第一節　煤的種類和外表特征

一、煤的成因類型

煤是由植物轉變而成的，不同類型植物形成的煤的特征、性質都有差異。根據成煤原始物質和堆積環境的不同，可把煤分成腐殖煤、腐泥煤兩大類。

1.腐泥煤

是指由低等植物和浮游生物經腐泥化作用和煤化作用形成的煤。根據植物遺體分解的程度，可分為藻煤和膠泥煤。藻煤中藻類遺體大多未完全分解，顯微鏡下可見保存完好，輪廓清晰的藻類。膠泥煤中藻類遺體多分解完全，已看不到完整的藻類殘骸。腐泥煤中礦物質含量較高，光澤暗淡，常呈褐色，均勻致密，貝殼狀斷口，硬度和韌性較大，易燃，燃燒時有瀝青味。腐泥煤常呈薄層或透鏡狀夾在腐殖煤中，有時也形成單獨的可采煤層。

2.腐殖煤

是指由高等植物的遺體經過泥炭化作用和煤化作用形成的煤。腐殖煤是因為植物的部分木質纖維組織在成煤過程中變成腐殖酸這一中間產物而得名。腐殖煤在自然界中分布最廣、蘊藏量最大、用途最廣的煤。絕大多數腐殖煤都是由植物中的木質素和纖維素等主要組分形成的，亦有少量腐殖煤是由高等植物經微生物分解后殘留的脂類化合物形成的，稱為殘殖煤。單獨成礦的殘殖煤很少，多以薄層或透鏡狀夾在腐殖煤中。

由于儲量、用途和習慣上的原因，除非特別指明，人們通常講的煤，就是指主要由木質素、纖維素等形成的腐殖煤。

腐殖煤和腐泥煤具有不同的外表特征和性質，其主要特征區別見表1-1。

二、腐殖煤的外表特征

腐殖煤是近代煤炭綜合利用的主要物質基礎，也是煤化學的重點研究對象。根據煤化程度的不同，腐殖煤又可分為泥炭、褐煤、煙煤以及無煙煤四個大類。每一種類型的腐殖煤具有不同的特征和性質，因此它們的利用途徑也有很大的差異。

1.泥炭

泥炭呈棕褐色或黑褐色，無光澤，質地柔軟且不均勻，水分含量較高，一般可達85％～95％（本書中如無特別說明，均指質量分數，下同）。自然干燥后，水分可降低至25％～35％。風干后的泥炭為棕褐色或黑褐色土狀碎塊。實際上，泥炭屬于植物成煤過程中的過渡產物。

泥炭的有機組成包括以下幾個部分。

①腐殖酸。腐殖酸是由高分子羥基芳香羧酸所組成的復雜混合物，具有酸性，是一種無定形的高分子膠體物質，是泥炭中最主要的成分。

②瀝青質。它是由分解產物經化學合成作用形成的，也可以由樹脂、樹蠟、孢子等轉化而成。

③未分解或分解不完全的纖維素、半纖維素、果膠和木質素。

④角質、樹脂、孢子等穩定組分。

我國泥炭儲量約270億噸，80％屬裸露型，20％屬埋藏型。主要分布于大小興安嶺、三江平原、長白山、青藏高原東部以及燕山、太行山等山前洼地和長江沖積平原等地。

泥炭有廣泛的用途。泥炭的硫含量平均為0.3％（質量分數），屬于低硫燃料，經氣化可制成氣體燃料或工業原料氣，經液化可制成液體潔凈燃料；泥炭焦化所得泥炭焦是制造優質活性炭的原料；泥炭通過不同溶劑萃取，可得到苯瀝青、碳水化合物等重要的化工原料。泥炭能去除廢水中的金屬離子，是一種有效的吸附及過濾介質。泥炭還可以作為土壤改良劑和飼料添加劑，以及食用菌培養基。泥炭的開發和利用已引起國內外的廣泛重視，近年來發展十分迅速。

2.褐煤

褐煤是泥炭沉積后經脫水、壓實轉變為有機生物巖的初期產物。褐煤大多數無光澤，外觀呈褐色或黑褐色，真密度1.10～1.40g/cm3。褐煤含水量較高，達30％～60％，自然干燥后水分降至10％～30％。褐煤易風化變質，含原生腐殖酸，含氧高，化學反應性強，熱穩定性差。在外觀上，褐煤與泥炭的最大區別在于褐煤不含未分解的植物組織殘骸，且呈層分布狀態。

根據外表特征，可將褐煤分為土狀褐煤、暗褐煤、亮褐煤和木褐煤四種。

（1）土狀褐煤　它是泥炭變為褐煤的最初產物，其斷面與一般黏土相似，結構較疏松，易碎成粉末，沾污手指。

（2）暗褐煤　它是典型的褐煤，表面呈暗褐色，有一定的硬度，如將其破碎則碎成塊狀而不形成粉末。

（3）亮褐煤　從外表看它與低煤化度煙煤無明顯區別，因而有些國家稱其為次煙煤。但亮褐煤仍含有腐殖酸，外觀呈深褐色或黑色，有的帶有絲絹狀光澤，有的則如煙煤一樣含有暗亮相間的條帶。

（4）木褐煤　亦稱柴煤。有很明顯的木質結構，用顯微鏡觀察可清楚地看到完整的植物細胞組織。它除含有腐殖酸、腐殖質和瀝青質外，還含有木質素和纖維素等。顯然，木褐煤是由尚未收到充分腐敗作用的泥炭形成的一種特殊形態的褐煤。

我國褐煤資源豐富，已探明儲量達1303億噸，主要分布在東北、西北、西南、華北等地，集中在內蒙古、云南和黑龍江等省，其中內蒙古的褐煤儲量最大，占全國褐煤儲量的77％。

3.煙煤

煙煤呈黑色，水分含量較低，真相對密度1.2～1.45，硬度較大，隨著煤化程度的增加，煤的光澤逐漸增強，條帶狀結構明顯。煙煤在自然界中分布最廣，儲量最大，品種也最多。根據煤化程度中國將煙煤分為長焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤。其中，氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤具有黏結性，適宜煉焦使用，稱為煉焦煤。中國煙煤儲量非常豐富，約4058億噸，其中煉焦用煤2264億噸，不黏煤1256億噸，弱黏煤232億噸，長焰煤306億噸。

4.無煙煤

無煙煤呈灰黑色，具有金屬光澤，真相對密度1.4～1.8，硬度大，燃點高，高達360～410℃以上。因燃燒時無煙而得名。是煤化程度最高的腐殖煤。我國無煙煤預測儲量為4740億噸，占全國煤炭總資源量的10％。主要分布于山西省、河南省和貴州省等地。上述四類腐殖煤的主要特征與區分標志如表1-2所示。