01成煤原始物质与堆积环境

煤炭用途
煤炭用途
• 【长焰煤】 长焰煤是烟煤中最年轻的一种，其挥发 分和水分含量仅次于褐煤，碳化程度高于褐煤，含碳 量低于80％，着火点多低于300℃，燃烧时火焰较长。 • 长焰煤主要用于发电或其它动力用，在缺少石油的地 区也可用来提取低温（500℃～600℃）炼焦油，其 副产品半焦可用来制造合成氨，半水煤气或其他气体 燃料，也可直接作为民用燃料。 • 【褐煤】 褐煤是未经过成岩阶段，没有或很少经过 变质过程的煤，外观呈褐色或褐黑色，含碳量比较低、 挥发分高、不粘结、易燃烧。 • 褐煤多作发电燃料，也可作气化原料和锅炉燃料，有 的可用来制造磺化煤或活性碳，有的可作提取褐煤蜡 的原料。
• 【弱粘煤】 弱粘煤是一种灰分和硫分比较低的，粘 结性较弱的低等或中等碳化程度的烟煤，含碳量一般 在80％～90％，加热时产生的胶质体较小，单独炼 焦时焦炭质量差，易粉碎。但作为配煤可炼出强度较 好的冶金焦。弱粘煤多适于作气化原料和电厂、机车 及锅炉的燃料。 • 【不粘煤】不粘煤是一种在成煤初期已受到不同程度 氧化作用的低变质煤到中等变质程度的烟煤，含碳量 一般在75％～85％，水分高、燃点低，用火柴可点 燃，燃烧时间长，不易熄灭。 • 不粘煤主要作气化和发电用煤，也可作动力及民用燃 料。
城市 重庆 四川 贵州 云南 西藏 陕西 甘肃 青海 宁夏 新疆
探明储量 32.53 109.53 527.94 271.07 0.57 1660.3 104.58 54.17 303.34 1726.58
占比 % 0.28 0.93 4.47 2.3 0 14.07 0.89 0.46 2.57 14.63
煤层底板
• 煤层底板——分为直接底和基本底，位于 煤层之下数十厘米——数米，多为富含植 物根须化石的泥岩。有的直接底遇水膨胀 发生底鼓现象破坏巷道。基本低位于直接 底之下多为砂岩粉砂岩厚度较大。

煤的形成过程及煤系
1．煤的形成过程---成煤植物和地质条件
1.1 煤是由不同地质年代的植物经过长时间的地质作用而形成。

1.2 在自然界中分布最广、最常见的是腐殖煤，如泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。

残殖煤分布非常少。

1.3 煤的原始物质主要是植物的根、茎等木质纤维组织，则煤的氢含量就低，形成的为腐殖煤；如果由角质层、树脂和孢粉质等所形成的煤，期含氢量就高，如残殖煤；如果有藻类形成的煤，则其氢含量就更高，如腐泥煤。

1.4 根据煤化的程度的不同，腐殖煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四个大类。

1.5 成煤期
1.5.1 主要的成煤期有三个，古生代的石炭纪、二迭纪；古生代的侏罗纪；新生代的第三纪。

1.5.2 中国成煤期较多，但以二迭纪的成煤最为丰富，煤源分布较为广泛。

成煤作用的阶段化
2．煤系的概念
煤系是指含有煤层的沉积岩系，它们彼此间大致连续沉积，并在成因上有密切联系。

含煤岩系是指一套含有煤层并且在成因上有联系的沉积岩系（含煤地层、含煤建造）。

成煤植物和地质条件
煤层：
结构：简单结构复杂结构
厚度：薄煤层﹤1.3m 中厚煤层﹤1.3—3.5m 厚煤层﹥3.5 m
结构与厚度变化原因：地壳不均衡沉降、沼泽基底不平、煤层同生冲蚀、构造变动、岩浆侵入等。

（如下图）
地壳不均衡沉降造成煤厚变化泥炭沼泽基底不平造成煤厚变化
河流同生冲蚀造成煤厚变化海水同生冲蚀造成煤厚变化
河流冲蚀造成煤厚后生变化（a）煤系内的后生冲蚀（b）煤系形成后的后生冲蚀。

木本植物的有机组成差别很大，活细胞中的原生质 主要是由蛋白质组成，茎和叶以纤维素、木质素为主。 植物的角质膜、木栓层、孢子和花粉则含有大量的脂 类化合物。植物的有机组成的差别，直接影响到它的 分解和转化，影响到煤的性质和利用。
§1 成煤物质
（一）碳水化合物
碳水化合物包括纤维素、半纤维素和果胶质等，其中， 纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。 （二）木质素
§1 成煤物质
2．裸蕨植物时代
晚志留世至早中泥盆世为世界上最古老的陆生植 物时代。植物由水生到陆生的转化过程，是植物 由低等向高等发展的重要转折时期。 裸蕨类植物是地质历史上最早的陆生植物，仅能 适宜滨海潮湿低地。其高度不足1m，裸厥植物仍 然是比较原始的植物。
§1 成煤物质
3．蕨类、种子蕨类植物时代
§2植物遗体的堆积环境
卵石层
黄土层 砂层 泥炭层 卵石粗砂层
基岩 （花岗闪长岩）
图 1-3 河北易县易水河湾异地生成泥炭层剖面
（据《中国煤田地质》，1979；改绘）
§2植物遗体的堆积环境
3.微异地生成说（或称“亚原地生成说”）
泥炭沼泽内部植物残体、部分泥炭受冲刷 搬运并重新堆积的现象比较常见。如河漫滩沼 泽、三角洲平原沼泽受河水泛滥的影响，以及 滨海沼泽受海潮、风暴潮的影响，都可能造成 沼泽内部的局部搬运和重新堆积现象。为“微 异地生成”或“亚原地生成” (Stach等)。
§2植物遗体的堆积环境
2.植物残体的分解强度
由于其化学组成不同，因而分解的速度和抵抗分解的能力
有明显的不同。苔藓最低，其次是针叶木、阔叶木等。 植物残体的氧化分解不充分。 植物中还有一些防腐和杀菌成分。 泥炭堆积的速度不仅在空间上不同，在时间演化上也不同。

小，无粘结性，并含有不同数量的腐植酸，煤中氧含量高。

常达15～30%左右。

化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重。

存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。

发热量低，煤灰熔点也低，其灰中含有较多的CaO，而有较少的Al2O3。

煤炭的用途十分广泛，可以根据其使用目的总结为两大主要用途：(1)动力煤，(2)炼焦煤。

我国动力煤的主要用途有：1) 发电用煤：我国约1/3 以上的煤用来发电，目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。

电厂利用煤的热值，把热能转变为电能。

2) 蒸汽机车用煤：占动力用煤2%左右，蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。

3) 建材用煤：约占动力用煤的l0%以上，以水泥用煤量最大，其次为玻璃、砖、瓦等。

4) 一般工业锅炉用煤：除热电厂及大型供热锅炉外，一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多，数量大且分散，用煤量约占动力煤的30%。

5) 生活用煤：生活用煤的数量也较大，约占燃料用煤的20%。

6) 冶金用动力煤：冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤，其用量不到动力用煤量的1%。

(2)炼焦煤我国虽然煤炭资源比较丰富，但炼焦煤资源还相对较少，炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。

炼焦煤类包括气煤(占13.75%)，肥煤(占3.53%)，主焦煤(占5.81%)，瘦煤(占4.01%)，其它为未分牌号的煤(占0.55%)；非炼焦煤类包括无烟煤(占10.93%)，贫煤(占5.55 % )，弱碱煤(占1.74%)，不缴煤(占13.8%)，长焰煤(占12.52%)，褐煤(占12.76%)，天然焦(占0.19%)，未分牌号的煤(占13.80%)和牌号不清的煤(占1.06%)。

炼焦煤的主要用途是炼焦炭，焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成，一般1.3 吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。

焦炭多用于炼钢，是目前钢铁等行业的主要生产原料，被喻为钢铁工业的“基本食粮”。