文档介绍：-1- 煤体结构与构造煤煤体结构指煤层在地质历史演化过程中经受各种地质作用后表现的结构特征。煤体结构历经变形和变质作用过程后,使得煤体分为原生结构煤和构造煤。原生结构煤是指保留了原生沉积结构、构造特征的煤层,原生结构煤的煤岩成分、结构、构造、内生裂隙清晰可辨。构造煤是煤层在构造应力作用下,发生成分、结构和构造的变化,引起煤层破坏、粉化、增厚、减薄等变形作用和煤的降解、缩聚等变质作用的产物。构造煤的宏观结构常见碎裂结构、碎粒结构、粉粒结构、糜棱结构等,对应的构造煤命名为碎裂煤、碎粒煤、粉粒煤和糜棱煤。国外注意研究煤体结构始于上世纪 20 年代。前苏联和波兰对此较为重视,他们对构造煤的破坏程度、光泽、微裂隙密度、间距等作过详细地研究。上世纪 80 年代, 河南理工大学最早强调研究构造煤的重要性,到 90 年代构造煤研究已逐渐成为瓦斯地质学科核心内容。-2- 第一章煤体结构特征与分类第一节原生结构煤及其煤岩学特征原生结构煤(即原生煤,亦称为非构造煤)是指煤层未受构造变动,保留原生沉积结构、构造特征,煤层原生层理完整、清晰, 仅发育少量内生裂隙和外生裂隙。显微镜下显微组分分层排列,界限清晰。原生结构煤的煤岩成分、结构、构造、内生裂隙清晰可辨。煤岩学中,煤的成分、结构、构造一般是对原生结构煤而言的,且有宏观和显微之分。(一)原生结构煤的物理性质、结构和构造煤的物理性质、结构和构造是肉眼鉴定宏观煤岩成分和宏观煤岩类型、确定煤的变质程度和成因类型以及评价煤矿瓦斯抽采技术条件的依据。 1 .煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。此处主要介绍煤的颜色、光泽、硬度、脆度、断口、裂隙等。 1 )颜色煤的颜色是指煤块新鲜表面的自然色彩,是煤对不同波长的可见光吸收的结果。在不同条件下,煤呈现出不同的颜色。在普通反射光下,煤的表面所显示的颜色称为表色。煤的表色变化很大,腐泥煤的表色有时为浅黄色、棕褐色,有时为灰绿色以至黑色;腐殖-3- 煤的颜色则随煤化程度的增高而加深; 褐煤可以由褐色变为深褐色、黑褐色;烟煤呈褐黑色、黑色;无烟煤呈灰黑色,并常有古铜色或钢灰色色彩。另外,水分通常可以使煤的颜色加深,矿物杂质则往往使煤的颜色变浅。不同变质程度的煤,其颜色有明显差别,根据颜色特征可以区分褐煤、烟煤和无烟煤, 见表 1-1 。在确定煤的颜色时,应当在干燥煤样的新鲜镜煤或较纯净的亮煤断面上观察。表 1-1 不同变质程度煤的颜色和条痕色( 据杨起、韩德馨, 1979 , 有改动) 煤的种类颜色条痕色褐煤褐色、深褐色、黑褐色浅褐色、深褐色长焰煤褐黑色、黑色略带褐的色彩深褐色、黑褐色气煤黑色褐黑色肥煤黑色带褐色焦煤瘦煤黑色贫煤黑色有时带灰和灰黑色无烟煤灰黑色带古铜色和钢灰色灰黑色、钢灰色或黑色 2 )光泽-4- 煤的光泽是指在自然光下,煤的新鲜断面的反光能力。它是煤的重要物理性质和主要肉眼鉴定标志之一。影响煤的光泽变化的因素较多,主要有成煤的原始物质,煤岩组分,煤的变质程度,矿物杂质的成分、含量以及分布情况,煤的表面性质等。成煤的原始物质不同,煤的光泽就有差异。如腐泥煤的光泽暗淡,而腐殖煤的光泽较强。煤的光泽随煤变质程度的加深而增强, 即从褐煤到无烟煤, 光泽呈有规律的增强。根据镜煤和亮煤的光泽, 从褐煤到无烟煤变质系列煤的光泽可以分为以下几种:沥青光泽、玻璃光泽、强玻璃光泽、金刚光泽及似金属光泽等。煤的宏观煤岩成分不同,也能够引起煤的光泽变化,如镜煤的光泽最强、亮煤的光泽较强,暗煤的光泽较弱,丝炭的光泽最弱。但是镜煤、亮煤的光泽并不是在任何时候都很强,类似的,暗煤的光泽也不总是暗淡的,煤的光泽还与煤化程度有关。如褐煤中镜煤的光泽比烟煤中的弱; 无烟煤中暗煤的光泽也较强, 几乎与其镜煤、亮煤没有差别。煤受风氧化后,光泽都明显变暗。风化煤多为暗淡光泽。煤中的矿物杂质的含量及分布情况对煤的光泽影响也很大。在变质程度相同、煤岩成分差别不大的情况下,矿物杂质的存在可使煤的光泽变暗。因此,光泽特征可大致反映出煤的灰分含量高低, 初步确定煤质的好坏;同时也可以比较有效地鉴定煤的变质程度, 确定煤的宏观(肉眼)煤岩成分、光泽和煤岩类型。 3 )硬度-5- 煤的硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。由于外来机械作用方式不同,煤所表现的硬度也不相同,据此可以将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三种。(1) 刻划硬度接近于普通矿物鉴定中的摩氏硬度, 即用标准矿物(摩氏硬度计)刻划标本而得出的粗略相对硬度。煤的硬度一般在 l~4 之间, 主要与煤岩成分和煤化程度有关(图 1-1 ), 暗煤较镜煤、亮煤的硬度大, 年轻褐煤和中等变质焦煤硬度最小,为 ~ 2和2~ ;无烟