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煤物理特性简介

发布时间:2023-02-24   点击次数:114次
  煤物理特性是在煤的形成和变化过程的不同阶段,受成煤原始物质、聚积环境、煤化作用等因素的影响而逐渐形成的。根据煤的物理性质可以确定煤的成因类型、宏观煤岩成分和煤化程度,作为初步评价煤质的依据,并用以研究煤层的成因和变质作用等地质问题。
 
  煤物理特性包括:光学性质(光泽、颜色、反射率等)、空间结构性质(密度)、力学性质(硬度、脆度、可磨性等)、热性质(着火点、气化指标)。
 
  1.光泽
 
  光泽是指煤的新鲜断面的反光能力,是肉眼鉴定煤的主要标志之一。腐泥煤的光泽暗淡;腐植煤的四种宏观煤岩成分中镜煤光泽较强,亮煤次之,暗煤和丝炭光泽暗淡。随着煤化程度的增高,各种宏观煤岩成分的光泽有不同程度的增强,暗煤的光泽变化不明显,而镜煤和较纯净的亮煤变化显著,可以用沥青、玻璃、金刚、似金属等光泽形象地表示。因此,在确定煤化程度时,必须以镜煤或较纯净的亮煤作依据。
 
  2.反射率
 
  煤的镜质体反射率是指在显微镜油浸物镜下,镜质体抛光面的反射光(λ=546nm)强度对其垂直入射光强度之百分比。根据光电转换元件所接收的反射光强度与其光电信号成正比的原理,在相同的入射条件下,通过对比镜质体与已知反射率的标准物质的光电信号,进而求得镜质体反射率值,代号为Ro。自然光下,镜质组各个方向上的反射率在理论上是一致的,此时测得的反射率值即为随机反射率Roran。鉴于煤,特别是高煤级煤具有明显的光学各向异性,可在偏光条件下测定其较大反射率Romax和较小反射率Romin。
 
  煤中各显微组分的反射率区别明显。三大组分中,壳质组反射率较低,镜质组居中,惰质组反射率较高。镜质组的反射率受煤化作用的影响比较灵敏,因此,国内外都以均质镜质体或基质镜质体的反射率作为标志煤级的指标。惰质组中,以火焚丝质体的反射率较高,氧化丝质体次之,粗粒体和半丝质体较低。
 
  3.密度
 
  煤的密度是煤的主要物理性质之一,它是指单位体积煤的质量。根据测定方法不同,密度可分为视密度和真密度两种表示方法。
 
  测定视密度时,体积包括煤的内部毛细孔和裂隙在内,所以煤的视密度永远低于真密度。褐煤(矿物质含量较低的,下同)的视密度一般为1.05~1.2g/cm³,烟煤为1.2~1.4 g/cm³,无烟煤的视密度变化范围大,可由1.35~1.8 g/cm³。测真密度时,体积不包括煤的内部毛细孔和裂隙。由于矿物质对密度的影响程度往往比煤化程度的影响更大。因此,国内外多采用纯煤(即去掉水分和矿物质的影响)的真密度。
 
  4.硬度
 
  煤的硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。按摩氏硬度计,一般煤的硬度介于1~4之间。煤的硬度与煤化程度有关,褐煤和焦煤硬度较小,约为2~2.5;无烟煤硬度较大,接近4。同一煤化程度的煤,暗煤比亮煤、镜煤硬度大。
 
  显微硬度是在显微镜下,根据正四棱锥体金刚石压头在规定的试验力和一定的作用时间下压入显微组分的程度来测定。压痕越大表示煤的显微硬度越低,压痕越小表示煤的显微硬度越高,其数值是以压锥与煤的单位实际接触面积上所承受的载荷重量来表示,称为维氏显微硬度Hv,单位是每平方毫米牛(N/mm2)。研究煤级变化的显微硬度特征时,煤炭行业标准规定以均质镜质体或基质镜质体作为测定对象。在无烟煤阶段,随煤化程度的增高,凝胶化组分的显微硬度急剧上升,变化幅度大,因此,显微硬度可作为划分无烟煤小类的辅助指标。
 
  抗磨硬度是指煤岩组分的抗磨强度。煤的光片进行抛光时,软的显微组分磨损快,容易凹下,硬的显微组分磨损慢,相对突出,显突起。惰质组组分比镜质组组分突起高。低煤化烟煤中各显微组分之间突起的差别大,随着煤级的增高,突起的差别减小。

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