第二章沉积有机质的物质组成1

第一节煤的物质组成第二节石油、天然气、油页岩的物质组成第二章沉积有机质的物质组成一、煤的岩石组成二、煤的化学组成第一节

煤的物质组成

（一）概述

思考题：研究煤的岩石组成有哪些方法？一、煤的岩石组成宏观方法宏观煤岩成分，宏观煤岩类型

煤的物理性质（颜色、光泽、硬度、密度等）

微观方法薄片：显微组分、颜色、形态、结构、荧光性

光片：显微组分、颜色、形态、结构、反射率超微结构电子显微镜、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、X衍射煤薄片煤砖光片粉煤光片UMPS50型显微光度计（二）煤的显微组成1、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。

镜质组Vitrinite

有机显微组分

惰质组Inertinite

壳质组Exinite

无机显微组分

矿物质2、镜质组

煤中含量在50~80%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。①透射光下：橙红色、褐红色②反射光下：灰色、浅灰色，具有弱的荧光性③性脆，裂隙和微孔隙发育④O较高，Ｈ、挥发分中等，Ｃ较低，粘结、结焦性好⑤加氢液化时转化率较高⑥煤化过程生成少量油，较多甲烷气⑦在煤层中呈透镜状产生结构镜质体按细胞保存程度和形态特征划分无结构镜质体碎屑镜质体（1）结构镜质体保存有植物的细胞结构，胞壁、胞腔清晰可辨。①结构镜质体１

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。

②结构镜质体２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141231、2—结构镜质体1；3、4—结构镜质体2（2）无结构镜质体显微镜下观察不到植物的细胞结构。①均质镜质体：透镜状或条带状产出，轮廓清楚，成分均一，不含杂质。

②基质镜质体：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。

③胶质镜质体：充填植物胞腔中，或其它空腔中沉淀成凝胶，成分均一

④团块镜质体：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。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）镜屑体粒度小于10um，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）①透射光：黄色，少数为绿黄色，红橙色②反射光：深灰色，灰色、有突起，发黄色的荧光③腐泥煤、残植煤、油页岩中富集，密度低，重液易分离④Ｈ、Q、挥发分最高液化炼焦生油⑤类型：孢子体角质体藻类体荧光体木栓体树脂体沥青质体渗透沥青质壳屑体⑴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。

特征：闭合长环状，拐角圆滑，有时表面具有纹饰。异孢植物，有雌雄之分同孢植物，无雌雄之分。

雌：大孢子雄：小孢子

▲花粉：

种子植物的繁殖器官，大小约为0.05mm，与小孢子难以分别。

⑵角质体

叶、叶柄、细茎、种子、果实上的一层透明薄膜，不具有细胞结构。

特征：细长条状，一边平滑，一边呈锯齿状，拐角尖锐

薄壁角质体：厚5~20um厚壁角质体：>50um取决于植物种类、植物组织、生长环境⑶树脂体

植物分泌的产物：树脂、树胶、胶乳、脂肪、蜡质

特征：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。

萜烯树脂体：树胶、树脂、胶乳、香精油

化学成分：异戊二烯的缩聚类脂树脂体

：脂肪、蜡质，化学成分：脂肪酸、甘油醇

。⑷木栓质体

树皮中木栓组织转变而来。

特征：数层至十几层扁平的长方形木栓细胞所形成，波浪状排列紧密，纵切面呈叠瓦状结构，横切面呈鳞片状结构，荧光呈现褐黄色或暗褐色，荧光色不均匀。木栓化细胞壁除纤维素和木质素外，还含有25-50%木栓体。⑸藻类体

腐泥煤，腐植、腐泥煤，油页岩中常见。①结构藻类体

来源于群体藻类，厚壁单细胞藻类

特征：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，表面呈蜂窝状或海绵状、放射状，纹层状，云朵状轮廓。②层状藻类体

来源于单细胞藻／薄壁浮游藻类／底栖藻类群体

特征：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。1231—藻类体（轮奇藻）；2—藻类体（皮拉藻）；3—藻类体⑹沥青质体

类脂物质、藻类、浮游生物、细菌等的强降解产物。

特征：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。腐泥煤、油页岩、油源岩的主要成分，也存在于富含壳质组的腐殖煤中。⑺渗出沥青体

在煤化过程中形成的次生煤岩组分：充填于孔隙／裂隙中

特征：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，呈褐黄，褐色。煤生烃，排烃的证据，煤成油的重质烃类富集物。1231—沥青质体，孢粉体；2、3—渗出沥青质体⑻荧光质体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。

特征：呈小透镜状或粒状集合体充填于细胞腔内或集合成10-50um宽的薄层。⑼壳屑体（碎屑壳质体）特征：各种壳质组分的碎屑体，不易与黏土矿物区分，但具有荧光性。

4、惰质组在结焦过程中不软化，呈惰性。成因：

①植物遗体在缺水多氧的环境中，氧化而成。②森林火灾，植物不完全燃烧C60③泥炭表层受真菌等微生物的腐解④强烈的煤化作用特征：

①透射光：不透明②反射光：亮白色，黄色或灰白色，无荧光，正突起③Ｃ高，Ｏ中等，Ｈ和挥发分低，热解不具有粘结性④显微组分：丝质体／半丝质体／粗粒体／微粒体菌类体／惰屑体

⑴丝质体植物的根、茎、叶经丝碳化作用而成，在煤层中呈薄层状，透镜状。

显微亚组分：火焚丝质体／氧化丝质体／原生丝质体

①火焚丝质体

不完全燃烧

特征：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、孤形等碎片。

②氧化丝质体

特征：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。

③原生丝质体

特征：有些植物在生长过程中，能将黑色素沉淀在细胞膜中。黑色素含量高，氢含量低，反射率高，透光色未深棕色或黑色。3456211、2—火焚丝质体；3、5—氧化丝质体；4—半丝质体；6—丝质体⑵半丝质体

植物的根、颈、叶经程度不深的丝炭化作用

丝炭作用，半透明，可见结构。透射光：深棕色，黑棕色反射光：灰白色，灰色⑶粗粒体无定形、无结构的凝胶状惰质组分，条带状、团块状

成因：①泥炭强烈氧化和干燥作用②富脂类形成煤化丝质体③火焚泥炭⑷微粒体

特征：<1um的圆形小颗粒，微粒状、细分散，各向异性

成因：

①壳质组、富氢镜质组排出液态沥青后的残渣；②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1234⑸菌类体菌孢子：真菌的繁殖器官，形态多样。

①真菌体菌丝：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。

特征：出现于第三纪煤中，圆形椭圆形，具蜂窝状结构。②非真菌体（似菌类体）

特征：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，没有细胞结构。

▲

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。

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惰屑体碎屑惰质体

特征：丝质体，半丝质体，菌类体碎片，1~10um，菱角状，不规则状外形，轮廓清晰。

成因：

①泥炭化阶段形成，真菌，放射菌氧化

②森林火灾，搬运沉积③挤压破碎思考题：1.镜质组各具体显微组分的成因联系？2.微粒体的成因？3.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？

5、煤中的矿物质（1）来源

①原生矿物：生物体中带来，Ca、K、Mg、Na、O、Si、S、P、Ｆe、Ｃl等化合物，Ｔi、Ｂ、Cu、Mo、Zn、Co、V等微量元素。②同生矿物：外源矿物——泥炭堆积时，搬运而来。火山碎屑、粘土矿物、石英、长石、岩屑等。内源矿物——化学或生物化学成因。黄铁矿、菱铁矿、蛋白石、玉髓等。③后生矿物：埋藏演化中形成。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。岩浆热液：石英、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等。（2）种类

粘土矿物：高岭石，蒙脱石、伊利石

碳酸盐矿物：方解石、白云石、铁白云石、菱铁矿

硫化物：黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、方铅矿

氧化物、氢氧化物：石英、蛋白质、玉髓、金红石、赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿

盐类：氯化物、芒硝、石膏、磷灰石

重矿物：锆石、电气石、石榴子石，金红石、橄榄石等

微量元素：Ag、As、Ｂ、Ge、Ｇa、Ｖ、Ｔi、Sr、Ni、Mo反射光下煤中常见矿物的鉴定标志矿物颜色突起表面特征均质性其它标志主要产状石英深灰色高，有暗色环边平整均质乳白色，彩虹色棱角状、半棱角状碎屑为主粘土矿物暗灰色、土灰色不显突起微粘状，或平整微粒、团块、透镜体、薄层或充填黄铁矿浅黄白色高突，有暗色环边平整或呈蜂窝状均质微晶、自形晶、莓粒、球粒、脉状白铁矿较黄铁矿白低于黄铁矿强非均质黄绿~紫偏光放射状、同心圆状或包壳状方解石灰色微突起平整光滑强非均质浅灰~暗灰偏光粘状自形或它形晶脉状充填菱铁矿灰色高平整强非均质淡黄~红褐色半自形~自形菱形集合体，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

１、ICCP分类1957年提出，1974年被国际标准组织采用，1987年增补。

特征：侧重于化学工艺性质，分大类——显微组分组以成因划分类——显微组分、显微亚组分以具体的植物种类划分种——显微组分种2、中国分类（GB/T15588~1995）

不同三级：组、组分、亚组分四组：镜质组、半镜质组、惰质组、壳质组相同总体分类原则：光性、工艺性质、结构、产状、成因显微组分命名表3-1国际硬煤显微组分分类

显微组分组

显微组分显微亚组分显微组分组种镜质组结构镜质体结构镜质体1结构镜质体2科达树结构镜质体

真菌结构镜质体

木质结构镜质体

鳞木结构镜质体

封印木结构镜质体

无结构镜质体均质镜质体

胶质镜质体

基质镜质体

团块镜质体

镜屑体惰质组

半丝质体

丝质体火焚丝质体氧化丝质体

粗粒体菌类体真菌菌类体密丝组织体团块茵类体假团块茵类体

微粒体惰屑体续表3-1显微组分组

显微组分显微亚组分显微组分组种壳质组孢子体薄壁孢子体

厚壁孢子体

小孢子体

大孢子体

角质体树脂体镜质树脂体

木栓质体藻类体结构藻类体皮拉藻类体

轮奇藻类体

层状藻类体

荧光体沥青质体渗出沥青体碎屑壳质体显微组分组

显微组分显微亚组分半镜质组结构半镜质体无结构半镜质体均质半镜质体

基质半镜质体

团块半镜质体

碎屑半镜体惰质组

粗粒体粗粒体1粗粒体2菌类体菌类体1菌类体2壳质组树皮体表2-2中国烟煤显微组分分类与国际硬煤分类方案的差别粗粒体1：相当于同煤级半丝质体，反射光下呈灰白色。粗粒体2：相当于同煤级丝质体，反射光下呈亮白色、黄白色。菌类体1：真菌菌类体，可见细胞结构。菌类体2：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（美国假镜质组、原苏联弱丝炭化组）特征：①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，但一般不能变成塑性状态；②透射光：棕色、红棕色③反射光：灰、浅灰色，微突起④Ｖdaf、Ｈdaf、Ｈ／Ｃ原子比小于镜质组

密度、Cdaf、芳香度大于镜质组

（2）树皮体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

显微组分组

显微组分显微亚组分显微组分组种腐植组结构腐植体结构木质体腐木质体结构腐木质体充分腐木质体无结构腐植体凝胶体

多孔凝胶体

均匀凝胶体

团块腐植体鞣质体假鞣质体碎屑腐植体细屑体密屑体惰性组

半丝质体

丝质体粗粒体菌类体碎屑惰质体稳定组

叶绿素体（四）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、化学工艺性质、沉积环境的反映。

1、ICCP的分类

①显微煤岩类型条带最小宽度为50um，即，最小覆盖面积为50×50um２②侧重于煤的化学工艺性质的分类③以镜质组、壳质组、惰质组三组分为100%划分类型微镜煤V>95%单组分组类型组

微壳煤E>95%

微惰煤I>95%双组分组类型组微亮煤微镜亮煤V+E>95%微壳亮煤微镜惰煤微惰镜煤V+I>95%微镜惰煤微暗煤微壳暗煤E+I>95%微亮暗煤三组分组类型组微镜三合煤微暗亮煤V>I、E微壳三合煤微镜惰壳煤E>I、V微惰三合煤微亮暗煤I>V、E①

按主要显微组分、亚组分组再细划分为类型；②考虑优势组分命名，含量小于5%的不计；

③

ICCP的镜质组=中国的镜质组+半镜质组；④精煤（矿物总量<20%或硫化物含量<5%，密度<1.5g/cm3）⑤大致反映沉积环境▲表3-4微矿质煤分类微矿质煤类型矿物种类矿物体积/%微泥质煤粘土20~<60微硅质煤石英20~<60微碳酸盐质煤碳酸盐20~<60微硫化物质煤硫化物5~<20微复矿质煤两种以上，但不含硫化物20~<60两种以上，含硫化物<5%>5~<45两种以上，含硫化物<10%>10~<30▲

矿物总量>60%或硫化物含量>20%，密度>2.0g/cm3为矿质类型2、成因分类

（1）前苏联热姆丘日尼可夫和金兹堡分类①煤与煤层的形成条件②显微研究与宏观研究结合起来③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凝胶化组分/%类型0~10丝炭~木煤质煤10~25暗煤质煤25~50亮暗煤质煤50~75暗亮煤质煤75~100亮煤质煤90~100木质镜煤~镜煤质煤（2）地科院、重庆煤研所的分类

①据腐植煤镜质组百分含量划为四种类型②再按惰质组、壳质组、矿物质划分15种亚型镜质组/%类型<40暗煤型

40~60亮暗煤型60~80暗亮煤型>80亮煤型思考题：1.生物质、沉积有机质、煤岩类型的成因意义？2.显微煤岩类型的环境意义？3.成因分类中各类型的成因意义？（五）煤的宏观组成

1、腐植煤的宏观煤岩成分

（1）镜煤：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，裂隙发育，大多由结构镜质体，均质镜质体组成。（2）丝炭：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，质轻者性脆，易污手，质重者，被矿物充填。

（3）亮煤：表面隐约可见微细层理，光泽较强，结构不均一

（4）暗煤：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；含惰质组多，成分结构不均一，氧化环境。

▲

①条带厚度3-5mm构成一个煤岩成分，不到3-5mm则合并；②过渡类型：暗亮煤、亮暗煤；③宏观与微观的结合和联系；④根据宏观煤岩成分绘制煤层的形成曲线，用于煤相研究。

2、腐植煤的宏观煤岩类型

宏观煤岩类型光泽镜煤＋亮煤光亮煤光泽极强>75%半亮煤光泽较强75%--50%半暗煤光泽暗淡50%—25%暗淡煤光泽极暗<25%

▲

①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；②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；③最小分层厚度为3—10cm，视煤层厚度而定；

④每一种光泽类型，据构造、结构再分。

3、褐煤的岩石类型按变质作用的强弱分为：软褐煤，暗褐煤、亮褐煤（1）宏观煤岩成分①木煤：保存有植物细胞结构的纤维组织②丝炭：植物组织经过氧化，森林火灾

③凝胶团块：轮廓清楚，结构均一，可演变为镜煤④基质：木煤、丝炭、凝胶团块的混合物

⑤树脂体：植物的分泌物⑥矿物：粘土矿物、硫化物、氧化物、盐类矿物⑦动物化石（2）岩石类型组和岩石类型的划分

表3-5褐煤的岩石类型组和岩石类型划分（ICCP，1986）岩石类型组（组成成分）岩石类型（结构）种（凝胶化程度、腐植化程度、腐植凝胶含量）碎屑煤条带状煤褐色弱凝胶化煤黑色凝胶化煤木质煤非条带状煤黄色非凝胶化煤褐色弱凝胶化煤黑色凝胶化煤丝质煤富矿物质煤中国分为四种宏观煤岩类型

①木质煤含木质>10%；②碎屑煤

木煤，丝炭，均<10%

③丝质煤含丝炭>10%；④矿化煤矿物质含量>25%4、煤的成因类型(1)腐植煤包括由高等植物木质纤维组成的狭义腐植煤和高等植物的壳质组分组成的残植煤。残植煤的特征：

①壳质组含量>50%，一般为70~90%

②黑灰色、灰黑色，油脂光泽，叶片状、粒状结构

③Hdaf和Vdaf含量、Tar产率高，韧性大④活水、富氧的环境（2）腐植腐泥煤

高等植物与低等植物混合而成。

（3）腐泥煤

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：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，具沥青气味表3-6煤的成因类型腐植煤腐植煤残植煤角质残植煤树皮残植煤孢子残植煤树脂残植煤腐植腐泥煤烛煤藻烛煤煤精腐泥煤藻煤胶泥煤油页岩石煤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12341—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1、煤的宏观结构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。宽条带状结构条带宽>5mm①条带状结构中条带状结构条带宽3-5mm细条带状结构条带宽1-3mm②线理状结构：煤岩成分呈<1mm的线理③透镜状结构：煤岩成分成透镜状④均一状结构：成分单一、均匀，镜煤、腐植腐泥煤

⑤粒状结构：大量孢子、树脂体、矿物杂质

⑥叶片状结构：树皮或角质形成

⑦木质状结构：植物茎干的木质纤维组织的痕迹

⑧纤维状结构：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2、煤的次生结构

构造应力下产生的宏观结构

①碎裂构造碎块>2cm

②碎粒构造粒度1cm

③糜棱构造层理，煤岩成分看不见

思考题：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21343、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，与煤岩成分自身大小，形态无关，而与成煤物质聚积时的环境有关。

①层状构造：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②块状构造：岩石组成单一，看不到层理，覆水较深的滞水条件。

（一）概述

有机质：主要由C、H、O、N、S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；

无机质：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

1、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

2、水在煤中的存在状态

①外在水分（Mf）:大毛细管（d>200nm）中的游离水二、煤的化学组成②内在水分（Minh）:存在d<200nm中的吸附水(100℃

)Minh≈Mad（空气干燥基水分）结晶水（化合水）：以分子或离子形式参加矿物晶格构造的水分。如

CaSO4•2H2OAl2O3•

SiO2•2H2O3、煤中水对工业利用的影响

4、煤中水分的测定

Mad——煤的工业分析方法，GB212-911）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。Mt——GB/T211-1996微波干燥法称取一定量粒度小于6mm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。特低全水分煤低全水分煤中全水分煤中高高特高SLMLMMMMHMHMSHM

≤6.0%>6.0~8.0>8.0~12.0>12.0~20.0>20.0~40.0>40.0表3-8全水分（Mt）与空干基（Mad）水分测定条件项目粒级/mm重量/g温度/℃

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▲

煤分类研究中常采用最高内在水分(MHC)：即煤样在30℃，相对湿度为96～97%的条件下达到吸湿平衡时测得的内在水分。也即煤中毛细管吸附的水分达到饱和时的水分。最高内在水分与煤级有关，它不受空气湿度的影响，便于不同地区对比。图3-1MHC与Vdaf的关系5、影响煤中水分的因素

表3-12中国不同煤级煤空气干燥基水分的变化范围

煤级HM1HM2CYQMFMJMSMPMWY3WY2WY1Mad%28~1015~312~36~32~0.31.5~0.31.8~0.42.5~0.52.5~0.73.0~1.09.5~2.0▲基准的换算ar——asreceivedbasis收到基ad——airdriedbasis空气干燥基d——drybasis干燥基daf——dryash-freebasis干燥无灰基dmmf——drymineral-matterfreebasis干燥无矿物基maf——moistash-freebasis恒湿无灰基m,mmf——moistmineral-matterfreebasis

恒湿无矿物基

dafd

adarMfMadVFCA图3-10煤质指标不同基准示意图（三）煤的灰分

1、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1）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；3）降低了煤的发热量，增加了灰渣处理量；4）煤灰利用，提取Ga、Ge、V、Ti3、煤灰分产率的测定粒级0.2mmad1gO2815±5℃1h测得Aad灰分产率是一个固定值，与水分无关。

4、影响煤灰分的因素1）煤岩成分、煤岩类型2）原生矿物、同生矿物、后生矿物3）人为因素5、灰分划分等级（Ad%

）

特低灰煤低灰煤中灰煤高灰煤SLALAMAHA动力用煤≤10.00%10.01~16.00%16.01~29.00%>29.00%炼焦用煤≤6.00%6.01~9.00%9.01~12.00%>12.00%GB/T15224.1——2004（四）煤的挥发分1、测定方法粒级<0.2mmad1g隔绝空气

900±10

℃7min煤样减轻的质量占原煤质量的百分数，减去煤的Mad.测得Vad，挥发分产率是一个固定值，与水分、灰分无关

2、影响因素①同一煤化程度，煤岩成分的影响

表2-14不同煤岩成分的挥发分(Vdaf%)比较

煤岩树脂体藻类体孢子体角质体树皮体镜煤亮煤暗煤丝炭气煤99.086.164.850.449.539.341.436.917.7②相同煤岩成分，煤化程度影响表2-15不同煤级煤的挥发分变化范围3、焦渣特征分类

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７号膨胀熔融粘结：焦渣h<15mm，银白色光泽，膨胀８号强膨胀熔融粘结：焦渣h>15mm，银白色光泽，强膨胀煤级HM1HM2CYQMFMJMSMPMWY3WY2WY1Vdaf%65~5555~4848~4040~3636~2628~1820~1416~1010~6.56.5~3.5<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/T849-2000SLVLVMVMHVHVSHV

≤10.00%>10.0~20.0>20.0~28.0>28.0~37.0>37.0~50.0>50.0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95％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挥发分测定的精密度挥发分/%重复性Vad/%再现性Vd/%

<200.300.5020~400.501.00>400.801.50（五）固定碳（FC）1、固定碳（FC）的概念

FC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示，因为固定碳与煤中的水分矿物质无关。随煤阶的增高，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煤级HM1HM2CYQMFMJMSMPMWY3WY2WY1FCdaf%35~4545~5252~6060~6464~7474~8280~8684~9090~93.593.5~96.5>96.52、燃料比国外尤其是日本FCdaf/Vdaf表示燃料比思考题：

1.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？FCd分级SLFCLFCMFCMHFCHFCSHFC≤45.00%>45.0~550.0>55.0~65.0>65.0~75.0>75.0~80.0>80.0（六）元素分析

1、煤中Ｃ、Ｈ含量测定

燃烧法粒级<0.2mmad0.2gO22H2O+CaCl2CaCl2·2H2O(吸H2O)CO2+2NaOHNa2CO3+H2O(吸CO2)4SO2+4PbCrO44PbSO4+2Cr2O3+O2↑(除S)4SO3+4PbCrO4PbSO4+2Cr2O3+3O2↑(除S)Cl2+2Ag2AgCl↓(除Cl)2NO2+MnO2Mn(NO3)2(除N)

2、煤中N含量测定开氏蒸馏法粒级<0.2mmad0.2

混合催化剂(Na2SO4和HgSO4)和H2SO4

加热分解，煤中的氮则转化为NH3，与H2SO4作用，转化为NH3(HSO4)。加入过量的NaOH溶液中和H2SO4

，把NH3从NaOH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H2SO4的量，计算煤中的