①基礎的概念:基準和前提。例如,d、ad、daf、dmmf和ar分別代表幹基、風幹基、幹無灰基、幹無礦物基和接收基。
②煤的粘結性。指煤顆粒(D
③煤的結焦性。是指煤顆粒在隔絕空氣的情況下加熱後能否生成高質量的焦炭。
④煤的全水分。它是煤的外部水分(地表水)和內部水分之和。外部水分是在空氣中幹燥失去的水分,其余是內部水分。
⑤揮發性物質。風幹煤樣在無空氣條件下900℃加熱7分鐘後的質量損失從水和二氧化碳的質量中扣除。通常用幹無灰揮發物來表示。Vdaf/%
⑥灰分:風幹煤樣加熱至815℃完全燃燒後的殘渣質量。
⑦藥筒熱值。是指單位質量的煤在充滿過量氧氣的藥筒中燃燒時釋放的熱量,最終產物是25%的二氧化碳、氧氣、氮氣、硝酸、硫酸、液態水和固體灰分。
更高的熱值。是指單位質量的煤在充滿過量氧氣的藥筒中燃燒時釋放的熱量,最終產物是25%的二氧化碳、氧氣、氮氣、二氧化硫、液態水和固體灰分。其值等於藥筒的熱值減去硝酸和硫酸的生成熱。
9.低熱值。是指單位質量的煤在充滿過量氧氣的筒中燃燒時釋放的熱量,最終產物是25%的二氧化碳、氧氣、氮氣、二氧化硫、氣態水和固體灰分。它的值等於較高的熱值減去水的汽化熱。
2、煤的使用
火力發電31%,工業鍋爐31%,民用20%,焦化8%,蒸汽機4%,煤化工3%,出口3%。
3、煤炭工業分類的依據
根據煤化程度指標(揮發分等。)和熱加工過程的性質(粘結性、熱值等。).
4、中國煤炭分類表及說明。
①煤的數字編號說明:十位數表示幹燥無灰揮發分的大小,個位數表示其粘結性。十位數大,說明揮發物高;大的單位數表示高附著力。
②無煙煤分類:3個數字。分類編號。揮發分Vdaf/%氫含量Hdaf/%無煙煤1號01老無煙煤0-3.5 0-2無煙煤2號02典型無煙煤3.5-6.5 2-3無煙煤3號03新無煙煤6.5-10 3-4 ③煙煤分類:24號。
揮發分為10-20%,20-28%,28-37%,37%以上,分別為低、中、中、高揮發分。
粘附指數G 0-5、5-20、20-50、50-65、65或以上,分別為不粘附、弱粘附、中低粘附、中高粘附、強粘附。
④褐煤分類:2個編號類別揮發分Vdaf/%目視比色透光率PM褐煤1號51新褐煤37號以上≤30褐煤2號52老褐煤37號以上30-50 ⑤中國煤炭分類。
14大類:褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、瘦煤、無煙煤。
17小課堂
5、煤的可選性及評價方法
①選煤的概念
通過利用煤和礦物雜質的不同物理和化學性質,嘗試去除礦物雜質並提高煤炭質量規格的過程。
②選煤方法
主要是重力選煤,利用煤和礦物雜質的不同密度,采用跳汰選煤或重介質選煤。
③煤的可選性
從煤中分離礦物雜質以滿足工業用煤要求的難度。用0.1的近密度收益率來表示。
④評價方法
篩選試驗和浮沈試驗。
煤巖石學
第壹節煤巖宏觀成分和煤的物理性質
1,宏觀煤巖成分:肉眼可分辨的煤的基本單位。
①鏡煤。顏色深黑色,光澤最強,貝殼狀斷口,內生裂隙發育,呈條帶狀或透鏡狀,由植物的木質纖維組織膠凝而成,為簡單的宏觀煤巖成分。
②絲炭。顏色灰黑色,纖維狀結構,絲滑光澤,疏松多孔,充填礦物質後堅硬致密,比重大。它是由植物的木質纖維組織經絲碳化而成,也是壹種簡單的宏觀煤巖成分。
③光亮煤。亮煤是壹種復雜的宏觀顯微組分,由植物的木質纖維組織糊化,並混有風或水帶來的壹些礦物雜質而形成。光澤和亮度僅次於鏡質體,斷面平坦,內生裂隙不太發育,往往層較厚,是最常見的宏觀煤巖組分。
④暗煤。暗煤是壹種復雜的宏觀煤成分,富含結殼、惰質組或礦物,無光澤,灰黑色,致密堅硬,比重大,韌性高,不易破碎,切面粗糙,壹般無內生裂紋。比較常見。
2.宏觀煤巖類型
根據宏觀煤巖的成分組合及其反映的平均光澤強度,可分為四種宏觀煤巖類型。
(1)光亮煤。主要由鏡質組和亮煤組成(80%以上)。
②半光亮煤。亮煤和鏡質體占大多數(50-80%)。
③半暗煤。亮煤和鏡質體占20-50%,硬度高,韌性大,比重大。
(4)暗煤。鏡煤和亮煤不到20%,硬度、韌性、比重顯著。
二、煤的物理性質
1,光學屬性
①顏色:表面色、粉色、體色、反光色、反光熒光色。
表面顏色是指煤表面在普通白光照射下反射出來的顏色。
粉色是指將煤炭磨成粉末或用鋼針在煤炭表面刮出條紋的顏色。也稱為條紋色。
體色是指打磨煤的表面,在顯微鏡下觀察反射光的顏色。
反射熒光色:煤表面被藍光或紫外光打磨激發後的顏色。煤表面顏色粉色體色反射熒光色褐煤褐煤煤階越高,透光率越差,煤階越高,反射色越淺,煤階越高,熒光色越弱,低階煙煤呈深褐色,高階煙煤呈深褐色,黑無煙煤呈深黑色,光澤較暗。煤新鮮切片的反射能力。與煤的來源、煤巖成分、煤化和風化程度有關。鏡煤→亮煤→暗煤→絲炭,光澤減弱。隨著煤階的增加,光澤增加。
③反射率、折射率和吸收率
煤的反射率是垂直照明下煤巖組分拋光表面反射光強度與入射光強度的比值。
煤的折射率是光進入煤的界面時入射角與折射角的正弦比。
煤的吸收率是吸收的光能與入射光能的比值。
2.機械性能
①硬度。抵抗硬物壓入表面的能力可分為刻劃硬度、壓痕硬度和磨損硬度。
刻劃硬度是指用標準礦物刻劃煤得到的相對硬度。
壓痕硬度是指用專用儀器測得的煤的顯微硬度。
磨料硬度是指用煤拋光表面的耐磨性表示的硬度。
②脆性。物體被外力破壞的性質。脆性高,韌性差,和硬度沒有直接關系。焦煤是最脆的。
③易磨性。打磨的難度。煤的可磨性系數是指在風幹狀態下,將相同重量的標準煤樣和試驗煤樣從相同粒度研磨至相同細度所消耗的能量比。
④壓縮性。恒溫恒壓下煤的體積變化率。
⑤骨折。煤在應力作用下的破碎部分。
⑥比重和密度。
⑦比表面積。每克煤的總表面積。M2/g
可以使用濕法、BET法、Langmuir等溫吸附法和氣相色譜法。褐煤和無煙煤的比表面積最大。
8孔隙度。煤中孔隙和裂縫的總體積與煤的總體積之比也稱為孔隙度。
⑨導電性。通常用電阻率表示。與煤化程度、水分、礦物質、孔隙度、風化程度有關。
⑩磁性。煤是壹種抗磁性物質。
⑾導熱系數。煤的比熱介於水和礦物之間。水的比熱大,而礦物的比熱小。
第三,煤中的裂縫
1.內生裂縫:膠凝物質在溫度和壓力作用下均勻收縮產生的內部張力形成的裂縫。兩組垂直於層理面發育。
2.外源性裂隙:晚期構造應力的產物,與層理面呈不同角度相交,裂隙中有煤屑。
四、煤的結構和構造
1,煤的結構分為原生結構和次生結構。原生結構是指煤化過程中未經構造運動而形成的煤結構。次級構造是指煤層經過構造運動後的結構,包括碎塊狀、碎塊狀和棱狀構造。
2、煤的結構
煤作為壹種沈積巖,具有沈積構造,包括層理和浪痕。有些沒有層理特征,是塊狀構造。構造運動後,原生構造產生次生構造,如滑動鏡像、鱗片狀構造、褶皺構造等。
第二節煤的微觀結構
壹、煤的有機顯微組分
1和鏡質體。它是由植物的木質纖維素組織在還原條件下凝膠化而形成的。鏡質體分為結構鏡質體、非結構鏡質體和碎屑鏡質體。有植物細胞結構的稱為結構鏡質體,無植物細胞結構的稱為非結構鏡質體,有碎屑分布的稱為碎屑鏡質體。
2.惰性組。又稱絲蛋白基,是木質纖維組織在氧化環境中進行絲碳化而形成的。高含碳量、高芳構化度、高硬度、高反射率、低揮發份、不結塊。
3.結皮形成。也稱為穩定組,liptinite。甲殼素基團中還有大量脂肪族成分,含氫量高,加熱時產生大量焦油和氣體。附著力差或無附著力,有熒光。
二、煤的無機顯微組分
1,煤中礦物質的來源
①原生礦物。植物通過根吸收的礦物質。
②同生礦物。與泥炭壹起沈積的礦物質被風和水帶走。
③後生礦物。由於水或巖漿的侵入,在煤層形成後形成的礦物。
2.煤中礦物質的種類
粘土礦物、碳酸鹽礦物、氧化物、硫化物、氫氧化物等。
第三節煤巖的應用
1.根據煤層剖面、生物化石和煤球,可以推斷煤層的沈積歷史。
2.根據煤層的形成曲線,可以推斷沈積史。
3.利用相同的深度和不同的變質程度可以推斷構造運動的歷史。
第四節煤巖學的研究方法
壹、宏觀研究方法
肉眼觀察煤層剖面,繪制煤巖柱狀圖,描述分層名稱、厚度、結構、構造、礦物等。
第二,微觀研究方法
1,微觀煤巖成分量化
煤粒d≤1mm,平均d = 0.8mm
2cm的粒子數約為25×25=625。
2厘米
當測量間隔為0.6mm時,測點數為33×33=1089。統計原理:統計目鏡十字絲交點下的成分,十字絲交點下沒有微觀成分。判斷原則:如果十字準線的交點落在元件的邊界上,則計算填充在某個象限內的元件。
2.微觀煤巖類型的定量分析
目鏡插入壹個網格千分尺,網格數為20,網格尺寸為0.5毫米×0.5毫米,測量間隔為0.6毫米..統計原則:當網格與煤粒的交叉點數量大於10時參與統計。數據點的判定原則:①礦物點50%或硫化物點的個數>;當15%重合點時,該點被指定為礦物物體;③其他數據點定義為微礦物質煤。
3.顯微組分和顯微組分類型的綜合分析。
在目鏡中插入壹個網格千分尺,以網格千分尺的某壹點為十字絲,在前面統計判斷的基礎上進行統計分析。
三、煤反射率的測定
顯微光度計
四、儀器設備
1,自動顯微光度計
根據灰度值可以計算反射率,判斷煤化程度、顯微組分或煤巖類型。
2.掃描電子顯微鏡:用於研究固體的表面形態。
3.核磁共振:在特定的外磁場中,特定的原子核只吸收特定頻率的射頻能量。用來研究煤分子的化學結構。芳香性的變化相當於外磁場的變化,吸收的射頻頻率也發生變化。
4、電子順* * *振動
第五章含煤沈積體系
1,煤的概念措施
指煤層充填在盆地中並具有* * *關系的沈積群體。含煤巖系顏色以灰色、灰綠色和黑色為主,巖石類型有砂、泥巖、炭質泥巖、灰巖和煤。
2、煤層形成的條件
煤層的前身是泥炭層,泥炭層的形成和保存與沼澤中的水位密切相關。根據植物殘體堆積速度與沼澤水面上升速度的比較,可分為三種情況,也稱三種補償方式:過補償、平衡補償和欠補償。
3、煤層的結構
煤層包含煤分層和巖石夾層。無石夾層的煤層稱為簡單構造煤層,有石夾層的煤層稱為復雜構造煤層。
4.煤層的底板和頂板
泥巖和粘土巖是煤層最常見的底板,富含植物根莖化石,俗稱根土巖;如果地面是礫巖或石灰巖,植物遺骸就存放在不同的地方。根巖含伊利石、蒙脫石、高嶺石等粘土礦物,呈灰白色。
煤層頂板巖石類型較多,最常見的是泥巖、砂巖和灰巖,它們與沈積環境有關。如華北石炭-二疊紀含煤系太原組為海侵充填序列,成煤環境主要為灰巖頂板的瀉湖-障壁島體系。華北山西組為海退充填序列,成煤環境主要為三角洲和河流體系,煤層頂板為湖相泥巖和沖擊砂巖。
5.煤層中的結核、包裹體和化石
煤層頂板為海相沈積,煤層中部和頂部常見黃鐵礦結核,煤層下半部常見矽質結核。
泥炭與外來的巨礫混合形成包裹體。
在煤層中有時可以看到動物和植物的化石。
6、煤層厚度、形狀及其控制因素
煤層總厚度、有利厚度、可采厚度、可采煤層和厚度等級。
煤層形態控制因素:泥炭沼澤基底形態、沈積環境(沖積扇、河流、湖泊、三角洲、瀉湖-障壁島)、同期構造變化(河流或湖泊相碎屑沈積物侵入煤層引起的煤層分叉、基底斷裂和褶皺)、後期構造變化(褶皺、斷裂、巖漿侵入、巖溶陷落柱)。
7.含煤沈積體系
山區沖積扇帶沈積體系的成煤特征:煤層可形成於扇間、扇內或扇前盆地,橫向連續性差。
河流沈積體系的成煤特征:背沼澤和廢棄河道有利於煤層的形成。
湖泊沈積體系的成煤特征:淺水湖泊淤積過程中,沈積粒度底部細,頂部粗。
三角洲沈積體系的成煤特征:在三角洲平原上部,靠近河岸處,由於決口扇沈積而發生煤層分叉和灰分增加,多形成低硫煤;下三角洲平原受海水和潮汐影響明顯,煤層頂板多為海相沈積,含硫量高。
瀉湖-障壁島沈積體系的成煤特征:瀉湖較淺,陷入沼澤形成煤層厚度變化大,煤層含硫量高。
第六章聚煤盆地和聚煤規律
1.根據聚煤盆地的形成條件,可分為坳陷型聚煤盆地、斷層型聚煤盆地和構造侵蝕型聚煤盆地。
①華北石炭-二疊紀聚煤盆地是壹個典型的波浪形坳陷聚煤盆地。盆地南側為秦嶺-大別山構造帶,盆地北側為陰山構造帶。整體上是壹個自西北向東南緩坡的箕狀盆地,呈“東西分帶,南北遷移”的格局。
②斷陷聚煤盆地。它是由斷層和斷塊沈降形成的。
③侵蝕性聚煤盆地。基底是壹個有剝蝕面的凹地。
2.聚煤盆地的演化
①聚煤盆地的演化受古植物、古氣候、古地理和古構造的影響。
②盆地存在不均勻沈降。
③在構造運動、海水進退和氣候的影響下,聚煤盆地有側向遷移。
涉及詞匯:海侵、海退、海退、超覆、進積(海退)、退積(海退)、沈積基準面。
3、聚煤規律
在古植物、古氣候、古地理和古構造的影響下,聚煤總是發生在盆地的某壹部位,在時間和空間上表現出壹定的規律性。
①富煤帶。指煤層發育較好且相對豐富的區塊,在空間上具有帶狀分布的特征。
②富煤中心。富煤區煤層厚度大的部分。
大型盆地中的富煤帶壹般呈圓形或橢圓形,受地質構造控制時沿構造線延伸方向分布。
4.成煤過程研究
受海水影響的煤富含硫和黃鐵礦,富含雲母、白雲石、方解石和磷灰石等礦物。
由於深水環境,海相頂板煤層中發育暗煤。
第七章煤的伴生礦產資源
第壹節油頁巖
油頁巖中的有機質幾乎完全由藻類殘體組成,油頁巖的形成環境主要仍是水沈積和還原環境。
第二節煤層氣