煤及煤的形成

1、煤的基本概念

煤是植物遗体经过生物化学作用和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、成煤的五大条件

(1)物质条件

主要是成煤的原始植物，包括高等植物和低等植物。

植物遗体大量堆积是成煤的物质条件

高等植物形成的煤叫腐植煤，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。

植物演化的5个阶段

菌藻植物时代→→裸蕨植物时代→→蕨类和种子植物时代→→裸子植物时代→→被子植物时代

(2)堆积条件或环境条件

泥炭沼泽：常年积水，极其潮湿，内有大量植物生长、堆积，植物死亡后遗体被沼泽水覆盖，并与氧呈半隔绝状态，使植物遗体不至于完全氧化分解，经生物化学作用形成泥炭。

泥炭沼泽的形成取决于古植物、古气候、古地理和大地构造4个条件。

沼泽根据不同的分类标准分为低位沼泽、高位沼泽、中位沼泽；滨海泥炭沼泽、三角洲平原泥炭沼泽、红树林泥炭沼泽；草本泥炭沼泽、木本泥炭沼泽；淡水沼泽、半咸水沼泽、咸水沼泽等。

堆积方式（原地生成、异地生成）、形成泥炭的植物群落（高等植物、低等植物）、沉积环境（浅沼的、湖沼的、微咸水的、咸水的、富含钙质的）和养分供给（富养分的、贫养分的）、PH值、细菌活动性、硫的供给、泥炭的温度、氧化还原电位等因素决定了煤层原始特征。

(3)温度和压力条件

温度和压力决定于埋藏深度 。

成煤应有一定的埋藏深度 。

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。

(4)时间条件

漫长的地质年代[宙、代、纪、世、期]

一般需要几千万到几亿年的时间

(5)地质条件

地壳运动

3、成煤作用过程

植物→泥炭（腐泥）→褐煤→烟煤（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）→无烟煤

两个阶段

泥炭化作用（腐泥化作用）：植物→泥炭（腐泥）

煤化作用 成岩作用：泥炭→褐煤；

变质作用：褐煤→烟煤、无烟煤

4、我国的主要聚煤期

新生代 新近纪——古近纪

中生代 晚侏罗纪——早白垩纪

早、中侏罗纪

晚三叠世

晚古生代 晚二叠世

晚石炭世——早二叠世

早石炭世

早古生代 早寒武世

5、中国煤炭分类

中国煤的分类依据表示煤化程度的干燥无灰基挥发分(Vdaf)、表示煤的工艺性能的粘结性指标（粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度b），将煤分为褐煤HM 、烟煤YM[长焰煤CY、不粘煤BN、弱粘煤RN、1/2中粘煤1/2ZN、气煤QM、气肥煤QF、1/3焦煤1/3JM、肥煤FM、焦煤JK、瘦煤SM、贫瘦煤PS、贫煤PM]和无烟煤[WY]三大类。

本洗选中心涉及到的煤种主要为：褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤、气煤，且自北而南煤化程度由低到高。

6、煤的组成

煤的元素组成：C、H、O、N、S、P 6种

煤中的矿物质：

按来源分为：

原生矿物质（成煤植物本身）

次生矿物质（成煤过程混入）

外来矿物质（采煤过程混入）

按性质分为：

[1]粘土类矿物：高岭石Al4[Si4O10](OH)8、水云母K21Al2[(Si2Al)4O10](OH)2·nH2O

[2]硫化物类矿物：黄铁矿FeS2、白铁矿FeS2

[3]碳酸盐类矿物：方解石CaCO3等

[4]氧化物类矿物：石英SiO2

[5]硫酸盐类矿物：石膏CaSO4·2H2O

煤的工业分析：水分、灰分、挥发分、固定炭

煤的元素分析：C、H、O、N、S

7、矿井瓦斯基本知识

[1]矿井瓦斯的概念

矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生气体，指煤矿井下以甲烷CH4为主的有害气体的总称。有时也单指甲烷CH4。

[2]矿井瓦斯形成的两个时期

一是植物遗体形成泥炭的过程中形成瓦斯，属于生物化学造气期，生成的瓦斯易于排放，大部分逸散于大气中。如：

3C6H12O6（单糖）→2 C4H8O2 （丁酸）+2C2H4O2 （乙酸）+2H2O+2CH4↑ +4CO2 ↑

二是由泥炭形成褐煤、烟煤和无烟煤时期形成甲烷，大部分存留于煤层中。

[3]矿井瓦斯的基本性质

无色无味气体，比空气轻，有很强的扩散性、可燃性和爆炸性。

[4]矿井瓦斯的危害

主要是窒息

浓度达到43%时人呼吸困难（氧气只有12%）

浓度达到57%时人死亡（氧气只有9%）

[5]矿井瓦斯的赋存状态

一是游离态

二是吸附态，包括吸着态和吸收态

[6]煤的变质程度与瓦斯含量的关系