煤岩学

摘要： 碳达峰碳中和背景下提高资源利用效率尤为重要,然而天然焦长久以来并未得到应有的重视。我国天然焦资源丰富,在苏鲁豫皖四省毗邻地区的煤矿开采中经常发现由于岩浆岩侵入,煤层受到烘烤而变质为天然焦的现象。广泛采集苏鲁豫皖四省毗邻地区天然焦样品,在描述天然焦宏观及显微特征的基础上,对天然焦开展工业分析、地球化学特征、自燃倾向性和焦尘爆炸性等方面的测试与分析,采用美国TA2100热分析仪测试典型样品的燃烧特性。结果表明:天然焦的宏观物理特性、显微组分特性与煤具有明显的差异性;总体上各项分析指标与无烟煤没有明显的界线,天然焦与同地的残留煤相比,其挥发分产率降低、C/H比大幅提高;天然焦变质程度达到或高于无烟煤阶段,不易自燃、焦尘无爆炸性。燃烧特性测试结果表明山东菏泽赵楼天然焦样品具有较强的反应活性,并根据天然焦的特性探讨了利用方向,认为其在制作型煤、合成氨、碳材料、生产水泥以及CO_(2)地质封存等方面具有利用价值或潜力。

摘要： 为探讨辽宁抚顺煤矿始新世煤的煤岩学特征,对该井田煤岩样品进行了系统的工业分析。结果表明,抚顺露天矿主煤层的各个煤分层是低灰、低硫、高挥发分烟煤(亚烟煤)。煤中显微组分以镜质组为主(86.6%),类脂组次之(11.7%),惰质组最少(1.7%)。主煤层中的显微组分特征鲜明,在透射光下,镜质组分呈红色,惰质组分呈黑色,类脂组分呈黄色;在油浸反射光下,镜质组分呈灰色、浅灰色,惰质组分呈黄白色、白色,类脂组分呈深灰色;在蓝光激发下,类脂组分发亮黄色荧光,镜质组分和惰质组分不发荧光。常见的矿物有黏土矿物、石英、黄铁矿、白铁矿、菱铁矿、方解石等。

摘要： 为了从煤岩学的角度探讨低阶煤低温干馏产物兰炭在配煤炼焦中的适用性问题,采用HYLZ-2型铝甑低温干馏炉,以鄂尔多斯盆地神府-东胜长焰煤为原料,制备了8个具有不同干馏程度的煤样品,并作煤岩分析;根据每个样品的反射率分布和活惰比,计算各自的强度指数SI与组分平衡指数CBI,以及各对SI-CBI点到SI-CBI优化配煤矩形区中点的距离(d_(j)),定义该距离为配煤炼焦不适合度,即距离越大,就越不适合配煤炼焦。结果表明:低温干馏起始样的最大反射率R_(max)=0.576%,属于长焰煤;低温干馏结束样的最大反射率R_(max)=1.730%,提质到瘦煤;低温干馏起始样的距离(d_(0)=2.96)最小,最适合炼焦配煤;低温干馏结束样的距离(d_(7)=14.51)最大,最不适合炼焦配煤;配煤炼焦不适合度的比较证实低温干馏可以提质,但生产出的兰炭却达不到配煤炼焦的科学要求。

摘要： 为了解张湾井田3煤层的基本特征和探讨其成煤环境,运用光学显微镜及显微光度计和煤质分析等技术方法,对采自张湾井田3煤层的114件煤样开展了煤的煤岩学分析、工业分析和元素分析。煤的煤岩组分结果表明,煤岩类型主要为半亮型煤,煤层以有机组分为主(总含量大于85.40%),且均以镜质组为主,次为惰质组,另有少量半镜质组和壳质组;无机组分为黏土类矿物,次为氧化物、少量硫化物和碳酸盐类矿物。煤的最大反射率在0.77%~1.21%。工业分析结果表明:张湾井田3_(上)煤层具有特低全水分(SLM)(0.45%~4.91%)、低灰分(LA)(5.35%~16.52%)、中等-中高挥发分(MV-MHV)(27.62%~36.96%)、低-中等固定碳(LFC-MFC)(44.96%~63.31%)、低硫(LS)(0.19%~0.92%)、低磷-中磷(P-2-P-3)(0.006%~0.076%)、中强-特强黏结(ZQNM-TQNM)(48~100)和高发热量(HQ)(22.25~32.49 MJ/kg)特征;3_(下)煤层具有特低全水分(SLM)(0.55%~2.32%)、低灰分(LA)(5.21%~12.76%)、中等-中高挥发分(MV—MHV)(27.45%~36.95%)、低-中等固定碳(LFC-MFC)(52.74%~63.68%)、低硫(LS)(0.25%~0.84%)、特低磷-低磷(P-1-P-2)(0.004%~0.024%)、强-特强黏结(QNM-TQNM)(76~98)和高发热量(HQ)(25.21~32.05 MJ/kg)特征。张湾井田3煤层煤类主要以1/3焦煤和焦煤为主,另有少量肥煤;煤的工业利用方向为炼焦用煤和动力用煤。张湾3煤层的镜惰比(V/I)值介于1.6~2.7,说明其成煤环境为以潮湿覆水环境起到主导作用;3_(上)煤层的灰成分指数0.12~0.54,3_(下)煤层的灰成分指数0.09~0.41,表明3煤层属受海水影响的沼泽环境;3煤层硫分均小于1%,表明其成煤环境为海水影响较弱的三角洲成煤环境,3煤层有机硫占全硫比为40.22%~66.20%,表明3煤层应为形成于陆相山前平原的低硫煤;3煤层所有样品V/(V+Ni)值处在0.215~1.0,V/Cr值为1.06~3.2,Ni/Co值0.57~2.77,均显示还原性较强的沉积环境。张湾井田3煤层沉积环境为淡水还原环境,间或受到海水的影响,为三角洲平原亚相沉积。

摘要： 泥盆纪角质残植煤是陆生植物早期演化阶段形成的特殊煤种.此前,中国只在南方扬子地区有过发现,其中以云南禄劝泥盆纪角质残植煤最为有名.近年来,我们在准噶尔盆地西北缘布龙果尔地区的泥盆纪地层中发现和证实了此特殊煤种的存在,且其地质时代与云南禄劝角质残植煤一致,为中泥盆世吉维特期.北疆泥盆纪角质残植煤层状结构特征明显,似纸片或树叶叠置而成,因而此类型煤种又常被称为纸煤或叶片状煤.其显微组分以条带状厚壁角质体为主,含量均在60%以上,个别样品中角质体含量可达80%以上,条带状均质镜质体含量次之.北疆与云南禄劝角质残植煤的显微组分组成特征相似,但二者在成煤植物、成煤条件方面存在明显差异.北疆泥盆纪角质残植煤成煤植物主要为原始石松类,成煤环境为区域性河流或河漫滩;而云南禄劝角质残植煤的成煤植物主要为原始蕨类,其次为石松,成煤环境为滨海-潟湖环境,受海侵作用明显.北疆与禄劝泥盆纪角质残植煤抽提物饱和烃馏分均以丰富的四环二萜烷为主,但二者四环二萜烷的种类却明显不同,前者以阿替烷为主,后者以扁枝烷为主,这可能与二者成煤植物不同有关.

摘要： 煤在较长一段时间内仍会占据我国能源消费结构的主体地位.相比于经历深成变质作用形成的煤,热变煤往往具有更高的瓦斯突出风险和自燃风险,从而带来一系列煤炭资源开发和开采过程中的安全问题.另一方面,由于热变煤性质特殊,在现有的煤炭利用工艺条件下,热变煤的利用价值普遍较低.因此,总结归纳热变煤的特殊性质,探讨热变煤潜在的应用价值,既有利于保障煤炭资源的深部开采与开发,也有益于热变煤资源的合理利用.在世界范围内,热变煤分布广泛,主要采煤国均有与热变煤相关的报道.自十九世纪中叶首次报道热变煤至今,国内外众多学者对热变煤的煤岩学、地球化学、矿物学等领域进行了大量的研究.基于此,归纳了热变煤在煤岩、矿物、元素、成熟度、生烃潜力、同位素、光学、孔隙、大分子结构等方面的特殊性质,并探讨了引起热变煤特殊性质的地质影响因素.结合热变煤的研究进展,提出了热变煤潜在的发展方向.基于热变煤化学结构变化特征,指出了热变煤是制备碳材料潜在的优良原材料.而热变煤中丰富的孔隙结构,加之岩浆岩侵入体普遍具有良好的封闭性,在适当的地质条件下热变煤会形成良好的煤层气储层.

摘要： 煤地质学是应用地质学与地球化学的理论和方法研究煤层、煤系及其共伴生矿产资源的物质组成、成因、物理和化学性质及其空间展布规律等的学科.在国家倡导生态文明绿色发展以及2030年前实现碳达峰的战略目标背景下,煤地质学的研究重点也在逐渐发生变化.通过对2016～2020年在International Journal of Coal Geology期刊上发表的文章进行统计分析,阐述了中国煤地质学的发展进程,重点探讨了煤地质学当前的研究热点内容,提出了煤地质学未来可能的发展方向.结果发现:中国学者在该期刊上发表论文数量最多,占27.4％,其次为美国和澳大利亚;按第一作者所属单位依次为中国矿业大学(北京)、昆士兰大学和中国地质大学(北京);按研究方向,煤岩学和有机地球化学方向的论文数量最多,占31.3％,是近5年的研究热点;其次是煤中矿物质、微量元素与地球化学和煤系气方向;预测未来煤炭洁净化利用方向的研究将逐渐增多,与煤地质学相关的交叉学科也将快速发展.

摘要： 基于开放式循环高压电脉冲实验平台,针对肥煤、贫煤和无烟煤3种不同变质程度煤样,开展金属丝和含能材料2种能量加载方式下的煤样冲击致裂实验,通过光学显微镜分析循环冲击作用下煤中微裂隙发育的煤级与载荷响应特征,研究微裂隙扩展演化与显微组分之间的关系.结果发现:① 增加循环冲击次数,微裂隙密度的增大趋势是非线性的,大致可划分为初期缓慢增加、中期快速增大、后期趋于稳定3个阶段,说明并非循环冲击次数越多致裂效果越好,而是存在一个最佳冲击次数.② 金属丝加载方式下煤中微裂隙较含能材料加载下更为发育;整体上,肥煤的微裂隙发育程度高于贫煤,贫煤高于无烟煤,反映循环高压电脉冲在致裂效果上可能具有"双低效应",即低变质程度煤加载低能量致裂效果可能更好.③ 微裂隙发育程度在显微组分之间具有差异性和侧重性,镜质组最发育,惰质组次之,壳质组最少,这是镜质组含量大(空间优势)、原位裂隙密度大(位置优势)、脆性较大(力学优势)综合作用的结果.④ 微裂隙在显微组分中的扩展演化轨迹可归纳为穿越显微组分、局限在显微组分内部、沿显微组分边界发育和形态呈斜列、渐进式张剪性扩展等主要特征.研究结论对进一步揭示循环高压电脉冲煤层致裂微观机制,明确工程实践目标煤层,优化作业工艺参数和提高作业效果具有重要的理论意义.

摘要： 煤岩学目前广泛应用于多个领域,主要包括:煤化工、煤田地质、选煤工业和石油地质等.对国内外应用煤岩学的研究成果进行了调研,将煤岩学在煤矿安全中的应用概括为4个方面:煤自燃、煤与瓦斯突出、岩石力学和职业健康安全.对每一应用方面,综述了对应的煤岩学研究成果.最后,展望了煤岩学在煤矿安全领域的发展方向:①建立全国煤炭资源煤岩特征数据库,利用大数据技术分析安全问题;②煤岩学与地质学、采矿学等多学科交叉,研究岩石力学、煤与瓦斯突出和煤自燃等煤矿安全问题.

摘要： 依据炼焦煤性质对其分类可促进炼焦煤资源的合理利用,而煤岩学方法是焦化工业中监控原料煤质量的实用手段.主要阐述煤岩学基本概念、 炼焦煤应用中常见的煤质问题、 炼焦煤的分类及其意义,并对煤岩学在炼焦煤评价中的应用以及煤岩测试技术进展等方面进行研究探讨.由探讨可知:关于炼焦煤的分类,国际标准与国家标准均注重煤质的可比性,分类方法需简便易行且分类指标精炼;而企业层面所需的分类,重点注重煤种之间相互可替代性,即分类指标越多则越易利于控制煤质,但无论何种分类方案,煤岩指标均为不可或缺的指标,因此既不能将炼焦煤常见的煤质问题简单归结为分类问题,也同时需重视煤岩学的应用.煤岩学方法能高度关联各种工艺指标,其价值在于从成因角度评价煤组成的复杂性,也有助于科学解释异常的煤质现象和分类问题.利用镜质体反射率分布图和标准差来鉴别混煤,判别煤类时切忌教条地引用某些相关关系,需科学解读两者之间的关系.煤岩学的价值在于从成因角度评价煤组成的复杂性.图像分析法在仪器组成的通用性、 操作的便利性、 过程审核的可追溯性以及测试结果的准确性等各方面均优于传统的光度计法,代表着今后镜质体反射率测试的技术方向.随着国家标准GB/T 40485-2021《煤的镜质体随机反射率自动测定图像分析法》 的实施,煤岩图像分析法的应用将会越来越普及.

摘要： 按照GB482-2008要求,在南阳坡矿6号煤层中采集了20个样品.运用光学显微镜、低温灰化-X射线衍射(LTA-XRD)仪和带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)等手段对样品煤岩学特征、矿物学特征等方面进行了研究.结果表明:1)阴山矿区南阳坡6#煤中的显微组分以镜质组占优(70.95％),惰质组(21.24％)次之,壳质组(7.35％)含量较少.镜质组以基质镜质体和均质镜质体为主,结构镜质体、团块镜质体和碎屑镜质体含量较低,结构镜质体的细胞腔大部分受到挤压破坏,少数被微粒体填充;惰质组中微粒体比例占优,平均含量为7.35％,自下而上呈减少的趋势,其次为惰屑体、丝质体和半丝质体和粗粒体;壳质组中含量最多的是小孢子体,含有少量的角质体和大孢子,其余的组分未见.

摘要： 运用光学显微镜,X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)和带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)对鱼卡煤田样品的煤岩学和矿物学特征进行了分析,结果表明鱼卡煤田煤的显微煤岩类型以镜质组为主,惰质组次之,壳质组最少,属于中阶烟煤;煤中的主要矿物为高岭石,伊利石和石英,方解石和黄铁矿含量较少,另含微量的菱铁矿,磷灰石和金红石;其中粘土矿物与有机质相伴产出,菱铁矿常与石英共生,黄铁矿多为细粒状和结核状,磷灰石多分布于丝质体胞腔中;粘土矿物(高岭石和伊利石)可能为异常富集元素Rb和Cs的载体.

摘要： 介绍了煤岩学在炼焦配煤中的应用,煤岩学在评定煤质、鉴别和判断混煤,指导和优化煤场原料煤堆取,指导配煤炼焦,预测和分析焦炭质量方面有积极的作用。煤岩学指标中镜质组反射率是表征煤化度的重要指标,是目前鉴别煤质和判断混煤的有效手段依据煤岩学指标指导煤场原料煤的堆取对严格实施配煤比和保证焦炭质量稳定有重要意义；煤岩学指导配煤、预测和分析焦炭质量是当前的先进技术,对合理配煤,有效利用炼焦煤资源,节约成本,提高和稳定焦炭质量具有重要意义。

摘要： 介绍了煤岩学在炼焦配煤中的应用,煤岩学在评定煤质、鉴别和判断混煤,指导和优化煤场原料煤堆取,指导配煤炼焦,预测和分析焦炭质量方面有积极的作用。煤岩学指标中镜质组反射率是表征煤化度的重要指标,是目前鉴别煤质和判断混煤的有效手段;依据煤岩学指标指导煤场原料煤的堆取对严格实施配煤比和保证焦炭质量稳定有重要意义;煤岩学指导配煤、预测和分析焦炭质量是当前的先进技术,对合理配煤、有效利用炼焦煤资源,节约成本,提高和稳定焦炭质量具有重要意义。

摘要： 本文就工艺岩石学在煤岩学上的应用所进行多方面的研究,阐明了利用不同变质程度煤的特性,采用工艺岩石学的手段,直接控制配煤炼焦的可行性与科学性.

摘要： 煤作为一种固体可燃有机岩,是我国长期依靠的重要能源.作者总结多年扫描电子显微测试分析工作,将扫描电镜在煤岩学上的应用大致归为几个方面.

摘要： 本次研究选取了小鱼沟煤矿6#煤下半部分作为研究对象，共采取10 个样品进行分析研究。并以准格尔煤田地质背景为基础，从研究其煤岩学、伴生元素特征入手，完成实验，对数据进行分析研究，探讨本区的煤地球化学特征，煤中元素分析：包括煤中常量元素、微量元素和稀土元素的含量特征、分布特征以及地球化学特征的研究。通过对该区煤矿内煤的地球化学特征的研究，能够恢复煤层形成时的成煤环境，为该地区的煤层成因、煤层内的伴生矿产及找矿提供一定的指导意义。

摘要： 本文从煤岩学角度研究了鄂尔多斯盆地侏罗纪主采优质煤层的煤相特征,样品采自神东矿区上湾煤矿2煤层,煤厚7.38m,镜质体最大反射率0.50％。根据煤层沉积背景、煤岩、煤质和地球化学多项测试分析结果所反映的泥炭原始物质聚集类型、相环境、水介质氧化还原程度,覆水程度及水动力活动性,泥炭沼泽类型等沉积环境条件,认为2煤层的煤相属于森林泥炭沼泽类型。并以8项有机相指标在剖面上反映的微环境变化序列,得出随时间推进泥炭沼泽垂向演化的时空变化过程。

摘要： 对焦化厂的不同原料煤及装炉煤进行了煤岩学分析、粒度分析及煤质分析。综合分析结果表明，在常规备煤工艺条件下，煤颗粒的粒度分布近似服从Gates-Gandin-Shuznan分布及Rossin-Rommler分布，而各粒级煤的显微组分组成呈有规律的变化。这直接影响装炉煤的粘结性、碳分和灰分产率。研究结果对焦化厂改进备煤工艺，提高焦炭质量有实际意义。

摘要： 本发明公开了一种基于煤岩高光谱反射特性的煤岩界面识别方法，此方法根据被测煤岩所含矿物的化学成分和组成结构不同，其在特定波长点处对相同光反射吸收的高光谱反射率特性不同，采用高光谱进行地下煤岩界面感知，对感知数据利用全波形、特征参量及人工智能识别等方法保证环境适用性和判别精度。通过建立我国主要煤岩的高光谱数据库，对包络线预处理后的光谱曲线全波形、差异吸收谷反射率曲线中提取的特征参数、差异吸收谷反射率曲线全波形数据，采用四种识别模型实现对未知类型试样的识别。本发明解决了在不同的煤系或煤田的煤层类型结构和顶底板沉积岩类型结构变化多样的情况下，快速高效地区分煤岩界面的问题。

摘要： 本发明公开了一种煤岩动力灾害前兆电磁辐射定位煤岩主破裂的方法，该方法在井下巷道布置4组以上三分量电磁传感器，每组传感器由相互正交的三个定向电磁信号接收天线组成，通过监测主机采集电磁信号，其利用原子时钟保证不同传感器接收信号严格同步；利用电磁信号频率作为特征参数，选取并确保不同天线接收到的是同一破裂产生的电磁信号，分别对每组电磁信号传感器的三个通道的信号强度进行矢量叠加，确定其所在位置磁感线的方向；根据磁感线方向，求出与其垂直的传播方向平面；多组传感器确定的电磁传播方向平面相交确定煤岩破裂位置。

摘要： 本公开涉及煤岩体等地下工程安全领域，本公开提出一种多点三向煤岩体应力计及煤岩体应力监测方法，该应力计中单向应力监测单元包括压电陶瓷、导线、分别设置于压电陶瓷上下表面的上保护层和下保护层；多个骨架包括主骨架和次骨架，主骨架的一端连接护帽、另一端连接次骨架，骨架呈管状，主骨架的靠近护帽侧嵌入有沿骨架轴向布置的一个单向应力监测单元和沿骨架径向布置的至少两个方向垂直的单向应力监测单元，次骨架的靠近主骨架侧嵌入有沿骨架径向布置的至少两个方向垂直的单向应力监测单元，沿径向布置的单向应力监测单元的压电陶瓷与骨架的外壁共面，导线布置于骨架内空心管路中。根据本公开的应力计能够提高应力监测数据的精度。

摘要： 本发明公开了一种基于煤岩识别处理器的煤岩识别方法，涉及煤岩识别技术领域，包括步骤1、放煤工序；步骤2、传感识别；步骤3、信号采集；步骤4、信号处理；步骤5、结果传输；步骤6、结果判断；步骤7、关闭工序；步骤8、待机模式，本发明的有益效果为：该基于煤岩识别处理器的煤岩识别方法，通过在液压支架上安装用于检测是否为岩层的煤岩识别处理器，可以对目标位置是否为岩层进行检测，当检测到为岩层时则中断煤层开采程序，进行调整后再进行后续工作，并且通过使用自动化检测的方式，可以有效的对煤岩开采过程中可能遇到的岩层进行规避，提高了现场识别能力的同时减少了人力资源的投入。

摘要： 一种制备含水煤岩样的装置、方法及含水煤岩样的应用，属于煤岩样制备技术领域，克服现有技术中的含水煤岩样制备效率低的缺陷。本发明制备含水煤岩样的装置包括盛水容器、时间传感器和溢流管；所述溢流管设置在所述盛水容器上部；所述时间传感器用于记录煤岩样的吸水时间。采用本发明的装置制含水煤岩样时，煤岩样吸水稳定。

摘要： 本实用新型提供一种煤岩渗透率检测用的煤岩样品放置加压设备，包括转动机构和升降机构，转动机构包括支撑座，支撑座上固定连接有支撑柱，支撑柱顶端设置有转动轴，支撑柱内部设有驱动转动轴旋转的电机，转动轴通过支撑梁连接设有充气进口与排气出口的密封罩，密封罩的底面设有开口，密封罩顶面及前后左右四个面中的至少两个面共三个面上安装有液压缸，液压缸的活塞杆末端位于密封罩内部且固定有加压块，升降机构包括固定座，固定座上安装有升降气缸并设有与升降气缸电连接的开关按钮，升降气缸的活塞杆末端固定有放置平台，放置平台在升降气缸的带动下可上升至与密封罩密封配合。本设备能对放置平台上的待测煤岩样品实现自动密封操作。

摘要： 本发明涉及一种煤岩学配煤的方法，其具体步骤为：第一步、检测各单种炼焦煤，检测包括挥发份、粘接指数G值、焦炭显微结构组成；第二步、设计各单种炼焦煤的配煤比，满足：配煤焦炭：粗粒镶嵌组份＞33％，惰性组份20-27％，同性结构组份＜6％，配煤挥发份在25-30％，得到配煤比，得到配煤；第三步、取配煤样本检测配煤粘接指数G值；第四步、根据检测结果作以下选择：配煤粘接指数G值在75-82之间，配煤完成；或，配煤粘接指数G值不在75-82之间，循环第二步。本发明方法可对特殊成因的各单种炼焦煤进行合理使用。

摘要： 本发明涉及一种基于煤岩学和遗传算法的煤场分堆方法。其技术方案的步骤是：步骤一，测定煤场中各煤堆的镜质组随机反射率分布比例和测定来煤的镜质组随机反射率分布比例；步骤二、建立煤场分堆适应度数学模型

摘要： 本发明涉及一种煤岩学配煤的方法，其具体步骤为：第一步、检测各单种炼焦煤，检测包括挥发份、粘接指数G值、焦炭显微结构组成；第二步、设计各单种炼焦煤的配煤比，满足：配煤焦炭：粗粒镶嵌组份＞33％，惰性组份20－27％，同性结构组份＜6％，配煤挥发份在25－30％，得到配煤比，得到配煤；第三步、取配煤样本检测配煤粘接指数G值；第四步、根据检测结果作以下选择：配煤粘接指数G值在75－82之间，配煤完成；或，配煤粘接指数G值不在75－82之间，循环第二步。本发明方法可对特殊成因的各单种炼焦煤进行合理使用。

摘要： 本发明涉及一种基于煤岩学和遗传算法的煤场分堆方法。其技术方案的步骤是：步骤一，测定煤场中各煤堆的镜质组随机反射率分布比例和测定来煤的镜质组随机反射率分布比例；步骤二、建立煤场分堆适应度数学模型