煤化学与煤阶

煤化学科技名词定义中文名称：煤化学英文名称：coal chemistry定义：研究煤的成因、组成、结构、性质、分类和反应及其相互关系，并阐明煤作为燃料和原料利用中的有关化学问题的学科。

所属学科：煤炭科技（一级学科）；煤炭科技总论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布《煤化学》煤化学（coal chemistry），研究煤的成因、组成、性质、结构、分类和反应，以及它们之间关系的一门学科，它同时阐明煤作为燃料和原料利用中的一些化学问题，是煤化工的理论基础。

目录编辑本编辑本段内容简介本书是教育部高职高专规划教材，是按照教育部对高职高专教育人才培养的指导思想，在广泛吸取近几年高职高专教育成功经验的基础上编写的。

本书系统地叙述了煤的特征和生成、工业分析、元素分析、煤的有机质的结构、工艺性质、煤炭分类及煤质评价、煤的综合利用等内容，并增加了煤质化验和实训部分，突出应用能力和综合素质的培养，重在培养学生的实际操作能力反映高职高专特色。

为了便于读者自学，在文字上尽量做到通俗易懂，并且在每章后附有复习思考题。

本书可作为高职煤化工、煤炭综合利用专业的教学、成人教育、职业培训教材，也可供从事能源、燃气、煤化工、煤炭综合利用等有关生产技术人员参考。

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编辑本段图书目录绪论第一章煤的外表特征和生成第二章煤的一般性质第一节煤的宏观特征和微观特征一、煤岩学的概念二、煤的宏观特征三、煤的微观特征四、煤岩学的应用第二节煤的物理性质一、煤的颜色和光泽二、煤的断口和裂隙三、煤的密度四、煤的机械性质五、煤的热性质六、煤的电性质与磁性质七、煤的光学性质第三节煤的固态胶体性质一、煤的润湿性及润湿热二、煤的表面积三、孔隙度和孔径分布……扩展阅读：∙1《煤化学》/zhuoyuewangtushu/13297∙2M.A.Elliott ed.， Chemistry of Coal Utilization.2nd Sup. Vol.， John Wiley & Sons，New York，1981.∙3汪寅人吴奇虎陈鹏∙4/html/chunmixiangguanxingye/huagongmingcijieshi/ran/2009/0114/ 268_2.html∙5新型煤化工的发展：/2005report/2005086mhg.htm。

1.煤是植物遗体经过生物化学作用，又经过物理化学作用而转变成的沉积有机矿产，是多种高分子化合物和矿物质组成的混合物。

2.成岩作用：在温度和压力的影响下，泥炭进一步转变为褐煤的过程3.变质作用：由褐煤变为烟煤和无烟煤的过程。

4.成煤作用分为两个阶段：一是植物在泥炭沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖，其遗体在微生物的参与下不断分解、化合，聚积的过程。

此阶段起主导作用的是生物地球化学作用。

低等植物经过生物地球化学作用形成腐泥，高等植物形成泥炭，因此成煤的第一阶段可称为腐泥化阶段或泥炭化阶段。

当已形成的泥炭或腐泥，由于地壳的下沉等原因而被上覆沉积物所掩埋时，成煤作用就转化为第二阶段（煤化作用阶段），即泥炭、腐泥在以温度和压力为主的作用下转变为煤的过程。

此阶段包括成岩阶段和变质阶段，此阶段起主要作用的是物理化学作用。

5.煤是由植物而且主要是由高等植物转化而来的。

6.从化学的观点看，植物的有机族组成可以分为四大类：糖类及其衍生物、木质素、蛋白质、脂类化合物。

7.糖类及其衍生物包括纤维素、半纤维素、果胶质等成分。

8.由高等植物形成的煤叫“腐植煤”，由低等植物形成的煤叫“腐泥煤”，由高等植物和低等植物共同形成的煤叫“腐植腐泥煤”。

9.从植物死亡、堆积到转变为煤经过了一系列复杂的演变过程，这个过程称为成煤作用。

包括两个阶段：①泥炭化作用阶段②煤化作用阶段10.泥炭化作用：是指高等植物残骸在泥炭沼泽中，经过生物化学和地球化学作用演变成泥炭的过程。

11.煤化作用：泥炭、腐泥在以温度和压力为主的作用下转变为煤的过程。

12.煤化作用阶段又包括：①成岩作用阶段②变质作用阶段13.根据变质条件和变质特征的不同，煤的变质作用可以分为：深成变质作用、岩浆变质作用、动力变质作用。

14.影响煤变质作用的因素有：温度、压力和时间。

15.煤层气是赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤层本身自生自储式非常规天然气。

绪论煤化学的概念：煤化学是研究煤的生成、组成、结构、性质、分类以及他们之间的相互关系的科学。

煤的主要用途：燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化以及其他深加工产品等。

煤炭的产量逐年增加的原因：钢材、水泥、焦炭、电力、电解铝。

CCT（洁净煤技术）是指在煤炭开采、加工、转化、利用的过程中减少污染和提高效率的新技术的总称。

主要包括①煤炭开采②煤炭加工③煤炭燃烧④煤炭转化⑤ 污染物排放控制与废弃物处理第一章煤的生成煤的定义：煤是植物遗体经过生物化学作用，又经过物理化学的作用而转变成的沉积有机矿产。

我国的主要聚煤期：新生代中生代古生代（晚古生代、早古生代）植物的有机族可以分为四类1、糖类以及衍生物（碳水化合物）2、木质素3、蛋白质4、脂类化合物（包括脂肪、树脂、蜡质、角质、和孢粉质）成煤环境1、首先需要大量的植物的持续繁衍2、其次是植物遗体不致全部被氧化分解3、地质作用的配合煤炭的成因类型：根据形成的物质基础而划分的煤炭的类型称为成因类型。

主要是：腐植煤、腐泥煤、残植煤、腐植腐泥煤。

煤炭的成煤过程：植物——泥炭——褐煤——烟煤、无烟煤泥炭化煤化作用泥炭的有机组成主要包括：1、腐植酸2 、沥青质3 、未分解或未完全分解的纤维素、半纤维素、果胶质和木质素4 、变化不多的壳质组，如角质膜和孢粉等变质作用因素：影响变质作用的因素主要有温度、压力和时间第二章煤的工业分析和元素分析煤的的组成及其复杂，是由无机组成和有机组成构成的混合物。

无机组成主要包括黏土矿、石英、方解石、石膏、黄铁矿等矿物质和吸附在煤中的水；有机组分主要是由C、H、O、N、S 等元素构成的复杂高分子有机化合物的混合物。

工业分析是确定煤化学组组成的最基本方法，他是在规定的条件下，将煤的组分分为水分、灰分、挥发分、固定碳。

煤炭中的水分可分为游离水和化合水。

煤中的游离水是指与煤呈物理态结合的水，它吸附在煤的外表面和内部空隙中。

煤中的游离水可以分为两类，即在常温的大气中易失去的水分和不易失去的水分。

煤化学考试要点绪论煤化学：研究煤的成因、组成、结构、性质、分类和反应及其相互关系，并澄清煤作为燃料和原材料利用中的相关化学问题。

1.3煤化学化工的范畴(1)煤的气化气体——合成气——合成氨、甲醇、醋酸酐、乙酸乙酯、燃料气和其他化学品。

（2）煤液化液化油---液体燃料（替代天然石油），化学产品(3)煤的高温炼焦冶金焦炭（炼铁）、城市煤气、化学品（苯、甲苯、二甲苯、苯酚、萘、蒽、吡啶等）、沥青、碳制品。

（4）煤的低温干馏燃料气，液体燃料，酚，芳烃，酮、酯和杂环，碳质还原剂。

(5)煤的其它加工电极炭、活性炭、碳分子筛、碳纤维、煤蜡。

第二章煤的类型、外观特征和形成1.1煤是在植物中形成的煤是由植物腐体经过生物化学作用和物理化学作用演变而成的沉积有机岩。

1.2煤炭类型（成因类型）根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型―成因类型。

主要是：腐殖煤、腐泥煤、残殖煤、腐殖腐泥煤。

腐殖煤：高等植物在成煤过程中通过复杂的生物化学和地质变化产生腐殖煤。

它分布最广，拥有最大的自然保护区。

煤化学的主要研究对象。

腐泥煤：主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。

储量大大低于腐殖煤，工业意义不大。

残煤：富含高等植物碎屑中最稳定的成分（孢子、角质层、树皮和树脂）。

自然界中残留煤的储量很小，通常以薄层或透镜体的形式夹在腐殖煤中。

腐殖腐泥煤：由高等植物、低等植物共同形成的煤。

2.煤的形成2.1成煤条件和环境煤炭的形成，必须有气候、生物、地理、地质等条件的相互综合，才能生成具有工业利用价值的煤炭矿藏。

这些条件包括：（1）大量植物的持续繁殖（生物、气候的影响）（2）植物腐烂不能被完全氧化——合适的堆积地点（沼泽、湖泊等）（3）地质作用（地壳的沉降运动－形成上覆岩层和顶底板－多煤层）2.2成煤过程由高等植物转化为腐殖煤要经历复杂而漫长的过程，一般需要几数千到数亿年。

整个成煤过程可分为两个阶段：泥浆碳化和煤化。

煤化程度的概念：在褐煤向烟煤、无烟煤转化的进程中，由于地煤质条件和成煤时代的不同，使煤处于不同的转化阶段。

第二章煤的生成煤是植物遗体经过生物化学作用，又经过物理化学作用而转变成的沉积有机矿产，是多种高分子化合物和矿物质组成的混合物，它是极其重要的能源和工业原料。

从植物死亡、堆积到转变为煤经过了一系列复杂的演变过程，这个过程称为成煤作用。

成煤作用大致可以分为两个阶段:第一阶段是植物在泥炭沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖，其遗体在微生物的参与下不断分解、化合、聚积的过程。

这个过程起主导作用的是生物地球化学作用。

低等植物经过生物地球化学作用形成腐泥，高等植物形成泥炭，因此成煤第一阶段可称为腐泥化阶段或泥炭化阶段。

当已形成的泥炭或腐泥，由于地壳的下沉等原因而被上覆沉积物所掩埋时，成煤作用就转为第二阶段一一煤化作用阶段，即泥炭、腐泥在以温度和压力为主的作用下转变为煤的过程。

成煤第二阶段又包括成岩阶段和变质阶段。

在这一阶段中起主导作用的是物理化学作用。

在温度和压力的影响下，泥炭进一步转变为褐煤(成岩作用)，再由褐煤变为烟煤和无烟煤(变质作用)。

煤与煤之间的性质千差万别，不仅不同煤田的煤质差别较大，即使是同一煤田中不同煤层的煤质，其差异也很大。

若同一煤田同一煤层，但在不同地点采的煤样，其煤质也有较大的差别。

甚至是在同一煤田同一煤层同一地点采样，而采样时，将煤层从上到下分成若干个分层采样，各分层的煤质也有差别。

引起煤质千差万别的原因与成煤物质、成煤环境和成煤作用密切相关。

第一节成煤物质一、成煤的原始物质19世纪以前，人们对于成煤的原始物质并没有正确的认识。

人们对煤成因的认识并不一致，曾提出过很多假说，归纳起来主要有三种：一是认为煤和地壳中的其他岩石一样，一有地球就存在;二是认为煤是由岩石转变而成;三是认为煤是由植物残骸形成的。

随着煤炭的大规模开采，人们在煤层中常常发现保存完好的古植物化石和由树干变成的煤，在煤层底板岩层中发现了大量的根化石、痕木化石等植物化石，证明它曾经是植物生长的土壤。

随着煤岩学的发展，人们利用显微镜在煤制成的薄片中观察到许多原始植物的细胞结构和其他残骸，如孢子、花粉、树脂、角质层、木栓体等;在实验室用树木进行的人工煤化试验，也可以得到外观和性质与煤类似的人造煤。

煤化学成分及其对煤质的影响煤是一种重要的能源资源，广泛应用于工业、交通和生活等领域。

煤的质量直接影响着其燃烧性能和利用效率。

而煤的质量主要受其化学成分的影响。

本文将探讨煤的化学成分及其对煤质的影响。

煤的化学成分主要包括固定碳、挥发分、灰分和水分。

固定碳是煤中不可燃的有机物质，是煤的主要燃烧成分。

固定碳的含量越高，煤的燃烧性能越好。

挥发分是煤中可挥发的有机物质，包括煤油、煤气等。

挥发分的含量越高，煤的易燃性越强。

灰分是煤中不可燃的无机物质，主要由矿物质组成。

灰分的含量越高，煤的燃烧过程中产生的灰渣也越多。

水分是煤中的水分子，其含量越高，煤的燃烧效率越低。

煤的化学成分对煤质的影响主要体现在煤的燃烧性能和利用效率上。

固定碳含量高的煤燃烧时产生的热量大，燃烧稳定，燃烧效率高。

而挥发分含量高的煤燃烧时易燃，燃烧速度快，但燃烧过程中产生的烟雾和污染物也较多。

灰分含量高的煤燃烧时产生的灰渣多，容易堵塞燃烧设备，影响燃烧效果。

水分含量高的煤燃烧时需要消耗额外的热量将水分蒸发，降低了燃烧效率。

此外，煤的化学成分还影响着煤的热值和煤的气化性能。

煤的热值是指单位质量的煤所释放的热量，与煤的化学成分密切相关。

一般来说，固定碳和挥发分含量高的煤热值也相对较高。

煤的气化性能是指煤在高温条件下转化为煤气的能力。

挥发分含量高的煤气化性能较好，可以更充分地转化为煤气。

煤的化学成分对煤质的影响还体现在煤的燃烧产物和环境影响上。

煤的燃烧产物主要包括二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等。

固定碳含量高的煤燃烧时产生的二氧化碳排放量较低，对环境影响较小。

而挥发分含量高的煤燃烧时产生的二氧化硫和氮氧化物排放量较高，容易导致酸雨和大气污染。

因此，在煤的利用过程中，需要根据煤的化学成分选择适当的煤种和燃烧技术，以减少对环境的负面影响。

总之，煤的化学成分对煤质具有重要的影响。

固定碳、挥发分、灰分和水分的含量不同，会导致煤的燃烧性能、利用效率、热值、气化性能、燃烧产物和环境影响等方面的差异。

煤炭词汇定义及英文表述硬煤 hard coal烟煤、无烟煤的统称。

指恒湿无灰基高位发热量不低于24MJ/kg,或虽低于24MJ/kg,但镜质组平均随机反射率不小于0.6%的煤。

褐煤 lignite, brown coal煤化程度低的煤，其外观多呈褐色,光泽暗淡,含有较高的内在水分和不同数量的腐植酸。

石煤 stone-like coal主要由菌藻类植物遗体在早古生代的浅海、 湖、海湾环境下经腐泥化作用和煤化作用转变成的低热值、高煤化程度的固体可燃矿产。

含大量矿物质，以外观似黑色岩石而得名。

矸石 refuse, waste, dirt, debris又称“废石”；曾称“矸子”、“碴石”、“洗矸”。

煤炭生产过程中产生的岩石统称。

包括混入煤中的岩石、巷道掘进排出的岩石、采空区中垮落的岩石、工作面冒落的岩石以及选煤过程中排出的碳质岩等。

煤田 coalfield同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。

面积一般由几十到几百平方公里。

矿区 mining area统一规划和开发的煤田或其一部分。

矿田 mine field煤田内划归一个矿山开采的部分。

地下开采的矿田又称“井田(underground mine field)”;露天开采的矿田又称“露天矿田(surface mine field)”。

矿[山] mine(1) 广义：指有完整独立的生产系统，经营管理上相对独立的矿产品生产单位。

(2) 狭义:指矿井或露天采场。

煤矿 coal mine, colliery生产煤炭的矿山。

地下矿 [underground] mine又称“井工矿”。

地下开采的矿山。

露天矿 surface mine露天开采的矿山。

矿井 [underground] mine组成地下矿完整生产系统的井巷、硐室、装备和地面构筑物的总称。

煤岩学 coal petrology用岩石学方法研究煤的物质成分、性质、成因和工艺用途的学科。

煤［田］地质学 coal geology研究煤、煤层、含煤岩系、煤田及与煤共生矿产的成分、成因、性质和分布规律的学科。

煤化学结构模型研究进展及应用王凤;李光跃;李莹莹;梁英华【摘要】为了解煤结构与反应性之间的关系,论述了褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤的典型化学结构模型,分析了煤的化学结构模型在煤热解、煤气化、煤液化、煤自燃及煤的溶剂溶胀性中的应用.煤的化学结构模型有助于在分子水平上研究煤反应过程中的反应路径和反应机理.煤结构模拟的方法能够有效捕获煤热解过程中化学键的生成和断裂行为,解释煤气化反应机理,有效检测或捕获煤液化时生成的不稳定自由基,从微观方面分析影响煤自燃的因素,达到预防煤炭自燃的目的.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2016(022)001【总页数】7页(P26-32)【关键词】煤阶;化学结构模型;模型化合物;模型应用【作者】王凤;李光跃;李莹莹;梁英华【作者单位】华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009;华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009;华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009;华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TQ536.1煤的微观结构是为了将煤的化学结构形象化而提出的仅代表平均统计概念的煤的分子，称为煤的化学结构模型，用以描述煤的结构及反应过程[1]。

迄今为止，全世界研究者已经提出了130多种煤的化学结构模型，比较典型的有Wender[2]模型、Given[3]模型、Wister[4]模型、Shinn[5]模型等。

这些模型从不同角度反应了煤的特征，为研究分子层次上的煤炭起到了重要作用。

由于煤的化学结构与煤的反应机理高度相关，煤在反应过程中通常有自由基产生，自由基寿命极短，很难用试验设备检测或捕获。

随着超级计算能力的提高和模拟软件的发展，研究者开始用计算化学方法从微观尺度研究煤的结构及反应机理。

Castro-Marcano等[6]通过活性反应力场方法(ReaxFF)研究了Illionis No.6煤焦体系的燃烧过程。

Chen等[7]利用ReaxFF方法研究了褐煤在超临界甲醇萃取条件下的裂解机理。

煤化学复习思考题1、中国能源构成有何特点？其发展趋势是什么？2、为什么我国煤化工产业能够迅速发展？3、如何学好煤化学？复习思考题1．煤是由什么物质形成的？2．植物的主要化学组成是什么？它们各自对成煤的贡献如何？3．煤的成因类型有哪几种？4．由高等植物形成煤，要经历哪些过程和变化？5．泥炭化作用、成岩作用和变质作用的本质分别是什么？6．煤变质作用的因素是什么？哪个因素是最重要的，为什么？7．什么是希尔特定律？煤的性质在埋藏的水平方向和垂直方向上有何变化规律？8．什么是煤化程度（变质程度、煤级、煤阶）？9．试论影响煤质的成因因素（从杂质含量、物理组成（煤岩组成）、化学组成、物理性质、化学性质和工艺性质等方面论述）。

10．简述成煤作用各个阶段及其经历的各种化学、物理、生物和地质的作用。

11．煤层气是如何产生的？煤层气与常规天然气有何异同？复习思考题1、煤化学结构的概念；煤物理结构的概念。

2、煤大分子结构的概念。

煤分子结构单元是如何构成的？结构单元之间如何构成煤的大分子？3、描述煤分子结构的参数有哪些？4、煤分子中有哪些官能团？5、什么是煤中低分子化合物、其来源是什么？煤中低分子化合物对煤加工转化的影响有哪些？6、煤分子结构理论的主要观点有哪些？随煤化程度的提高，煤分子结构呈现怎样的规律性变化？7、常见的煤结构模型有哪些？试说明其特点。

复习思考题1．解释下列名词术语宏观煤岩成分，显微煤岩组分，凝胶化作用，丝炭化作用，块煤光片，粉煤光片，煤薄片。

2．煤岩学研究的方法分为哪几类？各有何特点？3．宏观煤岩成分有哪几种？各自有何特点？4．有机显微组分包含哪几种组分组？5．试述各显微组分在透射光、反射光下的特征及其随煤化程度的变化规律。

6．简述显微组分、宏观煤岩成分之间的关系。

7．从煤的生成过程分析凝胶化作用和镜质组的形成。

8．惰质组的主要形成方式有哪几种？9．壳质组是如何形成的？10．凝胶化组分与丝炭化组分在成因上有何区别与联系？11．为什么镜质组分的细胞结构保存的不够完好，而惰质组分却能使植物细胞结构较好地保存下来？12．试分析泥炭化作用和煤化作用对分别煤岩组成的不同影响。

煤化学成分及其对煤质的影响煤是一种重要的能源资源，广泛应用于发电、炼钢、化工等行业。

煤的质量直接影响着其燃烧性能和利用价值。

煤的质量主要由其化学成分决定。

本文将探讨煤的化学成分及其对煤质的影响。

一、煤的化学成分煤主要由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成。

其中，碳是煤的主要成分，占据了煤质的大部分。

碳的含量越高，煤的热值越高，燃烧性能越好。

而氢的含量则与煤的燃烧性能和热值密切相关。

氧和氮的含量较高时，容易导致煤的燃烧不完全，产生大量的烟尘和有害气体。

硫的含量高会导致煤的燃烧产生二氧化硫等有害物质，对环境造成污染。

二、煤化学成分对煤质的影响1. 碳含量对煤质的影响碳是煤的主要成分，其含量直接影响着煤的热值和燃烧性能。

高碳含量的煤燃烧时释放的热量较高，燃烧效率较好。

因此，高碳含量的煤通常被认为是高品质的煤。

相反，低碳含量的煤燃烧时释放的热量较低，燃烧效率较差，其利用价值较低。

2. 氢含量对煤质的影响氢是煤的重要成分之一，其含量与煤的燃烧性能和热值密切相关。

氢的含量越高，煤的热值越高，燃烧效率越好。

这是因为氢在燃烧过程中与氧反应生成水蒸气，释放出大量热量。

因此，高氢含量的煤通常被认为是高品质的煤。

3. 氧含量对煤质的影响氧是煤的主要成分之一，其含量与煤的燃烧性能和热值密切相关。

氧的含量较高时，煤的燃烧容易产生大量的烟尘和有害气体，燃烧效率较低。

因此，低氧含量的煤通常被认为是高品质的煤。

4. 氮含量对煤质的影响氮是煤的主要成分之一，其含量与煤的燃烧性能和热值密切相关。

氮的含量较高时，煤的燃烧容易产生大量的烟尘和有害气体，燃烧效率较低。

因此，低氮含量的煤通常被认为是高品质的煤。

5. 硫含量对煤质的影响硫是煤的主要成分之一，其含量与煤的燃烧性能和环境污染密切相关。

硫的含量较高时，煤的燃烧会产生大量的二氧化硫等有害物质，对环境造成污染。

因此，低硫含量的煤通常被认为是高品质的煤。

三、煤质的改进方法根据煤的化学成分对煤质的影响，可以通过以下方法改进煤质：1. 煤的洗选煤的洗选是一种常用的提高煤质的方法。

植物主要化学组成及贡献：木质素》糖类及其衍生》脂类化合物》蛋白质、/ 煤的成因类型：腐殖煤、腐泥煤、残殖煤、腐殖腐泥煤/ 高等植物形成煤经历过程：泥炭化作用（生物化学作用）和煤化作用，煤化作用又分成岩（物理化学）和变质（化学）作用/ 煤变质作用的因素是什么：温度压力和时间，最重要的是温度，通常认为，煤化程度是煤受热温度和持续时间的函数。

温度越高，变质作用的速度越快，因为变质作用的实质是煤分子的化学反应，温度高促进了化学反应速度的提高/ 希尔特定律：煤变质程度的垂直分布规律，指在同一煤田大致相同的构造条件下，随着煤层埋深的增加，煤的挥发分逐渐减少，变质程度逐渐增加。

水平分布规律，在同一煤田中，同一煤层或煤层组原始沉积时沉降幅度可能不同，成煤后下降的深度也可能不同。

这一煤层和煤层组在不同深度上变质程度也就不同，反映到平面上即为变质程度的水平分布规律/ 煤化程度：在褐煤向烟煤、无烟煤转化的过程中，由于地质条件和成煤年代的差异，使煤处于不同的转化阶段。

煤的这种转化阶段称为煤化程度，有时称为变质程度或煤级/ 煤层气如何产生及区别：在煤化作用过程中，随着上覆地层的不断加厚以及所承受温度的和压力的不断增加，成煤物质发生了一系列的物理和化学变化，挥发份和含水量减少，发热量和固定碳含量增加，同时也生成以甲烷为主的气体煤型气，煤型气经过转运并聚集成藏成为大型煤气藏，仍然保存在煤层中的称为煤层气/ 煤大分子结构的概念：煤的大分子是由多个结构相似的基本结构单元通过桥键连接而成，分为规则部分和不规则部分/ 煤分子结构理论的主要观点有哪些，随着煤化程度的提高，煤分子结构呈现怎样的规律性变化：①煤是三维空间高度交联的非晶质的高分子缩合物②煤分子基本结构单元的核心是缩合芳香核③基本结构单元上的不规则部分包括烷基侧链和官能团④基本结构单元之间通过桥键连接成煤的大分子，桥键是连接相邻基本结构单元的原子或原子团⑤氧的存在形式除了官能团外，还有醚键和杂环；硫的存在形式有硫醚以及噻吩等；氮的存在形式有有吡咯环、胺基等⑥在煤的高分子化合物的缝隙中还独立存在着具有非芳香结构的低分子化合物，他们主要是脂肪族化合物⑦随着煤化程度的提高，构成核的环数不断增多，连接在核周围的侧链和官能团数量则不断变短和减少/ 宏观煤岩成分：根据煤的颜色、光泽、硬度、裂隙和断口等，利用肉眼和放大镜可以区分的煤的基本组成单位显微煤岩成分：在显微镜下才能识别的煤的基本组成单位凝胶化作用：指泥炭作用阶段，成煤植物的木质纤维组织在积水较深、气流闭塞的沼泽环境下被微生物分解、水解等综合作用，植物的细胞结构受到破坏的过程丝炭化作用：成煤植物的组织在积水较少、湿度不足的条件下，木质纤维组织经过脱水作用和缓慢的氧化作用后，又转入缺氧的环境，进一步经煤化作用后转化为惰质组分/ 镜煤：颜色最黑，光泽最亮，质地均匀，常具有内生裂隙的宏观煤岩成分亮煤：光泽仅次镜煤，较脆，内生裂隙较发育，程度次于镜煤，有时有贝壳状断口暗煤：光泽暗淡，呈灰黑色，结构致密，密度大，硬度韧性较大，断面较粗糙，一般不发育内生裂隙丝炭：外观像木炭，颜色灰黑，脆，具有明显的纤维状结构和微弱的丝绢光泽的宏观煤岩成分/ 有机显微组分包括镜质组、壳质组、惰质组/ 凝胶化组分与丝炭化组分的区别：丝炭化作用可作用于已受不同程度凝胶化作用的组分上，但丝炭化作用后的组分不能再发生凝胶化作用/ 在常温的大气中易失去的水分叫外在水分，不易失去的叫内在水分，内外之和叫全水分/ 煤的最高内在水分与煤化程度有何关系：从褐煤开始，随煤化程度提高，煤的内在水分逐渐下降，到中等煤化程度的肥煤和焦煤阶段，内在水分最低，此后随煤化程度提高，内在水分又有所上升。

煤阶的概念
煤阶代表了煤化作用中能达到的成熟度的级别，煤阶的改变是由于深埋而增加的温度而改变的。

煤阶是影响煤层饱和状态的参数。

煤阶可通过测量最大的镜质组反射率，挥发物质的百分比或煤中碳的百分比来确定的。

当泥岩沉积被掩埋，并随着温度和压力的增加而转变成煤时，它的物理和化学性质发生了深刻的变化。

“煤阶”这一概念用来将这一转变步骤细分成几个阶段，并且定义同各个阶段相关的属性。

随着煤埋藏深度的增加，煤阶从褐煤，亚烟煤，烟煤到无烟煤间不断变化，煤处于哪种煤阶是很重要的，因为无烟煤煤阶的煤层很可能是最好的煤层气储层。

较不成熟的煤层将产生并保持较高少的煤层气，而较成熟的煤层的渗透率较低。

一些指标，包伙碳含量，氢含量或者挥发性物质含量等，可以用来确定任一给定煤层样品的煤阶段。

一种叫做镜质体反射率测定的既简单又便宜的技术被最常用来确定煤阶。

这种测量方法是通过确定从煤层样品中反射出来的入射光线的多少来进行的。

镜质体反射率随着煤的成熟度增加而有规则地增大，并且同煤的成分无关。