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煤物理特性簡(jiǎn)介

更新時(shí)間:2023-02-24   點(diǎn)擊次數(shù):554次
  煤物理特性是在煤的形成和變化過(guò)程的不同階段,受成煤原始物質(zhì)、聚積環(huán)境、煤化作用等因素的影響而逐漸形成的。根據(jù)煤的物理性質(zhì)可以確定煤的成因類(lèi)型、宏觀煤巖成分和煤化程度,作為初步評(píng)價(jià)煤質(zhì)的依據(jù),并用以研究煤層的成因和變質(zhì)作用等地質(zhì)問(wèn)題。
 
  煤物理特性包括:光學(xué)性質(zhì)(光澤、顏色、反射率等)、空間結(jié)構(gòu)性質(zhì)(密度)、力學(xué)性質(zhì)(硬度、脆度、可磨性等)、熱性質(zhì)(著火點(diǎn)、氣化指標(biāo))。
 
  1.光澤
 
  光澤是指煤的新鮮斷面的反光能力,是肉眼鑒定煤的主要標(biāo)志之一。腐泥煤的光澤暗淡;腐植煤的四種宏觀煤巖成分中鏡煤光澤較強(qiáng),亮煤次之,暗煤和絲炭光澤暗淡。隨著煤化程度的增高,各種宏觀煤巖成分的光澤有不同程度的增強(qiáng),暗煤的光澤變化不明顯,而鏡煤和較純凈的亮煤變化顯著,可以用瀝青、玻璃、金剛、似金屬等光澤形象地表示。因此,在確定煤化程度時(shí),必須以鏡煤或較純凈的亮煤作依據(jù)。
 
  2.反射率
 
  煤的鏡質(zhì)體反射率是指在顯微鏡油浸物鏡下,鏡質(zhì)體拋光面的反射光(λ=546nm)強(qiáng)度對(duì)其垂直入射光強(qiáng)度之百分比。根據(jù)光電轉(zhuǎn)換元件所接收的反射光強(qiáng)度與其光電信號(hào)成正比的原理,在相同的入射條件下,通過(guò)對(duì)比鏡質(zhì)體與已知反射率的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的光電信號(hào),進(jìn)而求得鏡質(zhì)體反射率值,代號(hào)為Ro。自然光下,鏡質(zhì)組各個(gè)方向上的反射率在理論上是一致的,此時(shí)測(cè)得的反射率值即為隨機(jī)反射率Roran。鑒于煤,特別是高煤級(jí)煤具有明顯的光學(xué)各向異性,可在偏光條件下測(cè)定其較大反射率Romax和較小反射率Romin。
 
  煤中各顯微組分的反射率區(qū)別明顯。三大組分中,殼質(zhì)組反射率較低,鏡質(zhì)組居中,惰質(zhì)組反射率較高。鏡質(zhì)組的反射率受煤化作用的影響比較靈敏,因此,國(guó)內(nèi)外都以均質(zhì)鏡質(zhì)體或基質(zhì)鏡質(zhì)體的反射率作為標(biāo)志煤級(jí)的指標(biāo)。惰質(zhì)組中,以火焚絲質(zhì)體的反射率較高,氧化絲質(zhì)體次之,粗粒體和半絲質(zhì)體較低。
 
  3.密度
 
  煤的密度是煤的主要物理性質(zhì)之一,它是指單位體積煤的質(zhì)量。根據(jù)測(cè)定方法不同,密度可分為視密度和真密度兩種表示方法。
 
  測(cè)定視密度時(shí),體積包括煤的內(nèi)部毛細(xì)孔和裂隙在內(nèi),所以煤的視密度永遠(yuǎn)低于真密度。褐煤(礦物質(zhì)含量較低的,下同)的視密度一般為1.05~1.2g/cm³,煙煤為1.2~1.4 g/cm³,無(wú)煙煤的視密度變化范圍大,可由1.35~1.8 g/cm³。測(cè)真密度時(shí),體積不包括煤的內(nèi)部毛細(xì)孔和裂隙。由于礦物質(zhì)對(duì)密度的影響程度往往比煤化程度的影響更大。因此,國(guó)內(nèi)外多采用純煤(即去掉水分和礦物質(zhì)的影響)的真密度。
 
  4.硬度
 
  煤的硬度是指煤抵抗外來(lái)機(jī)械作用的能力。按摩氏硬度計(jì),一般煤的硬度介于1~4之間。煤的硬度與煤化程度有關(guān),褐煤和焦煤硬度較小,約為2~2.5;無(wú)煙煤硬度較大,接近4。同一煤化程度的煤,暗煤比亮煤、鏡煤硬度大。
 
  顯微硬度是在顯微鏡下,根據(jù)正四棱錐體金剛石壓頭在規(guī)定的試驗(yàn)力和一定的作用時(shí)間下壓入顯微組分的程度來(lái)測(cè)定。壓痕越大表示煤的顯微硬度越低,壓痕越小表示煤的顯微硬度越高,其數(shù)值是以壓錐與煤的單位實(shí)際接觸面積上所承受的載荷重量來(lái)表示,稱(chēng)為維氏顯微硬度Hv,單位是每平方毫米牛(N/mm2)。研究煤級(jí)變化的顯微硬度特征時(shí),煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以均質(zhì)鏡質(zhì)體或基質(zhì)鏡質(zhì)體作為測(cè)定對(duì)象。在無(wú)煙煤階段,隨煤化程度的增高,凝膠化組分的顯微硬度急劇上升,變化幅度大,因此,顯微硬度可作為劃分無(wú)煙煤小類(lèi)的輔助指標(biāo)。
 
  抗磨硬度是指煤巖組分的抗磨強(qiáng)度。煤的光片進(jìn)行拋光時(shí),軟的顯微組分磨損快,容易凹下,硬的顯微組分磨損慢,相對(duì)突出,顯突起。惰質(zhì)組組分比鏡質(zhì)組組分突起高。低煤化煙煤中各顯微組分之間突起的差別大,隨著煤級(jí)的增高,突起的差別減小。

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