煤体结构(原生结构煤+构造煤)

1、煤体结构与构造煤煤体结构指煤层在地质历史演化过程中经受各种地质作用后表现的结构特征。煤体结构历经变形和变质作用过程后，使得煤体分为原生结构煤和构造煤。原生结构煤是指保留了原生沉积结构、构造特征的煤层，原生结构煤的煤岩成分、结构、构造、内生裂隙清晰可辨。构造煤是煤层在构造应力作用下，发生成分、结构和构造的变化，引起煤层破坏、粉化、增厚、减薄等变形作用和煤的降解、缩聚等变质作用的产物。构造煤的宏观结构常见碎裂结构、碎粒结构、粉粒结构、糜棱结构等，对应的构造煤命名为碎裂煤、碎粒煤、粉粒煤和糜棱煤。国外注意研究煤体结构始于上世纪20年代。前苏联和波兰对此较为重视，他们对构造煤的破坏程度、光泽、微裂隙密

2、度、间距等作过详细地研究。上世纪80年代，河南理工大学最早强调研究构造煤的重要性，到90年代构造煤研究已逐渐成为瓦斯地质学科核心内容。第一章 煤体结构特征与分类第一节 原生结构煤及其煤岩学特征原生结构煤（即原生煤，亦称为非构造煤）是指煤层未受构造变动，保留原生沉积结构、构造特征，煤层原生层理完整、清晰，仅发育少量内生裂隙和外生裂隙。显微镜下显微组分分层排列，界限清晰。原生结构煤的煤岩成分、结构、构造、内生裂隙清晰可辨。煤岩学中，煤的成分、结构、构造一般是对原生结构煤而言的，且有宏观和显微之分。（一）原生结构煤的物理性质、结构和构造煤的物理性质、结构和构造是肉眼鉴定宏观煤岩成分和宏观煤岩类型、确

3、定煤的变质程度和成因类型以及评价煤矿瓦斯抽采技术条件的依据。1煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。此处主要介绍煤的颜色、光泽、硬度、脆度、断口、裂隙等。1）颜色煤的颜色是指煤块新鲜表面的自然色彩，是煤对不同波长的可见光吸收的结果。在不同条件下，煤呈现出不同的颜色。在普通反射光下，煤的表面所显示的颜色称为表色。煤的表色变化很大，腐泥煤的表色有时为浅黄色、棕褐色，有时为灰绿色以至黑色；腐殖煤的颜色则随煤化程度的增高而加深；褐煤可以由褐色变为深褐色、黑褐色；烟煤呈褐黑色、黑色；无烟煤呈灰黑色，

4、并常有古铜色或钢灰色色彩。另外，水分通常可以使煤的颜色加深，矿物杂质则往往使煤的颜色变浅。不同变质程度的煤，其颜色有明显差别，根据颜色特征可以区分褐煤、烟煤和无烟煤，见表1-1。在确定煤的颜色时，应当在干燥煤样的新鲜镜煤或较纯净的亮煤断面上观察。表1-1 不同变质程度煤的颜色和条痕色（据杨起、韩德馨，1979，有改动） 煤 的 类颜 色条 痕 色 褐 煤褐色、深褐色、黑褐色浅褐色、深褐色长焰煤褐黑色、黑色略带褐的色彩深褐色、黑褐色气 煤褐黑色 肥 煤焦 煤黑色带褐色 瘦 煤黑色贫 煤黑色有时带灰和灰黑色黑色 无烟煤灰黑色带古铜色和钢灰色灰黑色、钢灰色或黑色2）光泽煤的光泽是指在自然光下，煤的新

5、鲜断面的反光能力。它是煤的重要物理性质和主要肉眼鉴定标志之一。影响煤的光泽变化的因素较多，主要有成煤的原始物质，煤岩组分，煤的变质程度，矿物杂质的成分、含量以及分布情况，煤的表面性质等。成煤的原始物质不同，煤的光泽就有差异。如腐泥煤的光泽暗淡，而腐殖煤的光泽较强。煤的光泽随煤变质程度的加深而增强，即从褐煤到无烟煤，光泽呈有规律的增强。根据镜煤和亮煤的光泽，从褐煤到无烟煤变质系列煤的光泽可以分为以下几种：沥青光泽、玻璃光泽、强玻璃光泽、金刚光泽及似金属光泽等。煤的宏观煤岩成分不同，也能够引起煤的光泽变化，如镜煤的光泽最强、亮煤的光泽较强，暗煤的光泽较弱，丝炭的光泽最弱。但是镜煤、亮煤的光泽并不是

6、在任何时候都很强，类似的，暗煤的光泽也不总是暗淡的，煤的光泽还与煤化程度有关。如褐煤中镜煤的光泽比烟煤中的弱；无烟煤中暗煤的光泽也较强，几乎与其镜煤、亮煤没有差别。煤受风氧化后，光泽都明显变暗。风化煤多为暗淡光泽。 煤中的矿物杂质的含量及分布情况对煤的光泽影响也很大。在变质程度相同、煤岩成分差别不大的情况下，矿物杂质的存在可使煤的光泽变暗。因此，光泽特征可大致反映出煤的灰分含量高低，初步确定煤质的好坏；同时也可以比较有效地鉴定煤的变质程度，确定煤的宏观（肉眼）煤岩成分、光泽和煤岩类型。3）硬度煤的硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。由于外来机械作用方式不同，煤所表现的硬度也不相同，据此可以将煤的

7、硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三种。（1）刻划硬度 接近于普通矿物鉴定中的摩氏硬度，即用标准矿物（摩氏硬度计）刻划标本而得出的粗略相对硬度。煤的硬度一般在l4之间，主要与煤岩成分和煤化程度有关（图1-1），暗煤较镜煤、亮煤的硬度大，年轻褐煤和中等变质焦煤硬度最小，为1.52和22.5；无烟煤硬度最大，近于4。（2）显微硬度 是压痕硬度的一种，是专门用作测定显微组分硬度的。显微硬度的测定方法是：在显微硬度计上，以很小的负荷静压力（一般为0.010.02kg）先将金刚石锥压入煤的显微组分，然后测量所得压痕大小，即可确定出其显微硬度。即：压痕大的，显微硬度低；压痕小的，显微硬度高。其数值是以压

8、锥与煤实际接触面上单位面积所承受的载荷重量来表示，即kg/cm。一般是变质程度相同时，丝质组较镜质组的显微硬度为大；而在变质程度不同时，各类显微组分的显微硬度也有一定的变化规律，即显微硬度随煤化程度的增加而急剧上升。 烟煤强还原煤弱还原煤 烟煤贫煤煤煤煤煤煤焰煤煤炭显微硬度/k g . c m -2图1-1 显微硬度与煤化程度的关系(Ammcob, 1965; 转引自杨起，韩德馨,1979（3）抗磨硬度煤的抗磨硬度是指煤岩组分的抗磨强度，即用研磨阻力的大小表示磨光面上显微组分的硬度，常用突起表示。突起是反射光下研究煤光片的一项重要指标。各类显微组分的突起在低变质煤中差别最大。随煤化程度的增高，

9、突起差别变小。煤化程度相同时，丝炭化组分的突起较凝胶化组分的高。不论测定哪种硬度，都应当注意排除矿物杂质、裂隙、孔隙以及风氧化程度的影响。4）脆度和韧性脆度是指煤受外力作用时容易破碎的程度，韧性的性质则与脆度相反。一般腐泥煤和腐殖腐泥煤脆度小，韧性大。在腐殖煤的煤岩成分中，镜煤和没有矿化的丝炭脆度最大，亮煤次之，暗煤则往往因含有许多稳定组分和矿物杂质而韧性较大。不同变质程度的煤，以肥煤、焦煤和瘦煤脆度为最大；无烟煤脆度最小；长焰煤和气煤的脆度较小，并具有一定的韧性。5）断口煤受外力打击而破裂时形成的断面称为断口。严格说来，断口不应包括沿层理面或裂隙断开的表面。断口的表面形状可反映出煤物质组成的

10、不同特点，因此断口可以作为煤岩鉴定的辅助标志。煤中常见的断口有贝壳状、参差状断口等。贝壳状断口是组成均匀的煤的特征，腐泥煤、镜煤、较纯净的亮煤及一些块状无烟煤都常见有贝壳状断口。6）裂隙裂隙是在成煤的不同时期中，各种自然力作用于煤层所造成的裂开现象。根据成因不同，煤的裂隙可分为内生裂隙、外生裂隙和气胀裂隙等。2原生结构煤的结构原生结构煤的结构是指煤岩组分的形态和大小所表现的特征，反映了成煤原始物质的性质、成分及其变化。原生结构煤的结构与构造是反映成煤原始物质及其聚积和转变等特征的标志，是煤的重要原生特征。煤化程度增高，煤的各种组分的肉眼鉴定标志逐渐消失，至高变质阶段，煤的成分趋于一致，煤的宏观

11、结构也逐渐趋于均一。最常见的煤的宏观结构有下列几种：1）条带状结构宏观煤岩成分（镜煤、亮煤、暗煤和丝炭）多呈各种形状的条带，在煤层中相互交替的出现而形成条带状结构。按条带的宽窄又可分为；细条带状结构（宽度为13mm）、中条带状结构（宽度为35mm）和宽条带状结构（宽度大于5mm）。条带状结构在中变质烟煤中表现最为明显，尤其在半亮型煤和半暗型煤中最常见；褐煤和无烟煤中条带状结构不明显。2）线理状结构线理状结构是指镜煤、暗煤及粘土矿物等呈厚度小于1mm 的线理断续分布在煤层各部位面形成的结构。根据线理的间距，线理状结构又分为密集线理状和稀疏线理状两种。在半暗型煤中常见到线理状结构。3）透镜状结构透

12、镜状结构是条带状结构的一种特殊类型，而且二者常伴生，多是以大小不等的镜煤、丝炭及粘土矿物、黄铁矿等的透镜体连续或不连续地散布在暗煤或亮煤中，称透镜状结构。常见于半暗型煤、暗淡型煤中。4）均一状结构煤的成分较为单一；组成均匀的结构。镜煤的均一状结构较典型，某些腐泥煤、腐殖腐泥煤和无烟煤有时也有均一状结构。5）木质结构木质结构是植物茎部原生的木质结构在煤中的反映。这种结构的煤在外观上清楚地保存了植物木质组织的痕迹，有时还可见到保存完整的已经煤化的树干和树桩。木质结构在褐煤中比较常见。如我国山东、山西俗称的柴煤或柴炭，就是以木质结构特别清晰而得名。6）粒状结构煤的表面较粗糙，肉眼可清楚地见到颗粒状。

13、这种结构多由煤中散布着的大量稳定组分或矿物质组成，为某些暗煤或暗淡型煤所特有。如淮南某些暗淡型煤含有大量小孢子和木栓体的即呈粒状结构。7）纤维状结构纤维状结构是植物茎部组织经过丝炭化作用转变而成的一种结构。其特点是沿着个方向延伸并呈细长纤维状和疏松孔。丝炭就是典型的纤维状结构。8）叶片状结构煤的断面上具纤细的页理及被其分成的极薄的薄片，使其外观呈现纸片状、叶片状。这种结构主要是由于煤中顺层分布有大量的角质体和木栓体所致。如我国云南禄劝角质层残殖煤即具有叶片状结构，它可以像纸张一样一张一张地分开。3原生结构煤的构造原生结构煤的构造是指煤中不同煤岩组分在空间排列上的相互关系。它与植物遗体的聚积条件

14、及其变化过程有关。层理是煤的主要构造，按层理特征可以将煤的构造分为层状构造和块状构造两种。1）层状构造层状构造是指在垂直煤层层面的方向上煤层的明显不均性特征。它反映了成煤物质和成煤条件变化的情况。在复杂结构煤层中层状构造最为明显，煤中最常见的是水平层理，偶见波状层理和斜层理。2）块状构造不见层理，外观均一的煤称为块状构造。块状构造表明了成煤物质的相对均匀和聚积条件相对稳定的特征。原生块状构造多见于腐泥煤、腐殖腐泥煤及腐殖煤中的某些暗淡型煤；次生块状构造多见于某些变质程度很深的无烟煤。（二）宏观煤岩成分与宏观煤岩类型1宏观煤岩成分人们根据煤的成因将煤分为腐殖煤和腐泥煤。腐殖煤由高等植物形成的煤，

15、腐泥煤由低等植物和浮游动物形成的煤。1919年，英国煤岩学家M . Stopes 对腐殖煤进行了观察，并将宏观煤岩成分划分为四种类型：镜煤、亮煤、暗煤和丝炭(见表1-2，并描述它们的特征和性质之间的区别，将宏观煤岩组分与其工艺性质开始联系起来。表1-2 烟煤、无烟煤的宏观煤岩组分(据E . Stach等，1982 煤的类型煤岩成分 宏观鉴别特征- 11 -镜煤 光亮，黑色，易碎，常具有裂缝亮煤 光亮，黑色，很细的层状暗煤 暗淡，黑色或灰黑色，坚硬，表面粗糙 腐殖煤丝煤 丝绢光泽，黑色，纤维状，软，很脆烛煤暗淡或微油脂光泽，黑色，均匀的，非层状，很硬，贝壳状断口，黑色条痕腐泥煤藻煤 类似烛煤，但

16、外表微带褐色，条痕为褐色 杨起认为宏观煤岩成分是肉眼能分辨的煤的基本单位，它包括镜煤、亮煤、暗煤和丝炭四种成分，其中镜煤和丝炭为简单的煤岩成分，亮煤和暗煤则为复杂煤岩成分。1）丝炭丝炭的颜色为暗黑色，外观似木炭，简单煤岩成分，具明显的纤维状结构和丝绢光泽，疏松多孔，性脆易碎，易染指。丝炭的细胞腔被矿物质充填，变得致密坚硬，相对密度增大，则称之为矿化丝炭，丝炭在煤层中多沿层理呈透镜状分布，厚度一般为12mm或几毫米，有时也能形成不连续的薄层。煤层中丝炭的数量不多，但较易识别。2）镜煤镜煤也是简单煤岩成分。它是煤中颜色最深、光泽最强的成分，多呈黑色，结构致密均一，呈贝壳状、眼球状断口，内生裂隙最为

17、发育，性脆，易碎成棱角状小块。在煤层中，它多呈厚度为几毫米到12cm的透镜状分布于暗煤或亮煤之中，很少单独构成煤层。- 12 -3）亮煤亮煤是最常见的煤岩成分，光泽较强，仅次于镜煤，较脆易碎，内生裂隙较为发育，相对密度较小，结构比较均一，呈贝壳状断口。亮煤可单独组成较厚的煤分层，也可呈透镜状分布。4）暗煤暗煤的颜色为灰黑色，光泽暗淡，致密坚硬，断口粗糙，内生裂隙不发育，相对密度较大，韧性较强。暗煤在煤层中普遍发育，可单独构成煤层或煤分层。 2煤岩类型煤岩类型是指用肉眼观察时，根据同一煤化程度煤的平均光泽强度、煤岩成分的数量比例及组合情况，划分的煤的岩石类型。煤岩类型可以分为光亮型煤、半亮型煤、

18、半暗型煤和暗淡型煤等四种。1）光亮型煤1主要由光泽很强的亮煤和镜煤组成。有时也夹有暗煤和丝炭的透镜体或薄层，组成较为均一、条带结构不明显，内生裂隙发育，脆度较大，机械强度小，容易破碎，常见贝壳状断口。2）半亮型煤主要由亮煤、镜煤和暗煤或丝炭组成，平均光泽强度较光亮型煤稍弱。条带状结构明显，内生裂隙发育，常具有棱角状或阶梯状断口，性较脆，比较易碎。半亮型煤是最常见的煤岩类型。3）半暗型煤由暗煤和亮煤组成，常以暗煤为主，有时夹有镜煤和丝炭的线- 13 -理、细条带和透镜体，光泽较暗淡，相对密度、硬度和韧性都较大，条带结构明显，内生裂隙不甚发育，多见粒状断口。当亮煤矿物质含量增加而光泽减弱时也可成为

19、半暗型煤。4）暗淡型煤主要由暗煤组成，有时有少量镜煤、丝炭或矸石透镜体，光泽暗淡。煤质坚硬致密，层理构造不明显，通常呈块状，韧性大，相对密度大，内生裂隙不发育，断口多为棱角状、参差状。 （三）显微煤岩组分与显微煤岩类型 1显微煤岩组分显微煤岩组分指在显微镜下能识别的煤岩成分的基本单元，1935年M . Stopes 提出了一套显微组分的分类方案，1953年成立了国际煤岩学委员会(ICCP，并公布该方案。在国际煤岩学委员会与国际标准化组织(ISO的组织下，并且通过国际煤岩学手册(1963年第1版，1971年第2版，1976年第2版的补充版进行了详细描述。后来，基本拟定了硬煤的显微组分、显微岩石类

20、型与褐煤显微组分的国际分类方案(如表1-3、表1-4所示。目前还有些问题正待解决，如烟煤中一些过渡组分的描述，假镜质组的统一认识，无定形组分的进一步划分，以及褐煤、烟煤与无烟煤岩石学界限等。这两套术语不够完善，需要时可以加以补充。表 1-3 国际硬煤显微组分分类方案(据E . Stach等，1982显微组分组 (Group maceral 显微组分 (Maceral显微亚组分* (Submaceral显微组分的种* (Maceral variety镜质组结构镜质体(Telinite结构镜质体1(Telinite1科达木结构镜质体- 14 -无结构镜质体(Collinite碎屑镜质体(Vitro

21、detrinite 结构镜质体2(Telinite2 均质镜质体(Telocollinite 胶质镜质体(Gelocollinite基质镜质体(Desmocollinite 团块镜质体(Corpocollinite(Cordaitotelinite真菌质结构镜质体(Fungotelinite木质结构镜质体(Xylotelinite 鳞木结构镜质(Lepidophytotelinite封印木结构镜质(Sigillariotelinite壳质组(Exinite 孢子体(Sporinite角质体(Cutinite 树脂体(Resinite 藻类体(Alginite碎屑稳定体(Liptodetrini

22、te薄壁孢子体(Tenuisporinite 厚壁孢子体(Crassisporinite 小孢子体(Microsporinite 大孢子体(Macrosporinite皮拉藻类体(Pila-alginite 轮奇藻类体(Reinsciaalginite惰质组(Inertinite 微粒体(Micrinite 粗粒体(Macrinite半丝质体(Semifusinite丝质体(Fusinite菌类体(Sclerotinite碎屑惰性体(Inertodetrinite火焚丝质体(Pyrofusinite 氧化丝质体(Degradofusinite 真菌菌类体(Fungosclerotinite薄壁

23、菌类体(Plectenchyminite 团块菌类体(Corposclerotinite 假团块菌类体(Pseudocorposclerotinite表1-4 国际褐煤显微组分分类(据E . Stach等，1982显微组分组(GroupMaceral 显微组分亚组 (Maceral Subgroup 显微组分 (Maceral 显微组分类型(Maceral Type木质结构体木质结构腐木质体(Texto-Ulminite结构腐殖体(Humotelinite腐木质体(ulminite充分分解腐木质体(Eu-Ulminite碎屑腐殖体(Humodetrinite 细屑体(Attrinite密屑体(

24、Densinite多孔凝胶体(Porigelinite腐殖组(Huminite无结构腐殖体(Humocollinite凝胶体(Gelinite 均匀凝胶体(Levigelinite- 15 -树皮鞣质体(Phlobaphinite团块腐殖体(Corpohuminite假树皮鞣凝质体(Pseudo-phlobaphinite类脂组(Liptinite孢子体(Sporinite 角质体(Cutinite 树脂体(Resinite 木栓质体(Suberinite 藻质体(Alginite碎屑稳定体(Liptodetrinite 叶绿素体(Chlorophyllinite 沥青质体(Bituminit

25、e惰性组(Inertinite丝质体(Fusinite半丝质体(Semifusinite 粗粒体(Macrinite菌类体(Sclerotinite碎屑惰质体(Inertodetrinite中国原煤炭工业部地质勘探研究所于1978年提出了“烟煤显微组分划分及命名”方案，它与国际分类方案的对照表，如表1-5。表1-5 国际硬煤显微组分分类与中国烟煤显微组分分类（据杨起、韩德馨，1979）国际硬煤显微组分分类(1975 我国烟煤显微组分分类(1978 组 显微组分类显微组分、亚组分镜质组结构镜质体(Telinite 无结构镜质体(Collinite碎屑镜质体(Vitrodetrinite镜质类结构

26、镜质体 结构半镜质体 无结构镜质体 无结构半镜质体 碎屑镜质体 碎屑半镜质体孢子体(Sporinite 角质体(Cultinite 树脂体(Resinite 碎屑稳定体(Liptodetrinite 稳定类孢粉体 角质体树脂体 不定形体 树皮体壳质组藻质体(Alginite腐泥类藻质体、腐泥基质体惰质组微粒体(Micrinite 粗粒体(Macrinite半丝质体(Semifusinite 丝质体(Fusinite 菌类体(Sclerotinite 碎屑惰质体(Inertodetrinite丝质类微粒体半丝基质体 丝质基质体半丝质体 木质镜煤半丝质体 镜煤半丝质体 半丝浑圆体丝质体 木质镜煤丝

27、质体 镜煤丝质体 丝质浑圆体半丝菌类体 丝质菌类体 碎屑半丝质体 碎屑丝质体2显微煤岩类型典型的显微组分的组合称之为显微煤岩类型。国外评价煤的工艺性质大多应用国际煤岩学术委员会提出的煤岩类型分类，如表1-6。表1-6 国际显微煤岩类型分类(据E . Stach等，1975显微组分成分 (无矿物基显微煤岩类型显微组分组成分 (无矿物基显微煤岩类型组单组分无结构镜质体 95% 结构镜质体 95% 碎屑镜质体 95%微无结构镜煤微结构镜煤V 95%微镜煤 Vitrite 孢子体 95% 角质体 95% 树脂体 95% 藻类体 95% 碎屑壳质体 95% 微孢子煤 (微角质煤 (微树脂煤 微藻类煤E(

28、L 95%微稳定煤 Liptite半丝质体 95% 丝质体 95% 菌类体 95% 碎屑惰性体 95% 粗粒体 95% 微半丝煤 微丝煤 (微菌类煤 微碎屑惰性煤(微粗粒煤I 95%微惰性煤 Inertite双组分镜质组十孢子体 95% 镜质组+角质体 95% 镜质组+树脂体 95% 镜质组+碎屑壳质体 95%微孢子亮煤 微角质亮煤 (微树脂亮煤V+E(L95%微亮煤 V ，E(LClarite V，E(L镜质组+粗粒体 95% 镜质组+半丝质体 95% 镜质组十丝质体 95% 镜质组+菌类体 95% 镜质组+碎屑惰性体 95%V+I95%微镜惰煤 V ，I Vitrinerite V，I惰性

29、组+孢子体 95% 惰性组+角质体 95% 惰性组+树脂体 95% 惰性组+碎屑壳质体 95% 孢子微暗煤 (微角质暗煤 (微树脂暗煤I+E(L95%微暗煤 I ，E(L Durite I，E(L三组分煤 镜质组、惰性组、壳质组 5%微暗亮煤 微镜惰壳质煤微亮暗煤VI，E(L EI，V IV，E(L微三组混合煤 Trimacerite注：V镜质组，E壳质组，I惰质组，L-类脂组第二节 构造煤及其煤岩学特征构造煤是原生结构煤在构造应力作用下发生明显的物理化学变化的产物。原生结构煤在构造应力作用下，发生成分、结构和构造等变化，引起煤层变形（破裂、粉化）、流变（增厚、减薄）、变质（降解、缩聚）。国内

30、外学者对构造煤称呼不一，主要包括变形煤、构造变形煤、破坏煤和突出煤等。构造煤的宏观结构、构造煤显微结构与构造煤显微构造，是煤体结构形成时构造应力作用的记录、是煤体变形、流变和变质作用的证据。（一）构造煤的宏观结构特征构造煤的宏观结构是指肉眼观察构造煤颗粒的形态、分布和大小等特征。常见碎裂结构、碎粒结构、鳞片状结构、粉粒结构和糜棱结构等，对应的构造煤命名为碎裂煤、碎粒煤、鳞片状煤、粉粒煤和糜棱煤。1）碎裂结构 煤被密集的次生裂隙相互交切成碎块，但碎块之间基本没有位移，煤层原生层理基本可见，时断时续。碎裂结构常常位于原生结构与碎粒结构的过渡部位。2）碎粒结构 煤被破碎成粒，主要粒级大于1mm。大部

31、分煤粒由于相互位移摩擦失去棱角，煤层原生层理被破坏，层理不清，裂隙较发育，煤层煤体主要呈粒状。碎粒结构往往紧靠碎裂结构分布，常常距离煤层顶板或底板一定距离，也常常位于断裂带的中心部位。3）粉粒结构 光泽暗淡、土状、粉状、无粒感，断面平坦、块状构造。4）糜棱结构 煤被破碎成很细的粉末，主要粒级小于1mm。有时被重新压紧，煤层原生层理完全被破坏，已看不到煤层原生层理和节理，滑移面、摩擦面很多，煤体呈透镜体状、鳞片状，极易捻成粉末。糜棱结构煤是强挤压、剪切破坏的结果。第三节 煤体结构的分类人们对煤体结构的认识及其分类最早是从煤矿安全角度提出的。上世纪初，采矿专家已对煤与瓦斯突出点位置的地质构造特征进

32、行过观测和描述。Briggs （1920-1921）注意到英国西威尔士无烟煤田的煤与瓦斯突出多位于强烈变形的断层带附近和褶皱带内，突出煤层是所谓的“软煤（soft coal）”。我国研究构造煤是从20世纪70年代末开始的。国内外学者对构造煤称呼不一，主要包括软煤、变形煤、构造变形煤、破坏煤和突出煤等。在构造煤类型研究方面，有些是从构造研究出发，对构造煤进行分类，主要参照构造岩相关研究；有些是从煤与瓦斯突出规律出发，分类反映了煤层破坏与瓦斯突出的关系。总的来说，一方面，从纯地质学角度研究构造煤的类型及形象；另一方面，从煤与瓦斯突出灾害防治角度，研究构造煤的形象、结构、类型及其与瓦斯参数和突出之间

33、的关系。在以往的工作中，人们采用宏观和显微方法对构造煤进行观察，宏观方法即肉眼现场观测和手标本观察，显微方法包括光学显微镜观察和扫描电子显微镜下的形象分析。就研究成果而论，构造煤分类问题既是构造煤研究水平的集中反映，也是构造煤研究的重点课题。构造煤的分类主要有两种，一是宏观类型，二是扫描电子显微镜下的显微类型。肉眼条件下可识别的结构和构造特征是煤的宏观结构、构造类型的划分依据。大多数分类方案及其研究目的是基于煤与瓦斯突出问题。构造煤研究早期，人们根据颗粒特征把煤分为正常结构煤、粒状结构煤、纤维状结构煤和扭曲状结构煤（Y. X . Cao,2003）。1958年，苏联矿业研究所（转引自于不凡，1

34、985）依据煤中裂隙的密度、组合方式、裂隙面特征，同时考虑到光泽和手试强度把煤分为5种构造类型（见表1-7）。由于历史的原因，我国的煤与瓦斯突出技术多源于前苏联，所以苏联的分类在我国的影响很大。我国煤炭科学研究总院抚顺研究所通过对突出煤的长期观察研究，提出了依据煤的破坏类型和力学性质的分类方案；中国矿业大学（时称四川矿业学院，1979）按煤的突出难易程度和煤结构的破坏程度将煤分为甲、乙、丙三类。上世纪70年代后期，以焦作矿业学院瓦斯地质研究室为主的一大批地质工作者涉足于瓦斯突出的理论与应用研究中，总结了我国突出煤层的构造特征，以原武汉地质学院煤田地质教研室的构造煤类型为基础，根据煤体结构的宏观

35、特征，以构造煤分类为基础，以突出难易程度为依据，将煤体结构划分为四种类型（见表1-8）；彭立世（1994）依据煤体结构的宏观特征、力学和突出参数，给出煤体结构定量划分指标。与上述两种方案比较，后者把、类煤进行了合并，以便于井下鉴别。这一方案在煤田地质勘探与突出矿井的生产中得到了地质人员的广泛应用。表 1-7 破 坏 类型 层理 节理 光泽 煤的构造类型（据苏联矿业研究所，1958） 次生裂隙 裂隙平均 间 距 /mm 1.60 (4.0 裂 隙平 均 宽 /mm 0.027 手试强度 弹性波传播 速度/ms-1 顺层 理 坚硬， 用手可 把煤块破裂，但 不能粉碎到小粒 度 1300 垂 直层理

36、 120 平 均 灰 分 /% 7.0 原生裂隙 层理清晰呈条带 状，泥质和丝炭 的透镜体未遭受 破坏且顺层理排 列 常呈 板状 和柱 状 光 亮 和 半 光亮， 明 显 地 区 分 出 不 同 岩 相 类型 能 分 出 不 同 岩 相 类 型 的 光泽 煤中主要存在着光 亮表面的原生裂隙， 顿巴斯煤中通常含 有两组垂直于层面 的裂隙， 有着光亮的 表面和平行玉层面 的裂隙，其壁面半 暗， 垂直裂隙间距为 23mm ( 烟 煤 和 12cm (无烟煤 与第类型相同 通常有一组，有 时可分为三组， 裂 隙 间 距 1013cm 或 更 大，裂隙壁面光 亮，有擦横或条 纹状 除个别地点外， 一般可

37、看到层理 和条带，局部地 点被次生裂隙掩 盖。泥岩和丝炭 透镜体顺层理排 列 除板 状和 柱状 外， 在次 生裂 隙发 育的 地点 呈梳 不少于 3 组，裂 隙间距 210cm 0.5 (1.90 0.015 用大力可将 煤破成大于 5mm 的小块 1200 1100 8.0 21 状、 棱形 和锥 形 通常被次生裂隙 掩盖。局部地点 可在长 10.5cm 断口处发现条 带，泥岩和丝炭 透镜体排列不平 行于层理 看不到层理和条 带，看不到泥岩 和丝炭透镜体 细梳 状、 棱形 和透 镜状 铅 仅在个别地点看到 灰 色 原生裂隙 光泽， 按 光 泽 分 不 出 岩 相 组分 半暗， 分不出原生裂隙 较 少 情 况 下 为 铅 灰 色 暗 淡 且 略 带 褐 色 同第类型 不小于 34 组， 裂 隙 间 距 0.52cm 0.14 (1.20 0.010 手指用不大力量 可将煤研碎成 15mm 的碎屑 1100 950 5.5 无法 查明 次生裂隙稠密， 以致无法区分个 别裂隙，可观察 生成较晚的稀疏 的裂隙 煤变为土状，通 常被后生裂隙切 断，类似型煤 0.05 (0.88 0.005 煤松软，用不大 力量可将煤研成 粉，有时由于二 次成矿作用使煤 变得较硬 极软，易研成煤 尘，有时因二次 成矿作用使煤变 得较硬 950 800 6.0 同第类型，与 土状褐煤类似， 该类型煤常呈透