第一節(jié)　煤的宏觀特征和微觀特征

一、煤巖學(xué)的概念

煤是一種可燃有機(jī)巖。煤巖學(xué)是把煤作為一種有機(jī)巖石，用巖石學(xué)方法研究煤的物質(zhì)組成、性質(zhì)和工藝用途，進(jìn)而確定其成因及合理用途的科學(xué)。煤巖學(xué)研究始于1830年，英國(guó)人赫頓（Hutton）發(fā)展了在顯微鏡下觀察煤薄片的技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了煤中保存著大量植物結(jié)構(gòu)，提出了煤是由植物生成的論斷。1919年英國(guó)人斯托普斯（M.Stopes）提出將宏觀煤巖成分分為鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭，并詳細(xì)描述了它們的特征和它們性質(zhì)的差別。1924年波托涅編寫(xiě)了《普通煤巖學(xué)概論》一書(shū)，第一次出現(xiàn)了“煤巖學(xué)”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。1925年斯塔赫（E.Stach）介紹了煤的光片技術(shù)，并使用了油浸物鏡研究方法。1928年斯塔赫和屈耳魏恩提出制備粉煤光片的研究方法。1935年斯托普斯建議使用煤巖顯微組分這一術(shù)語(yǔ)，使煤巖學(xué)的研究向微觀方向前進(jìn)了一步。

1953年國(guó)際煤巖學(xué)委員會(huì)（ICCP）的成立是煤巖學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。1957年和1963年，ICCP分別出版了《國(guó)際煤巖學(xué)手冊(cè)》第1版和第2版，使煤巖術(shù)語(yǔ)和研究方法趨向標(biāo)準(zhǔn)化。熒光性的研究，保證了低煤化度煤的煤級(jí)準(zhǔn)確測(cè)定。反射率測(cè)定方法和裝置的逐漸完善，對(duì)煤巖學(xué)的發(fā)展起了重大作用，尤其是光電倍增管及各種型號(hào)的反射率自動(dòng)測(cè)定裝置的研制成功，加上電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使20世紀(jì)70年代以來(lái)煤巖學(xué)得到更加迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。

反射率測(cè)定方法使煤巖學(xué)研究如虎添翼，隨著各種型號(hào)反射率自動(dòng)測(cè)定儀的研制成功及電子計(jì)算機(jī)的廣泛使用，使煤巖學(xué)的發(fā)展更加迅速且應(yīng)用范圍更加廣闊。

煤巖學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要包括：各種煤的有機(jī)組分、無(wú)機(jī)組分的來(lái)源，轉(zhuǎn)變條件，種類和數(shù)量；煤中各組分的分布特征、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造；煤的有機(jī)組分的性質(zhì)、形態(tài)、分類及工藝用途；煤中有機(jī)組分的變質(zhì)程度和氧化程度等。

煤巖學(xué)的研究方法有兩種：宏觀研究法和微觀研究法。

宏觀研究法是用肉眼或放大鏡來(lái)觀察煤，根據(jù)煤的顏色、條痕、光澤、硬度、密度、斷口等物理性質(zhì)，確定宏觀煤巖成分和宏觀煤巖類型，判斷煤化程度，初步評(píng)定煤的性質(zhì)和用途。這種方法是煤巖學(xué)研究的基礎(chǔ)，具有簡(jiǎn)便易行等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是較粗略。

微觀研究法是利用顯微鏡來(lái)觀察煤片，識(shí)別并研究煤的顯微組分的方法。常用的方法有兩種：一種是在透射光下觀察煤的薄片（0.02mm），根據(jù)顏色、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、輪廓等特征鑒別煤的顯微組分；另一種方法是在反射光下觀察煤的光片（1.5～2cm），根據(jù)顏色、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、輪廓、突起等特征鑒別煤的顯微組分。反射光又分普通反射光和油浸反射光，油浸反射光能削弱光線折射的影響，使顯微組分的特征更清晰可辨。

二、煤的宏觀特征

1.宏觀煤巖成分

宏觀煤巖成分指用肉眼可以區(qū)分的煤的基本組成單位。腐殖煤的宏觀煤巖成分可分為鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭四種。它們具有不同的性質(zhì)和特征。

（1）鏡煤　煤中顏色最黑、光澤最亮的宏觀煤巖成分。質(zhì)地均勻，性脆，以具貝殼狀斷口和垂直于條帶的內(nèi)生裂隙為特征。在煤層中鏡煤呈透鏡狀或條帶狀，厚度一般不超過(guò)20mm，有時(shí)呈線理狀?yuàn)A雜在亮煤或暗煤中，但有明顯的分界線。鏡煤的內(nèi)生裂隙發(fā)育，裂隙面呈眼球狀，有時(shí)裂隙面上有方解石或黃鐵礦薄膜。在成煤過(guò)程中，鏡煤是由成煤植物的木質(zhì)纖維組織經(jīng)過(guò)凝膠化作用形成的均質(zhì)鏡質(zhì)體或結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體。隨煤化度加深，鏡煤的顏色由深變淺，光澤變強(qiáng)，內(nèi)生裂隙增多。在中等變質(zhì)階段，鏡煤具有強(qiáng)黏結(jié)性和膨脹性。

（2）亮煤　光澤次于鏡煤、具有微細(xì)層理、最常見(jiàn)的宏觀煤巖成分。不少煤層以亮煤為主組成較厚的分層，甚全整個(gè)煤層全由亮煤組成。亮煤呈黑色，其光澤、脆性、密度、結(jié)構(gòu)均勻性和內(nèi)生裂隙發(fā)育程度等均遜于鏡煤。斷口有時(shí)呈貝殼狀，表面隱約可見(jiàn)微細(xì)紋理。在顯微鏡下觀察，亮煤是一種復(fù)雜、非均一、以鏡質(zhì)組組分為主，并含有不同數(shù)量的惰質(zhì)組組分和殼質(zhì)組組分的宏觀煤巖成分。在中等變質(zhì)階段，亮煤具有較強(qiáng)黏結(jié)性和膨脹性。

（3）暗煤　光澤暗淡、堅(jiān)硬、表面粗糙的宏觀煤巖成分。暗煤呈灰黑色、內(nèi)生裂隙不發(fā)育、密度大、堅(jiān)硬且具有韌性。它的層理不清晰，呈粒狀結(jié)構(gòu)，斷口粗糙。常以較厚的分層出現(xiàn)，甚至單獨(dú)成層。在顯微鏡下可以觀察到暗煤是一種復(fù)雜、非均一、鏡質(zhì)組組分較少，礦物質(zhì)含量較高的宏觀煤巖成分。暗煤由于組成不同，其性質(zhì)差異很大。如富含惰質(zhì)組的暗煤，略帶絲絹光澤，揮發(fā)分低，黏結(jié)性弱；富含樹(shù)皮的暗煤，略帶油脂光澤，揮發(fā)分和氫含量較高，黏結(jié)性較好；含大量黏土礦物的暗煤密度大，灰分高。

（4）絲炭　有絲絹光澤、纖維狀結(jié)構(gòu)、性脆的、單一的宏觀煤巖成分。在成煤過(guò)程中，絲炭是由成煤植物的木質(zhì)纖維組織經(jīng)絲炭化作用而形成的。在煤層中絲炭呈扁平透鏡體或不連續(xù)小夾層，沿煤的層面分布，厚度約為幾毫米。絲炭外觀像木炭，灰黑色，質(zhì)地疏松多孔，性脆、易碎，故在煤粉中含量較多。有些絲炭的孔腔被礦物質(zhì)填充，成為礦化絲炭。礦化絲炭質(zhì)地堅(jiān)硬、致密、密度大。在顯微鏡下觀察，具有明顯植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的絲炭化組織一絲質(zhì)體和半絲質(zhì)體，有時(shí)還能看到年輪結(jié)構(gòu)。絲炭含氫量低，含碳量高，沒(méi)有黏結(jié)性。由于絲炭孔隙率高，易于吸氧而發(fā)生氧化和自燃。

2.宏觀煤巖類型

宏觀煤巖成分在煤層中的自然共生組合稱為宏觀煤巖類型。在宏觀煤巖成分中，鏡煤和絲炭一般僅以細(xì)小的透鏡體或不連續(xù)的薄層出現(xiàn)，難以形成獨(dú)立的分層；亮煤和暗煤雖然分層較厚，但常常又有互相過(guò)渡的現(xiàn)象，分界線不太明顯。所以，在了解煤層的巖相組成和性質(zhì)時(shí)，如以上述四種宏觀煤巖成分為單位，則不便進(jìn)行定量分析，也不易了解煤層的全貌。因此，常采用宏觀煤巖類型代替宏觀煤巖成分作為肉眼觀察研究煤層酌單位，共劃分為光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤四種基本類型。由于宏觀類型是根據(jù)相對(duì)光澤劃分的，而組分的光澤強(qiáng)度又是隨煤化程度的增高而增強(qiáng)，因此，只有煤化程度相同的煤才能相互比較，劃分宏觀類型，并應(yīng)先以相同煤化程度的鏡煤為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分。煤的宏觀類型通常以5cm為最小分層厚度。各種宏觀煤巖類型特點(diǎn)如下：

（1）光亮煤　煤層中總體相對(duì)光澤最強(qiáng)的類型，它含有大于80％的鏡煤和亮煤，只含有少量的暗煤和絲炭。光亮煤成分較均一，通常條帶狀結(jié)構(gòu)不明顯，具有貝殼狀斷口。內(nèi)生裂隙發(fā)育，較脆，易破碎。中變質(zhì)階段光亮煤的黏結(jié)性強(qiáng)，是最好的煉焦用煤。

（2）半亮煤　煤層中總體相對(duì)光澤較強(qiáng)的類型，其中鏡煤和亮煤的含量大于50％～80％，其余為暗煤，也可能夾有絲炭。半亮煤的條帶狀結(jié)構(gòu)明顯，內(nèi)生裂隙較發(fā)育，常具有棱角狀或階梯狀斷口。半亮煤是最常見(jiàn)的宏觀煤巖類型。中變質(zhì)程度的半亮煤黏結(jié)性較好。

（3）半暗煤　煤層中總體相對(duì)光澤較弱的類型，其中鏡煤和亮煤含量?jī)H為20％～50％，其余的為暗煤，也夾有絲炭。有時(shí)鏡煤和亮煤含量雖大于50％，但因礦物質(zhì)含量高而使煤相對(duì)光澤減弱，也成為半暗煤。半暗煤的內(nèi)生裂隙不發(fā)育，斷口參差不齊；硬度、韌度和密度較大。

（4）暗淡煤　煤層中總體相對(duì)光澤最弱的類型，其中鏡煤和亮煤含量在20％以下，其余的多為暗煤，有時(shí)夾有少量其他煤巖組分，也有個(gè)別煤田存在以絲炭為主的暗淡煤。暗淡煤通常呈塊狀構(gòu)造，層理不明顯，煤質(zhì)堅(jiān)硬，韌性大，密度大，內(nèi)生裂隙不發(fā)育。與其他宏觀煤巖類型相比，暗淡煤的礦物質(zhì)含量往往最高。

在煤層中，各種宏觀煤巖類型的分層，往往多次交替出現(xiàn)。逐層進(jìn)行觀察、描述和記錄，并分層取樣，是研究煤層的基礎(chǔ)工作。

表2-1示出大同礦區(qū)9號(hào)煤層的宏觀煤巖類型。

三、煤的微觀特征

煤的微觀特征是指利用顯微鏡觀察到的煤的各種特征。人們把在顯微鏡下能夠識(shí)別的煤的基本組成成分叫作煤的顯微組分。煤的顯微組分可分為有機(jī)顯微組分和無(wú)機(jī)顯微組分兩大類。

1.煤的有機(jī)顯微組分

有機(jī)顯微組分是指在顯微鏡下能識(shí)別的有機(jī)質(zhì)的基本單位。國(guó)內(nèi)外關(guān)于有機(jī)顯微組分的分類方案很多，國(guó)際煤巖學(xué)會(huì)對(duì)褐煤和硬煤分別制定了顯微組分的分類方案（見(jiàn)表2-2、表2-3）。

中國(guó)煤巖顯微組分分類方案是以國(guó)際煤巖顯微組分分類方案為基礎(chǔ)，結(jié)合中國(guó)煤炭資源特征和煤巖工作實(shí)踐而制定的。中國(guó)煙煤的顯微組分分類方案自從1988年制定以來(lái)，經(jīng)歷了兩次較大的修訂，主要是圍繞是否將半鏡質(zhì)組單獨(dú)劃出而展開(kāi)，由于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有劃分出過(guò)渡組分，致使我國(guó)煤巖資料和學(xué)術(shù)論文在國(guó)際交流中出現(xiàn)困難，在顯微煤巖類型及煤分類上應(yīng)用時(shí)也有諸多不便。因此現(xiàn)行分類方案（GB/T 15588—2013）放棄了劃分出半鏡質(zhì)組的方案，采用鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組和殼質(zhì)組的三組分劃分方案，如表2-4所示。

腐殖煤的有機(jī)顯微組分可分為三類，即鏡質(zhì)組（凝膠化組分）、惰質(zhì)組（絲炭化組分）和殼質(zhì)組（穩(wěn)定組）。各類顯微組分按其鏡下特征，可以進(jìn)一步分為若干組分或亞組分。

（1）鏡質(zhì)組

①鏡質(zhì)組特征。鏡質(zhì)組是由成煤植物的木質(zhì)纖維組織，經(jīng)腐殖化作用和凝膠化作用而形成的顯微組分組。我國(guó)多數(shù)地區(qū)煤中鏡質(zhì)組的含量為60％～80％。在低煤化煙煤中，鏡質(zhì)組的透光色為橙色—橙紅色，油浸反射光下呈深灰色，無(wú)突起。隨煤化程度增加，反射力增大，反射色變淺，可由深灰色變?yōu)榘咨煌腹馍兩睿捎沙燃t色變?yōu)樽厣敝敛煌该鳎徽黄庀鹿鈱W(xué)各向異性明顯增強(qiáng)。鏡質(zhì)組有時(shí)具弱熒光性。

根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)保存程度及形態(tài)、大小等特征，分為3個(gè)顯微組分和若干個(gè)顯微亞組分。

②結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體。顯微鏡下顯示植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的鏡質(zhì)組顯微組分（指細(xì)胞壁部分）。根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)保存的完好程度，又分為2個(gè)亞組分。

a.結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體1。細(xì)胞結(jié)構(gòu)保存完好的結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體。細(xì)胞壁未膨脹或微膨脹，細(xì)胞腔清晰可見(jiàn)，細(xì)胞排列規(guī)則。細(xì)胞腔中空，或?yàn)榈V物和其他顯微組分充填。

b.結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體2。細(xì)胞壁強(qiáng)烈膨脹，細(xì)胞腔完全變形或幾乎消失，但可見(jiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)殘跡。細(xì)胞腔閉合后常呈線條狀結(jié)構(gòu)。由樹(shù)葉形成的結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體2，常具角質(zhì)體鑲邊，有時(shí)顯示團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)。

③無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體。顯微鏡下不顯示植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的鏡質(zhì)組分。根據(jù)形態(tài)特征，無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體又分為4個(gè)亞組分。

a.均質(zhì)鏡質(zhì)體。在垂直層理切面中呈寬窄不等的條帶狀或透鏡狀，均一、純凈，常見(jiàn)垂直層理方向的裂紋。低煤級(jí)煙煤中有時(shí)可見(jiàn)不清晰隱結(jié)構(gòu)，經(jīng)氧化腐蝕，可見(jiàn)清晰的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，該組分為鏡質(zhì)組反射率測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)組分之一。

b.基質(zhì)鏡質(zhì)體。沒(méi)有固定形態(tài)，膠結(jié)其他顯微組分或共生礦物均勻，基質(zhì)鏡質(zhì)體顯示均一結(jié)構(gòu)，顏色均勻；不均勻基質(zhì)鏡質(zhì)體為大小不一、形態(tài)各異、顏色略有深淺變化的團(tuán)塊狀或斑點(diǎn)狀集合體。與均質(zhì)鏡質(zhì)體相比，反射率略低，透光色略淺。該組分也為反射率測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)組分之一。

c.團(tuán)塊鏡質(zhì)體。多呈圓形、橢圓形、紡錘形或略帶棱角狀、輪廓清晰的均質(zhì)塊體。常充填細(xì)胞腔，其大小與細(xì)胞腔一致；也可單獨(dú)出現(xiàn)，最大者可達(dá)300μm。油浸反射光下呈深灰色或淺灰色，透射光下為紅色—紅褐色。

d.膠質(zhì)鏡質(zhì)體。均一純凈，無(wú)確定形態(tài)，常充填在細(xì)胞腔、裂隙及真菌體和孢粉體的空腔中。鏡下其他光性特征與均質(zhì)鏡質(zhì)體相似。

④碎屑鏡質(zhì)體。粒徑小于10μm的鏡質(zhì)組碎屑，多呈粒狀或不規(guī)則狀，偶見(jiàn)棱角狀。常被基質(zhì)鏡質(zhì)體膠結(jié)，并且不易與基質(zhì)鏡質(zhì)體區(qū)分。

（2）惰質(zhì)組

①惰質(zhì)組特征。惰質(zhì)組也是煤中比較常見(jiàn)的一種顯微組分，惰質(zhì)組在煤中的含量為10％～20％，惰質(zhì)組是由植物的木質(zhì)纖維組織經(jīng)過(guò)絲炭化作用形成的。人們認(rèn)為產(chǎn)生絲炭化作用的原因有兩種，其一是最初發(fā)生在多氧少水的氧化環(huán)境中，植物有機(jī)組分在微生物作用下失去被氧化的原子團(tuán)而脫水、脫氫，碳含量相對(duì)增加，經(jīng)過(guò)氧化作用后，植物殘骸轉(zhuǎn)入覆水較深的弱氧化以至還原環(huán)境，或被泥沙覆蓋與空氣隔絕，再經(jīng)過(guò)煤化作用轉(zhuǎn)變?yōu)槎栀|(zhì)組的顯微組分；其二是沼澤中生長(zhǎng)的植物發(fā)生火災(zāi)后，植物殘?bào)w被燒焦，變成類似木炭的炭化物質(zhì)，它們沉入地下轉(zhuǎn)變成惰質(zhì)組顯微組分。

由于成因、堆積環(huán)境、堆積方式等因素的影響，有的惰質(zhì)組分細(xì)胞壁完整，細(xì)胞結(jié)構(gòu)清晰，如絲質(zhì)體等；有的惰質(zhì)組顯微組分細(xì)胞中填充有黏土礦物；還有的細(xì)胞壁破裂為碎屑，雖然它們的形態(tài)特征差異很大，但它們的工藝性質(zhì)卻很相似。

需要指出的是由于環(huán)境等因素的改變，凝膠化作用和絲炭化作用可以交替發(fā)生，處于凝膠化作用中的產(chǎn)物都可以發(fā)生絲炭化作用，處于絲炭化作用中的產(chǎn)物一般也可以再進(jìn)行凝膠化作用。

惰質(zhì)組在煤化作用過(guò)程中的光性變化不及鏡質(zhì)組明顯，一般不發(fā)熒光。根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和形態(tài)特征等惰質(zhì)組分為以下若干組分。

②絲質(zhì)體。油浸反光下為亮白色或亮黃白色，中高突起，具細(xì)胞結(jié)構(gòu)，呈條帶狀、透鏡狀或不規(guī)則狀。常見(jiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)保存完好，甚至可見(jiàn)清晰的年輪及分節(jié)的管胞。細(xì)胞腔一般中空或被礦物、有機(jī)質(zhì)充填。根據(jù)成因和反射色不同分為2個(gè)亞組分。

a.火焚絲質(zhì)體。植物或泥炭在泥炭沼澤發(fā)生火災(zāi)時(shí)，受高溫碳化熱解作用轉(zhuǎn)變形成的絲質(zhì)體。火焚絲質(zhì)體的細(xì)胞結(jié)構(gòu)清晰，細(xì)胞壁薄，反射率和突起很高，油浸反光下為亮黃白色。

b.氧化絲質(zhì)體。與火焚絲質(zhì)體相比，細(xì)胞結(jié)構(gòu)保存較差，反射率和突起稍低，油浸反光下為亮白色或白色。

③半絲質(zhì)體。油浸反光下為灰白色，中突起，呈條帶狀、透鏡狀或不規(guī)則狀。具細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有的呈現(xiàn)較清晰的、排列規(guī)則的木質(zhì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有的細(xì)胞壁膨脹或僅顯示細(xì)胞腔的殘跡。

④真菌體。來(lái)源于真菌菌孢子、菌絲、菌核和密絲組織。油浸反射光下呈現(xiàn)灰白色、亮白色或亮黃白色，中高突起，顯示真菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征。來(lái)源于真菌菌孢的真菌體，外形呈橢圓形、紡錘形，內(nèi)部顯示單細(xì)胞、雙細(xì)胞或多細(xì)胞結(jié)構(gòu)。形成于真菌菌核的真菌體，外形呈近圓形，內(nèi)部顯示蜂窩狀或網(wǎng)狀的多細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

⑤分泌體。由樹(shù)脂、丹寧等分泌物經(jīng)絲炭化作用形成，因而常被稱為氧化樹(shù)脂體，但它也可能起源于腐殖凝膠。油浸反射光下為灰白色、白色至亮黃白色，中高突起。形態(tài)多呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形狀，大小不一，輪廓清晰。一般致密、均勻。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為無(wú)氣孔、有氣孔和具裂隙的三種。無(wú)氣孔的多為較小的渾圓狀，表面光滑，輪廓清晰。有氣孔的往往具有大小相近的圓形小孔。第三種則呈現(xiàn)出方向大約一致或不一致的氧化裂紋。

⑥粗粒體。油浸反光下為灰白色、白色、淡黃白色，中高突起，基本上不呈現(xiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)。有的完全均一，有的隱約可見(jiàn)殘余的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。通常為不規(guī)則的渾圓狀單體或不定形基質(zhì)。一般大于30μm。

⑦微粒體。油浸反光下呈白灰色—灰白色至黃白色的細(xì)小圓形或似圓形的顆粒，粒徑一般在1μm以下。常聚集成小條帶，小透鏡體或細(xì)分散在無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體中。也常充填于結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體的胞腔內(nèi)或呈不定形基質(zhì)狀出現(xiàn)。反射力明顯高于鏡質(zhì)組，微突起或無(wú)突起。主要為煤化作用過(guò)程中的次生顯微組分。

⑧碎屑惰質(zhì)體。為惰質(zhì)組的碎屑成分，粒徑小于30μm，形態(tài)極不規(guī)則。

（3）殼質(zhì)組

①殼質(zhì)組特征。殼質(zhì)組在煤中的含量不多，主要來(lái)源于高等植物的繁殖器官、保護(hù)組織、分泌物和菌藻類，以及與這些物質(zhì)相關(guān)的降解物。

從低煤級(jí)煙煤到中煤級(jí)煙煤，殼質(zhì)組在透射光下呈檸檬黃色—黃色—橘黃色—紅色，大多輪廓清楚，外形特征明顯；在油浸反射光下呈灰黑色到深灰色，反射率比煤中其他顯微組分都低，突起由中高突起降到微突起。隨煤化程度增高，殼質(zhì)組反射率等光學(xué)特征比共生的鏡質(zhì)組變化快，光鏡質(zhì)組反射率達(dá)1.4％左右時(shí)，殼質(zhì)組的顏色和突起與鏡質(zhì)組趨于一致；當(dāng)鏡質(zhì)組反射率大于2.1％以后，殼質(zhì)組的反射率變得比鏡質(zhì)組還要高，常具強(qiáng)烈的光學(xué)各向異性。

殼質(zhì)組具有明顯的熒光性。從低煤級(jí)煙煤到中煤級(jí)煙煤，殼質(zhì)組在藍(lán)光激發(fā)下發(fā)綠黃色—亮黃色—橙黃色—褐色熒光，隨煤化程度增高，熒光強(qiáng)度減弱，直至消失。

②孢粉體。孢粉體是由成煤植物的繁殖器官大孢子、小孢子和花粉形成的，分為2個(gè)顯微亞組分。由大孢子形成的孢粉體稱為大孢子體。由于小孢子和花粉在煤垂直層理切片中非常相似，很難區(qū)分，故將小孢子和花粉形成的孢粉體統(tǒng)稱為小孢子體。

a.大孢子體。長(zhǎng)軸一般大于100μm，最大可達(dá)5000～10000μm。在垂直層理的煤片中，常呈封閉的扁環(huán)狀。常有大的褶曲，轉(zhuǎn)折處呈鈍圓形。大孢子體的內(nèi)緣平滑，外緣一般平整光滑，有時(shí)可見(jiàn)瘤狀、刺狀等紋飾。

b.小孢子體。長(zhǎng)軸小于100μm。在垂直層理的煤片中，多呈扁環(huán)狀、蠕蟲(chóng)狀、細(xì)短的線條狀或似三角形狀。外緣一般平整光滑，有時(shí)可見(jiàn)刺狀紋飾。常呈分散狀單個(gè)個(gè)體出現(xiàn)，有時(shí)可見(jiàn)小孢子體堆或囊堆。

③角質(zhì)體。來(lái)源于植物的葉和嫩枝、果實(shí)表皮的角質(zhì)層。顯微鏡下角質(zhì)體呈厚度不等的細(xì)長(zhǎng)條帶。外緣平滑，而內(nèi)緣大多呈鋸齒狀，葉的角質(zhì)體保存完好時(shí)，為上下兩片鋸齒相對(duì)，且末端褶曲處呈尖角狀。一般順層理分布，有時(shí)密集呈薄層狀。角質(zhì)體可以鑲邊的形式與鏡質(zhì)組伴生。根據(jù)厚度，可將角質(zhì)體分為厚壁角質(zhì)體和薄壁角質(zhì)體兩種。

④樹(shù)脂體。來(lái)源于植物的樹(shù)脂以及樹(shù)膠、脂肪和蠟質(zhì)分泌物。樹(shù)脂體主要呈細(xì)胞充填物出現(xiàn)，有時(shí)也呈分散狀或?qū)訝畛霈F(xiàn)。在垂直層理的煤片中，樹(shù)脂體常呈圓形、卵形、紡錘形等，或呈小桿狀。在透射光下，樹(shù)脂體多呈淡黃白色、檸檬黃色，也呈橙紅色。油浸反射色深于孢粉體和角質(zhì)體，多為深灰色，有時(shí)可見(jiàn)帶紅色色調(diào)的內(nèi)反射現(xiàn)象。一般不顯示突起。

⑤木栓質(zhì)體。來(lái)源于植物的木栓組織的栓質(zhì)化細(xì)胞壁。細(xì)胞腔有時(shí)中空，有時(shí)為團(tuán)塊狀鏡質(zhì)體充填。常顯示疊瓦狀構(gòu)造。栓質(zhì)化細(xì)胞壁在油浸反射光下呈均一的深灰色，低突起到微突起，在低煤級(jí)煙煤中可發(fā)較弱的熒光。

⑥樹(shù)皮體。可能來(lái)源于植物莖和根的皮層組織，細(xì)胞壁和細(xì)胞腔的充填物皆栓質(zhì)化。

在油浸反射光下呈灰黑色至深灰色，低突起或微突起。樹(shù)皮體有多種保存形態(tài)，常為多層狀、有時(shí)為多層環(huán)狀或單層狀等。在縱切面上，由扁平長(zhǎng)方形細(xì)胞疊瓦狀排列而成，呈輪廓清晰的塊體。水平切面上呈不規(guī)則的多邊形。透射光下呈檸檬黃、金黃、橙紅及紅色。具有明顯的亮綠黃色、亮黃色至黃褐色熒光，各層細(xì)胞的熒光強(qiáng)度不同，熒光色差異較大。

⑦瀝青質(zhì)體。瀝青質(zhì)體是藻類、浮游生物、細(xì)菌等強(qiáng)烈降解的產(chǎn)物油浸反射光下呈棕黑色或灰黑色。沒(méi)有一定的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，分布在其他顯微組分之間，也見(jiàn)有充填于細(xì)小裂隙中或呈微細(xì)條帶狀出現(xiàn)。微突起或無(wú)突起，反射率較低，熒光性弱，呈暗褐色。

⑧滲出瀝青體。滲出瀝青體是各種殼質(zhì)組分及富氫的鏡質(zhì)體，在煤化作用的瀝青化階段滲出的次生物質(zhì)呈楔形或沿一定方向延伸，充填于裂隙或孔隙中，并常與母體相連，其光性特征與母體基本一致或略有差別。透射光下呈金黃色或橙黃色；藍(lán)光激發(fā)下熒光色變化較大，多為亮黃色或暗黃色，多與母體的熒光色相似。

⑨熒光體。由植物分泌的油脂等轉(zhuǎn)化而成的具強(qiáng)熒光的殼質(zhì)組分。在藍(lán)光激發(fā)下發(fā)很強(qiáng)的亮黃色或亮綠色熒光。熒光體常呈單體或成群的粒狀、油滴狀及小透鏡狀，主要分布于葉肉組織間隙或細(xì)胞腔內(nèi)。油浸反射光下為灰黑色或黑灰色，微突起，透射光下為檸檬黃色或黃色。

⑩藻類體。藻類體是由低等植物藻類形成的顯微組分，它是腐泥煤的主要組分。根據(jù)結(jié)構(gòu)和形態(tài)特征分為2個(gè)亞組分。

a.結(jié)構(gòu)藻類體。普通反射光下為灰色，結(jié)構(gòu)和形態(tài)清晰，低-中突起。油浸反射光下呈灰黑色或黑色，反射率很低。透射光下色調(diào)不均一，多呈檸檬黃色，橙黃色。藍(lán)光激發(fā)下發(fā)強(qiáng)熒光，結(jié)構(gòu)更加清晰，隨煤化程度增高，熒光色由檸檬黃色變化為橙黃色至紅褐色。

煤中常見(jiàn)的是由皮拉藻形成的結(jié)構(gòu)藻類體，呈不規(guī)則的橢圓形和紡錘形等形狀。在垂直層理切片中，表面呈斑點(diǎn)狀、海綿狀，邊緣呈放射狀、似菊花狀的群體細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征。由輪奇藻形成的結(jié)構(gòu)藻類體較少見(jiàn)，水平切面為中空的環(huán)帶，邊緣呈齒狀，在垂直切面上中空部分壓實(shí)后呈線性。

b.層狀藻類體。細(xì)胞結(jié)構(gòu)和形態(tài)保存不好，在垂直層理的切面中呈紋層狀、短線條狀。油浸反射光下呈黑色至暗灰色，反射率很低。藍(lán)光激發(fā)下熒光色為黃色，橘黃色至褐色。

碎屑?xì)べ|(zhì)體。粒徑小于3μm的碎屑狀殼質(zhì)體，常成群出現(xiàn)，在油浸反射光下呈深灰色，反射率低，在藍(lán)光激發(fā)下發(fā)亮黃色熒光。

研究表明，煤的有機(jī)顯微組分與煤的宏觀煤巖成分關(guān)系非常密切。其中鏡煤由單一成分組成，鏡煤基本上全部由鏡質(zhì)組組成；絲炭基本上全由惰質(zhì)組組成；亮煤和暗煤由三種顯微組分以不同的比例組合而成，亮煤中鏡質(zhì)組含量較多，暗煤中惰質(zhì)組和殼質(zhì)組含量較高。煤巖有機(jī)顯微組分與宏觀煤巖成分之間的關(guān)系見(jiàn)圖2-1。

2.煤的無(wú)機(jī)顯微組分

煤的無(wú)機(jī)顯微組分是指在顯微鏡下可以觀察到的煤中礦物質(zhì)。煤的無(wú)機(jī)顯微組分（礦物質(zhì)）主要來(lái)自于成煤過(guò)程中混入煤中的礦物質(zhì)；另外成煤植物體內(nèi)的無(wú)機(jī)成分也可轉(zhuǎn)入煤中成為無(wú)機(jī)顯微組分，但數(shù)量很少。

反射光下能辨認(rèn)的煤中常見(jiàn)礦物，按成分分為5類，見(jiàn)表2-5。

反射光下鑒定特征如下。

（1）黏土類　黏土礦物是煤中最主要的礦物，一般可占煤中礦物總量的70％左右。普通反射光下為暗灰色、土灰色，油浸反射光下為灰黑色、黑色，低突起或微突起，表面不光滑，常呈微粒狀、團(tuán)塊狀、透鏡狀、薄層狀產(chǎn)出，或充填于細(xì)胞腔中。

（2）硫化物類　煤中常見(jiàn)的硫化物礦物，主要是黃鐵礦，其次是白鐵礦等。黃鐵礦在普通反射光下為黃白色，油浸反射光下為亮黃白色，突起很高，表面平整，有時(shí)不易磨光呈蜂窩狀。常呈結(jié)核狀、浸染狀或毒粒狀集合體產(chǎn)出，或充填于裂隙和細(xì)胞腔中。黃鐵礦為均質(zhì)，在正交偏光下全消光，而白鐵礦具有強(qiáng)非均質(zhì)性，偏光色為黃-綠-紫色，雙反射顯著。常呈放射狀、同心圓狀集合體。

（3）碳酸鹽類　煤中常見(jiàn)的碳酸鹽類礦物主要有方解石和菱鐵礦。方解石在普通反射光下為灰色，低突起，油浸反射光下為灰棕色，表面平整光滑，強(qiáng)非均質(zhì)性，偏光色為淺灰-暗灰色，內(nèi)反射顯乳白色-棕色，雙反射顯著。多呈脈狀充填裂隙或胞腔中，常見(jiàn)雙晶紋及菱形解理紋。菱鐵礦的突起比方解石高，常呈結(jié)核狀、球粒狀集合體產(chǎn)出，有時(shí)呈脈狀。其他特征與方解石相似。

（4）氧化硅類　煤中氧化硅類礦物以石英為主。普通反射光下為深灰色，有時(shí)呈淺紫灰色，油浸反射光下為黑色。一般表面平整，由于磨損硬度大，突起很高，周圍常有暗色環(huán)。呈棱角狀、半棱角狀碎屑為主。自生石英呈自形晶或半自形晶，也有充填細(xì)胞腔的，熱液石英多呈脈狀充填在顯微組分的裂隙中。

3.顯微煤巖類型

顯微煤巖類型是顯微鏡下所見(jiàn)各組顯微組分的典型組合。國(guó)際煤巖學(xué)會(huì)將顯微煤巖類型組別分為微鏡煤、微穩(wěn)定煤、微惰性煤、微亮煤、微鏡惰煤、微暗煤和微三組混合煤（見(jiàn)表2-6）。1966年中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)礦物研究所張毓爽等提出了中國(guó)腐殖煤的顯微煤巖類型分類方案（見(jiàn)表2-7）。

注：N—凝膠化組分；BN—半凝膠化組分；S—絲質(zhì)化組分；BS—半絲質(zhì)化組分；J—角質(zhì)化組分。

另?yè)?jù)資料顯示，中國(guó)晚石炭世和二疊紀(jì)的煤以亮煤型和暗亮煤型為主。其中絲質(zhì)亮煤和絲質(zhì)暗亮煤占大多數(shù)。中生代煤以亮煤型為主，其中純亮煤和角質(zhì)亮煤多見(jiàn)。第三紀(jì)絕大部分為亮煤型，其中以角質(zhì)亮煤和純亮煤為主。

4.各種顯微組分的鏡下特征

鏡質(zhì)組的顯微鏡下特征主要表現(xiàn)為：在透射光下的顏色由橙色到紅色，隨煤化程度的增高逐漸加深；透明度隨煤化程度的增高而減弱，由透明到半透明；質(zhì)地均勻，有明顯的垂直裂紋。在普通反射光下，鏡質(zhì)組呈灰色，在油浸反射光下為深灰色，無(wú)突起。

惰質(zhì)組的鏡下特征主要表現(xiàn)為：在透射光下，惰質(zhì)組呈黑色，不透明。在普通反射光下呈白色，突起高；在油浸反射光下，為白色到亮黃色。

殼質(zhì)組的鏡下特征主要表現(xiàn)為：在透射光下，殼質(zhì)組呈黃色至棕黃色，透明到半透明，外形特殊，輪廓清楚，容易識(shí)別。在普通反射光下，呈深灰色，稍有突起；在油浸反射光下為灰黑色至黑灰色。鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)組中各種顯微組分的鏡下鑒定特征見(jiàn)表2-8。

煤中常見(jiàn)礦物的鑒定特征見(jiàn)表2-9。

5.顯微組分的定量分析

因?yàn)閯澐诛@微煤巖類型要依據(jù)各種顯微組分在煤中的含量，所以需要詳細(xì)統(tǒng)計(jì)各種顯微組分的數(shù)量，即進(jìn)行顯微組分的定量分析。煤巖定量分析的基本要求是：采用顆粒小于1mm的粉煤光片；使用油浸物鏡，放大500倍左右；使用國(guó)產(chǎn)電動(dòng)求積儀用數(shù)點(diǎn)法統(tǒng)計(jì)；行間距為1mm，點(diǎn)間距為0.3mm；統(tǒng)計(jì)的總點(diǎn)數(shù)不少于600個(gè)。為了避免顆粒偏析的影響，必須將整個(gè)光片統(tǒng)計(jì)完畢。

測(cè)定煤巖顯微組分常用的方法是計(jì)點(diǎn)法。該方法使用電動(dòng)求積儀測(cè)定。電動(dòng)求積儀主要由兩個(gè)部分組成，一個(gè)部分是機(jī)械臺(tái)，用來(lái)夾持薄片或光片，另一個(gè)部分是自動(dòng)記錄器（電磁計(jì)數(shù)器）。記錄器上有8～10個(gè)鍵，最多為14個(gè)鍵。操作時(shí)，需設(shè)定用哪個(gè)鍵統(tǒng)計(jì)哪一種顯微組分，在視域中見(jiàn)到那種組分落在十字絲中心時(shí)，就按相當(dāng)于該組分之鍵，每個(gè)鍵都有相應(yīng)的數(shù)字累計(jì)顯示，每按一次鍵，數(shù)字顯示就增加1，并通過(guò)電子管傳遞的信號(hào)控制機(jī)械臺(tái)使煤片移動(dòng)一定距離（一般為0.3mm），然后再統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)在新視域中十字絲中心的顯微組分，如此進(jìn)行下去直到光片的盡頭。然后，用手移動(dòng)1mm行間距，再開(kāi)始統(tǒng)計(jì)這一行，直到將整個(gè)光片統(tǒng)計(jì)完畢。最后根據(jù)各種顯微組分統(tǒng)計(jì)的點(diǎn)數(shù)，就可計(jì)算各種顯微組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，計(jì)算公式為

　　 （2-1） 　　

式中　w（x）——某種顯微組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％；

n——某種顯微組分統(tǒng)計(jì)出的總點(diǎn)數(shù)；

N——煤片中各種顯微組分點(diǎn)數(shù)的總和。

山西平朔礦區(qū)部分煤層的煤巖顯微組分定量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2-10。

因?yàn)椴煌@微組分的元素組成，化學(xué)性質(zhì)和工藝性質(zhì)存在差異，所以根據(jù)顯微組分的定量分析數(shù)據(jù)，可以預(yù)測(cè)煤的工藝性質(zhì)，為煤的加工、利用提供技術(shù)依據(jù)。另外，通過(guò)對(duì)高灰、高硫煤的定量統(tǒng)計(jì)，可了解煤中礦物質(zhì)的成分、數(shù)量及存在狀態(tài)，為評(píng)價(jià)煤的可選性提供資料。

6.煤巖顯微組分的化學(xué)組成和工藝性質(zhì)

（1）化學(xué)組成　研究表明，同一種煤中各種顯微組分（鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)組）的化學(xué)組成、物理性質(zhì)都有較大差異，呈規(guī)律性變化；另外，隨煤化程度的增高，同一種顯微組分（鏡質(zhì)組或惰質(zhì)組或殼質(zhì)組）的化學(xué)組成、物理性質(zhì)也發(fā)生規(guī)律性變化。三種顯微組分的化學(xué)組成和其他性質(zhì)見(jiàn)表2-11。

從表2-11中可見(jiàn)，在同一煤化程度的煤中，惰質(zhì)組碳含量最高，殼質(zhì)組次之，鏡質(zhì)組最低；殼質(zhì)組氫含量最高，鏡質(zhì)組次之，惰質(zhì)組最低；密度是惰質(zhì)組最高，鏡質(zhì)組次之，殼質(zhì)組最低；殼質(zhì)組的揮發(fā)分最高，鏡質(zhì)組次之，惰質(zhì)組最低；反射率是惰質(zhì)組最大，鏡質(zhì)組次之，殼質(zhì)組最小。

在不同煤化程度的煤中，隨著煤化程度增高，各種顯微組分（鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)組）的碳含量增加，氫含量和揮發(fā)分減少，密度和反射率增大。另外還可看出，隨著煤化程度的增高，各種顯微組分的化學(xué)組成，物理性質(zhì)的差異在逐漸縮小。

（2）工藝性質(zhì)　黏結(jié)性是煉焦煤的一個(gè)重要工藝性質(zhì)。在煤熱解過(guò)程中，不同的顯微組分性質(zhì)各異。鏡質(zhì)組的黏結(jié)性和膨脹性良好，且隨煤化程度增高黏結(jié)性逐漸增強(qiáng)，到煙煤階段達(dá)到最大值，之后黏結(jié)性不斷減弱。殼質(zhì)組表現(xiàn)出良好的流動(dòng)性，而且軟化溫度低，也是煉焦過(guò)程中的活性組分；惰質(zhì)組在熱解過(guò)程中既不軟化，也不產(chǎn)生膠質(zhì)體，屬于惰性組分。所以，當(dāng)煤化程度相同時(shí)，煤中鏡質(zhì)組、殼質(zhì)組含量越高，煤的黏結(jié)性越好，煤中惰質(zhì)組含量越高煤的黏結(jié)性越差。

煤中各種顯微組分工藝性質(zhì)的差異在其他一些方面也有體現(xiàn)。例如，干餾時(shí)，殼質(zhì)組的煤氣產(chǎn)率和焦油產(chǎn)率最高，鏡質(zhì)組次之，惰質(zhì)組的煤氣、焦油產(chǎn)率最低；對(duì)煤進(jìn)行加氫液化時(shí)，殼質(zhì)組和鏡質(zhì)組屬于活性組分較容易液化，而惰質(zhì)組屬惰性組分，很難液化，所以用于液化的煤，應(yīng)選擇惰質(zhì)組含量低的煤。

四、煤巖學(xué)的應(yīng)用

煤巖學(xué)自創(chuàng)立以來(lái)，在生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛，已在煤田地質(zhì)、選煤、煉焦、煤質(zhì)評(píng)價(jià)和煤分類方面發(fā)揮了重要作用。

1.在選煤中的應(yīng)用

選煤是煤炭加工的一種重要方法，其目的是力求排除煤中的礦物雜質(zhì)，使洗后精煤的灰分、硫、磷等有害雜質(zhì)含量降到能滿足各種工業(yè)用煤的質(zhì)量要求。要達(dá)到上述目的，需要選擇適宜的選煤方法并制定科學(xué)的工藝流程。選煤方法、工藝流程的確定要依據(jù)煤的可選性評(píng)價(jià)結(jié)果（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)），可選性曲線和中煤含量是目前常用的可選性評(píng)價(jià)方法，由于這些方法沒(méi)有考慮到煤的成因因素（煤巖組成，礦化特征等），使得這些方法只能評(píng)定已開(kāi)采煤的可選性，而不能預(yù)測(cè)未采煤的可選性。實(shí)際上，煤巖組成、煤中礦物質(zhì)的性質(zhì)、賦存狀態(tài)及數(shù)量對(duì)選擇選煤方法有顯著的影響，同時(shí)還決定了選煤效果的好壞。所以，利用煤巖學(xué)方法評(píng)定煤的可選性是非常重要的。

實(shí)驗(yàn)表明，煤的可選性與煤中礦物質(zhì)的成因、成分、粒度、數(shù)量及賦存狀態(tài)關(guān)系密切，如果煤中礦物質(zhì)的粒度大、數(shù)量少、分布集中、與煤中有機(jī)質(zhì)的密度差異大，經(jīng)破碎后，礦物質(zhì)與煤中有機(jī)質(zhì)就容易分離，則煤的可選性就好。相反，如果煤中的礦物質(zhì)粒度小，數(shù)量多，均勻分布于煤的有機(jī)質(zhì)中或充填于有機(jī)質(zhì)細(xì)胞腔中，雖經(jīng)破碎，礦物質(zhì)與煤中有機(jī)質(zhì)也難以分離開(kāi)，則煤的可選性差。

所以，利用顯微鏡觀察煤的光片，能直觀地了解煤中礦物質(zhì)的種類、數(shù)量、粒度大小和賦存狀態(tài)等，根據(jù)觀察到的“信息”可對(duì)煤的可選性做出評(píng)價(jià)，并為選擇合理的破碎粒度、制定選煤工藝和流程提供技術(shù)依據(jù)。

2.在配煤煉焦方面的應(yīng)用

用煤巖學(xué)方法預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量指導(dǎo)配煤煉焦是煤巖學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)重大成就。這種方法被公認(rèn)是比較好的配煤方法，在世界各國(guó)被廣泛采用。

（1）配煤煉焦的理論基礎(chǔ)

①煤是不均一的物質(zhì)，煤中各種有機(jī)顯微組分的性質(zhì)不同，其中鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組屬于活性物質(zhì)，在熱解過(guò)程中能熔融并產(chǎn)生活性鍵成分，具有黏結(jié)性；而惰質(zhì)組為惰性成分，在熱解過(guò)程中不能熔融，不產(chǎn)生活性鍵成分，不具備黏結(jié)性。

②活性成分的質(zhì)量差別很大，不僅不同煤化程度的煤差別大，即使同一種煤，所含的活性成分的質(zhì)量也有差別。

③惰性成分也是不可缺少的，缺少或過(guò)剩都對(duì)配煤煉焦不利，都會(huì)導(dǎo)致焦炭質(zhì)量下降。

所以說(shuō)，一個(gè)比較好的配煤方案，實(shí)際上是各種活性組分和一定質(zhì)量的惰性組分比例恰當(dāng)?shù)慕M合。

（2）應(yīng)用實(shí)例

①煤種鑒別。現(xiàn)行煤炭分類標(biāo)準(zhǔn)GB 5751—2009是按煤的煤化程度及工藝性能進(jìn)行分類的，對(duì)焦化廠煤種的判定，一般是采用Vdaf、G、Y、b參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表6-4）。在生產(chǎn)中為了能準(zhǔn)確及時(shí)地了解來(lái)煤質(zhì)量，在煤質(zhì)判定中，采用煤巖分析與常規(guī)工業(yè)分析相結(jié)合的方法，結(jié)合煤巖分析情況進(jìn)行合理判定。

在煤巖分析過(guò)程中，根據(jù)GB/T 15591—1995《商品煤反射率分布圖判別方法》的規(guī)定，結(jié)合焦化廠的日常檢測(cè)情況，對(duì)測(cè)定中的方差進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)根據(jù)HD型顯微光度計(jì)具有對(duì)混煤情況進(jìn)行自動(dòng)劃分的功能，在制定煤巖分析指標(biāo)中增加了主要煤種組成的指標(biāo)，煤巖分析指標(biāo)見(jiàn)表2-12。

②混煤的鑒定。Vdaf、G、Y、b等常規(guī)工藝指標(biāo)無(wú)法鑒別煤樣是否已“混配”，所以已不能完全滿足焦化生產(chǎn)需要。煤巖分析手段是目前鑒別“摻混煤”的唯一有效手段，通過(guò)鏡質(zhì)組反射率的測(cè)定可區(qū)分出煤樣是否已“混配”及混入的煤種。一般以反射率間隔0.05％為半階，分別統(tǒng)計(jì)各間隔的測(cè)點(diǎn)數(shù)并計(jì)算出頻率（f）。以頻率為縱坐標(biāo)，隨機(jī)反射率為橫坐標(biāo)繪制出反射率分布圖。如某廠進(jìn)廠煤1工業(yè)分析指標(biāo)，見(jiàn)表2-13，根據(jù)揮發(fā)分和黏結(jié)指數(shù)指標(biāo)判定，屬于肥煤；鏡質(zhì)組反射率直方圖（見(jiàn)圖2-2），根據(jù)鏡質(zhì)組反射率判斷，該煤是肥煤與少量1/3焦煤混合而成的混煤。

進(jìn)廠煤2工業(yè)分析指標(biāo)，見(jiàn)表2-14，該煤屬于焦煤；為了進(jìn)一步驗(yàn)證，測(cè)定鏡質(zhì)組隨機(jī)反射率分布直方圖，見(jiàn)圖2-3，該煤是一種具有2個(gè)凹口的復(fù)雜混煤，是由肥煤、焦煤、瘦焦煤3種變質(zhì)程度不同的煤混合而成。

③煤巖分析指導(dǎo)配煤。煤炭資源日益緊張的情況下，以混煤充當(dāng)?shù)袩捊姑旱默F(xiàn)象十分普遍，但混煤不同于單種煤，在煉焦中不能起到相應(yīng)牌號(hào)的單種煤的作用，因此在進(jìn)行配煤方案制定時(shí)要參考反射率分布圖中各種煤所占實(shí)際比例，制定合理的配煤方案。如某廠進(jìn)廠焦煤工業(yè)分析指標(biāo)見(jiàn)表2-15，該煤屬于焦煤；但根據(jù)鏡質(zhì)組反射率直方圖，見(jiàn)圖2-4，該煤實(shí)際上是氣煤、1/3焦煤、肥煤和焦煤混合而成，鏡質(zhì)組最大反射率為1.008％，遠(yuǎn)低于焦煤鏡質(zhì)組最大反射率的分布范圍，該煤在使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制配入量。

理想的配煤方案反射率分布圖是連續(xù)的，平滑斜降的，不應(yīng)有明顯的凹口，特別是1.0％～1.2％附近。分布范圍不能太寬，尤其是小于0.6％和大于2.1％的量不在占太大的比例。見(jiàn)圖2-5。

3.在煤質(zhì)評(píng)價(jià)方面的應(yīng)用

從煤巖學(xué)的觀點(diǎn)考慮，影響煤質(zhì)的因素主要有煤巖組成和煤化程度。研究表明，同一煤系煤化程度相同的煤層，由于煤巖組成不同，煤的工藝性質(zhì)出現(xiàn)明顯差異。例如，鶴崗煤田興山礦處于不同埋藏深度的上、下部煤層的揮發(fā)分值出現(xiàn)一定異常，呈現(xiàn)上部揮發(fā)分值低于下部的情況，與正常規(guī)律相背離（見(jiàn)表2-16）。為了查明異常的原因，測(cè)定了煤巖巖相組成及鏡質(zhì)組反射率，表明上、下部煤層的煤化程度基本相同，但是下部煤層鏡煤含量高，而暗煤、絲炭、半絲炭較上部明顯偏低，所以說(shuō)正是巖相組成的不同造成了上、下部煤層化學(xué)性質(zhì)、工藝性質(zhì)的差異。

4.在煤炭分類中的應(yīng)用

長(zhǎng)期以來(lái)，煤炭分類問(wèn)題備受人們矚目，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的煤炭分類方案大多使用反映煤化程度和反映煤工藝性質(zhì)的指標(biāo)作為分類依據(jù)，比如，使用揮發(fā)分、碳含量、氫含量、發(fā)熱量等表示煤化程度；使用黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層厚度、奧亞膨脹度、羅加指數(shù)、自由膨脹序數(shù)、葛金焦型等表示煤的工藝性質(zhì)（黏結(jié)性、結(jié)焦性）。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)煤的研究逐漸深化，對(duì)煤的認(rèn)識(shí)更加深刻，而且煤的加工、利用途徑更加廣闊，各種工業(yè)用煤對(duì)煤質(zhì)的要求更加嚴(yán)格，現(xiàn)有分類已不能完全滿足工業(yè)應(yīng)用的需要，所以，不斷有人提出新的分類指標(biāo)和新的分類方法，其中比較有影響，已形成趨勢(shì)的是工業(yè)-成因分類。這種分類以煤的成因因素作為基礎(chǔ)，認(rèn)為煤的性質(zhì)主要取決于成煤前期的生物化學(xué)作用和后期的物理化學(xué)及化學(xué)作用。對(duì)于相同成煤原始物料來(lái)說(shuō)，成煤前期的生物化學(xué)作用決定其煤巖組成，成煤后期的物理化學(xué)及化學(xué)作用決定其煤化程度。如果能得到準(zhǔn)確反映這兩個(gè)性質(zhì)的指標(biāo)，煤的性質(zhì)應(yīng)該基本上能確定下來(lái)。目前工業(yè)-成因分類采用鏡質(zhì)組反射率和惰性組分（或活性成分）總和作為分類指標(biāo)。鏡質(zhì)組反射率隨著煤化程度的增高而增大，故可作為反映煤化程度的指標(biāo)，它的優(yōu)點(diǎn)是不受煤的組成干擾，被公認(rèn)是反映煤化程度的最佳指標(biāo)。惰性組分（或活性組分）總和能反映成煤的性質(zhì)，特別是煤的工藝性質(zhì)。20世紀(jì)70年代以來(lái)，俄羅斯、美國(guó)、澳大利亞、加拿大、印度等國(guó)都分別提出了以煤巖學(xué)參數(shù)為分類指標(biāo)的煤炭分類方案，可見(jiàn)，煤的成因因素已被公認(rèn)是煤分類中必須重點(diǎn)考慮的因素。

5.在煤田地質(zhì)方面的應(yīng)用

（1）研究煤的成因類型和成煤環(huán)境　煤是由植物演變而成的，在煤中保存著許多植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和植物的原始組分。如果是低等植物形成的煤，在煤片中可觀察到藻類體等顯微組分；如果是高等植物形成的煤，則可觀察到孢子、花粉、角質(zhì)層、樹(shù)脂等顯微組分，進(jìn)而可確定煤的成因類型。

在沼澤中，植物遺體的堆積環(huán)境決定了凝膠化作用或絲炭化作用的形式，所以根據(jù)煤中各種顯微組分的含量可推測(cè)成煤環(huán)境。例如，美國(guó)伊利諾斯煤田賓夕法尼亞系的Springfield和Herrin煤層的成煤環(huán)境就可用鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組的比值加以說(shuō)明。研究表明，這兩層煤的鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組的比值與沼澤距古河道的遠(yuǎn)近有關(guān)。在靠近古河道處，沼澤水位高，氧氣不充足，泥炭不易暴露和氧化，主要發(fā)生凝膠化作用，所以煤中的鏡質(zhì)組與惰質(zhì)組比值較高（12～27）；在遠(yuǎn)離河道處（10～20km），沼澤水位低，氧氣充足，泥炭易暴露和氧化，絲炭化作用顯著，煤的鏡質(zhì)組與惰質(zhì)組比值較小（5～11）。

（2）確定煤化程度　研究表明，鏡質(zhì)組反射率隨煤化程度的增高而增大，而且鏡質(zhì)組反射率與揮發(fā)分、碳含量等可反映煤化程度的指標(biāo)相比較，它受煤的巖相組成的影響小，是判定煤化程度的比較理想的指標(biāo)。用于判定中、高煤化程度的煙煤效果最好，無(wú)煙煤的判定效果也較好（見(jiàn)圖2-6）。

（3）在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用　煤和石油都是生物遺體形成的沉積礦產(chǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，油氣形成的階段與煤中鏡質(zhì)組反射率存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，在中國(guó)，當(dāng)鏡質(zhì)組反射率為0.3％～0.7％時(shí)，常能發(fā)現(xiàn)石油；反射率為0.7％～1.0％時(shí)，不常有石油；反射率為1.0％～1.3％時(shí)，很少出現(xiàn)石油；反射率為1.3％～2.0％時(shí)，沒(méi)有石油，但常出現(xiàn)天然氣；反射率大于2.0％時(shí)，天然氣也消失了。

（4）進(jìn)行煤層對(duì)比　煤層對(duì)比是開(kāi)展地質(zhì)研究的一種基本方法。煤巖學(xué)方法是諸多煤層對(duì)比方法中的一種。其基本原理是：同一個(gè)煤層的宏觀煤巖類型、顯微煤巖類型的組合特征基本相同；而不同煤層的宏觀煤巖類型、顯微煤巖類型往往存在差異。所以，根據(jù)煤的宏觀煤巖類型、顯微煤巖類型的組合特征可以進(jìn)行煤層對(duì)比。

6.富集煤中的稀散元素

研究發(fā)現(xiàn)在煤中伴生著很多種稀散元素，鍺就是其中之一。鍺是優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體材料，在工業(yè)上的用途非常廣泛，鍺的提取和回收也是煤綜合利用的一個(gè)方面。中國(guó)曾用煤巖學(xué)和化學(xué)相結(jié)合的方法，研究含鍺煤層中鍺的富集規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鍺是富集在鏡質(zhì)組中，而不是富集在礦物質(zhì)中，并且在靠近煤層頂板和底板的鏡質(zhì)組中鍺的含量更高。由于鍺主要富集在鏡質(zhì)組中，可以通過(guò)煤炭洗選或篩選等方法，使鏡質(zhì)組與其他成分分離，達(dá)到富集鍺的目的。

7.預(yù)測(cè)煤的液化性能

對(duì)某些煤進(jìn)行加氫反應(yīng)，可使煤的一部分轉(zhuǎn)化為液體燃料。煤加氫液化的轉(zhuǎn)化率與煤化程度和煤巖組成密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)在煤的有機(jī)顯微組分中，加氫的活性順序?yàn)椋虹R質(zhì)組>殼質(zhì)組>惰質(zhì)組，所以加氫反應(yīng)的活性組分是指低煤化程度煤中的鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組。一般認(rèn)為煤的碳含量超過(guò)89％時(shí)，即使是活性組分，加氫液化也很困難。而碳含量在82％～84％時(shí)，加氫液化的轉(zhuǎn)化率最高，在中國(guó)鏡質(zhì)組最大反射率為0.35％～0.89％的低煤化程度煤是最好的液化用煤。