文｜彙錦數能-掌上煤焦

煤岩學主要從兩個方面研究煤的特征：

（1）宏觀特征

宏觀煤岩組分指可以用肉眼區分開的煤的組成單位。主要觀察煤的光澤度、顔色、形狀、硬度、條紋等外觀特征。腐殖煤的宏觀煤岩組分可分為鏡煤、亮煤、絲炭和暗煤四種。可用于野外勘探、采煤。

（2）微觀特征

煤的微觀特征是指在煤岩顯微鏡下肉眼能夠觀察到的煤的各種物理特征。通過顯微鏡能夠識别開的煤的基本組成單位叫作煤的顯微組分。煤的顯微組分大緻可分為有機顯微組分、無機顯微組分兩大類。

有機顯微組分

在顯微鏡下觀察，根據組分顔色和外觀形态不同，把煤中有機物分成三大顯微組分，即鏡質組、惰質組和殼質組（穩定組）。

鏡質組

鏡質組是煤中最主要的顯微組分，主要由植物中的木質纖維組織經凝膠化作用形成，成煤的原始植物組織在氣流封閉、積水較深的沼澤環境中，産生非常複雜的化學變化。在透射光下呈透明到半透明狀态，表面較均一，顔色呈黃色或橙紅色，含有少量或不含礦物質，見垂直裂紋。在普通的反射光照射下呈現為灰色，在油浸顯微鏡反射光照射下呈現為深灰色，表面沒有突起。我國大多數煤田煤樣中鏡質組含量在 60%~80%之間。

惰質組

惰質組也是煉焦煤中常見的顯微組分，煤中含量在 10%~20%，由植物的木質纖維組織經絲炭化作用形成。在透射光下呈不透明狀态，顔色呈現為黑色。反射光下觀察有突起，顔色呈現為白色，在油浸顯微鏡反射光下顔色為白色或亮白色。惰質組對煤的性質也會産生重要的影響。

殼質組

殼質組是由成煤植物中有機組分中化學穩定性強的角質層，樹脂、孢粉等轉化而來的。在成煤的過程中，因本身化學穩定性強，幾乎沒有遭受生物化學作用的破壞而以原始形态特征保存在煤中，經煤化作用轉化為殼質組。透射光下為透明到半透明狀态，外圍輪廓明顯，顔色呈黃色或橙紅色，外形比較特殊，容易辨認。普通反射光下呈現出深灰色，表面大多可以觀察到突起，油浸反射光下大多呈現為灰黑色或黑灰色。但一般常用煉焦煤中殼質組含量都很少，甚至沒有。

無機顯微組分

煤的無機顯微組分是指在顯微鏡下肉眼能夠觀察到的礦物質。煤的無機顯微組分主要是在成煤過程中外界混入煤中的礦物質，另外成煤植物體内的無機成分也可轉入煤中成為顯微組分，但是數量很少。

煤的無機顯微組分主要包含：黏土類礦物、氧化物類礦物、硫化物類礦物和碳酸鹽類礦物，這幾種礦物質可以通過顯微鏡進行區分。

鏡質組在成焦過程中的作用

鏡質組軟化熔融後具有很好的膨脹性和黏結性，是煉焦煤中最主要的活性顯微組分。鏡質組在成焦過程中的作用：

（1）鏡質組是煉焦煤成焦的主要原料

它的數量和黏結性都決定它是成焦主要原料，鏡質組在成焦過程中會在顆粒表面産生非揮發性液相。顆粒表面産生的非揮發性液相是粒狀煤料能夠形成焦炭的絕對原因。

（2）焦炭中氣孔的形成

鏡質組熱解處于軟化狀态時，如果裂解氣體的内壓小于膠質體包裹能力，則形成封閉氣孔；如果氣體壓力大于膠質體阻力，固化後就形成開放性氣孔。一般開放性氣孔占總氣孔的90%以上。如果配煤和煉焦時的外在條件固定，則氣孔的參數主要由鏡質組的反射率大小及分布圖決定。

（3）鏡質組熱解産生的焦炭顯微結構對焦炭強度的影響

焦炭強度是指無裂紋的單塊焦炭抵抗外力破壞的能力。焦炭中鑲嵌結構是最能承受外力抗擊的。由于鑲嵌結構的光學結構單元的層片排列的方向是随機的，要斷裂它，必須曲折進行，這比沿直線斷裂所形成的斷裂面積要大，故要消耗更多的能量。因此鑲嵌結構多的焦炭的冷強度必然較高；各向同性結構因為反應活性較高，分子層片來不及有序排列就交聯固化，所以焦炭強度不高；流動型和片狀結構的光學結構單元内部的層片排列方式相對趨于有序化，比各向同性結構更加緻密，但光學結構單元之間的界面結合狀态并不一定穩固，其間的界面結合可能不是化學鍵而是範德華力結合的；而焦炭中各向異性結構的存在對焦炭的抗碎強度和耐磨強度是不利的。

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