李進(jìn) 閆曉明

（遼寧省東煤測(cè)試分析研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

一、淺述部分階段裸級(jí)的特征

煤的許多物理和化學(xué)特性，例如孔隙率，內(nèi)表面，水分和鏡質(zhì)體反射率，都會(huì)隨著煤化的進(jìn)行而改變。這些更改通常是有規(guī)律的。褐煤等級(jí)的增加主要特征在于總水分含量的減少。總體而言，隨著埋藏深度的增加，褐煤的總含水量呈下降趨勢(shì)，壓力的壓實(shí)效果明顯。壓力降低褐煤的孔隙率，這是減少水分的主要原因。但是壓力對(duì)不同煤種褐煤總含水量的影響是不同的。在軟褐煤階段，深度每增加10 m，水分含量將減少4%；在深色褐煤階段，深度每增加10 m，水分含量將減少1%右則需要沉降10 米至20 。在化學(xué)組成方面，在褐煤轉(zhuǎn)化為次煙煤的過程中，木質(zhì)素和纖維素的最后殘留物將轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，腐殖酸會(huì)發(fā)生縮合反應(yīng)生成較大的分子，從而導(dǎo)致腐殖質(zhì)的損失。許多煤炭巖石學(xué)家在此基礎(chǔ)上使用沸騰的KOH溶液來(lái)區(qū)分褐煤和煙煤。在整個(gè)褐煤階段，揮發(fā)物含量變化相對(duì)較小，且孔隙度，內(nèi)表面積和水分含量隨煤級(jí)的升高而降低。褐煤中的苯提取物是非常重要的物質(zhì)，由于其在許多方面的良好性能，已被廣泛用于軍事，機(jī)械制造，造紙，電氣材料和防水領(lǐng)域。介質(zhì)含量較高。在光亮褐煤的水平上，褐煤蠟的含量非常小，甚至不含褐煤蠟。世界上褐煤蠟產(chǎn)量最多的國(guó)家是德國(guó)。揮發(fā)分大于3瑞士法郎的煙煤中，煤化作用與褐煤基本相似，但水分含量降低，熱值相應(yīng)增加。由于揮發(fā)物主要由煤的非芳香烴餾分組成，隨著一些飽和基團(tuán)的去除和腐殖質(zhì)化合物的芳構(gòu)化，揮發(fā)物含量將迅速降低，鏡質(zhì)組的發(fā)射率也相應(yīng)增加。同時(shí)，碳的變化很小。經(jīng)過中等揮發(fā)度煙煤的幾個(gè)階段后，孔隙度，內(nèi)表面和水分含量將隨煤級(jí)的增加而增加，并一直持續(xù)到無(wú)煙煤階段。無(wú)煙煤階段的特征是H含量迅速下降，fl / C原子比相應(yīng)降低，并且鏡質(zhì)組的反射率和光學(xué)各向異性大大提高。

二、淺析腸應(yīng)、時(shí)向、壓力對(duì)熱化作用

煤化程度會(huì)對(duì)煤的物理結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成產(chǎn)生影響，對(duì)于煤等級(jí)的劃分以及煤的價(jià)值與使用進(jìn)行研究有著不可忽視的意義。溫度其對(duì)于碳化產(chǎn)生的影響是十分強(qiáng)烈的。煤化需要一定的溫度而針對(duì)無(wú)煙煤碳化來(lái)講高溫是其中不能夠缺少的一項(xiàng)。在匹茲堡的威斯特法倫D階中發(fā)現(xiàn)，超無(wú)煙煤的揮發(fā)度較低，其底層系統(tǒng)是一個(gè)巨大的侵入體。在正常的地?zé)崽荻葏^(qū)域，一般沉降很難滿足這種高溫要求。許多無(wú)煙煤的產(chǎn)量也可能與巖漿侵入的額外熱量有關(guān)?，F(xiàn)在通過鉆探可知，煤的化學(xué)煤級(jí)通常隨著深度的增加而升高，這主要是由于地溫隨深度的增加而引起的。滿足某些地面溫度要求后，許多化學(xué)和物理變化都可以順利進(jìn)行。此時(shí)，碳化程度取決于“有效加熱時(shí)間”。當(dāng)溫度很低時(shí)，即使經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間，煤位的變化也不會(huì)很明顯。自沉積以來(lái)，莫斯科盆地的深度從未超過25攝氏度，導(dǎo)致在石炭紀(jì)早期形成的泥炭仍處于褐煤階段。在美國(guó)路易斯安那州的墨西哥海岸，含煤包裹體的中生代巖石在約170萬(wàn)年的時(shí)間內(nèi)沉降到5400米的深度。該部件的地面溫度約為140攝氏度，但快速沉降導(dǎo)致煤炭“不足”的時(shí)間不足以生產(chǎn)出揮發(fā)分含量高的煙煤。在接近埋葬深度和地面溫度的情況下，低揮發(fā)度煙煤在德國(guó)北部發(fā)現(xiàn)，區(qū)別在于后者經(jīng)受了將近2.7億年的“烘烤”。可以看出溫度和時(shí)間對(duì)碳化的影響非常全面。

壓力，特別是靜壓力其自身對(duì)于煤化產(chǎn)生影響所進(jìn)行的研究其自身主要是使用很多實(shí)驗(yàn)去完成的。靜壓并不會(huì)使得煤化變得異?？焖佟７粗?，高靜壓使得煤化進(jìn)行過程中有很多的氣體不斷逸出，同時(shí)還能夠在很大程度上遏制了化學(xué)煤化的產(chǎn)生?？墒?，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的切應(yīng)力下能夠使得芳香薄片快速的保持平行排列，同時(shí)使得鏡質(zhì)組出現(xiàn)的反射率得到提升。當(dāng)前，我們國(guó)家有很多構(gòu)造學(xué)家在一些煤炭結(jié)構(gòu)里找出了反射率超出2.5%的煤，同時(shí)按照區(qū)域地質(zhì)當(dāng)前的條件，地層并未完全的沉降到至超出30攝氏度的一個(gè)平流層里。剪切壓力其主要值得是煤鏡質(zhì)組反射率得到提升的核心要素。可是，在泥炭當(dāng)前其產(chǎn)生的成巖作用里，靜壓產(chǎn)生的促進(jìn)是非常顯著的。泥炭中水分逐步降低的核心原因是壓力是因?yàn)槟嗵靠紫兜慕档投鴮?dǎo)致的。在從超無(wú)煙煤向石墨的過渡過程中，壓力的影響尤為突出，但是由于鏡質(zhì)組的反射率在此階段發(fā)生變化，因此隨著這種相變的加深，它將不會(huì)繼續(xù)增加。當(dāng)不同的煤炭巖石學(xué)家計(jì)算溫度，時(shí)間和煤化程度之間的定量關(guān)系時(shí)，沒有公式專門包含壓力。

三、結(jié)論

碳化是從頭到尾一系列復(fù)雜的物理和化學(xué)變化的總和。它受許多內(nèi)部和外部條件的控制。深入認(rèn)識(shí)煤化的前提是找出這些影響因素，尤其是主要影響因素。煤炭石化科學(xué)家在碳化研究中取得了許多成就，已在許多煤炭化學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但是，人們對(duì)煤化及其某些機(jī)制的理解仍然存在很大的差距或差異。因此需要學(xué)者們對(duì)煤化形成一個(gè)新的認(rèn)知與研究。