开采、运输中掺入;存在状态:存在状态:外在水
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