成煤物质

企业目前的资金利润率水平。

一、煤炭企业财务管理概述

我国煤炭企业近十年来发展势头迅猛，我国电力能源中很大一部 分依赖于煤炭资源，煤炭企业进人国际市场以后，国家给予政策性的亏 损补贴相继削减，而且客观费用开支的因素不断增加，开采成本持续高位，对煤炭企业成本管理提出了新的障碍。特别是煤炭企业属于地下开 采业，成本构成复杂且变化大，主要表现为：第一是原材料不构成产品 实体，而用于煤炭开采的主要是辅助材料消耗，如木材、坑木代用品、大型材料、专用工具等都不构成产品实体第二是煤炭生产受其他因素影 响，比如说地质构造、储存、储量、品位等条件限制，煤炭的成本受自然条件变化影响较大，辅助费用高。

二、煤炭企业财务风险管理的问题

(―) 煤炭企业不泛应复杂多史的怀境

煤炭企业因为存在于生产、加工、筛选、运输、使用等不同环节，所 以面对的环境复杂多样，而且国内国际局势瞬息万变，对资源的开采保 障措施和限制政策推陈出新，造成了煤炭企业把握方向性难题的出现。而且加之现在对国际能源的保护，低碳经济的畅行，对煤炭资源的开发 做出了新的调整，煤炭经济发展也面临着新的难题，这种复杂局势与环 境是煤炭企业发展中的障碍。

(二)煤炭企此由部财务人员对财务礼晗认识不足

我国经济发展速度过于迅猛，造成了我国经济发展过程中许多人 不明白如何去防范风险，甚至对风险认识不足。煤炭企业内部风险贯穿 于企业管理的始终，企业内部财务人员对企业内部流程不敏感，在煤炭企业管理的过程中，风险管理缺乏控制力，对风险的认识存在不明确 性，甚至对巳经存在的风险都没有意识到，面对新的环境中，我国煤炭 企业需要正确的认识风险，了解风险的不同特征，对风险在环境中的变化做到了解和明细，认真分析风险问题，提出解决方式，掌握好风险管 理的方式，企业只有解决好风险的辨认与分析，才能更好的解决风险管 理,解决企业面临的困境。 ―

(三) 煤炭企此财务兵糸不明确

煤炭企业缺乏对财务风险的监管能力，尤其是在不同环节上没有 形成通力合作，对财务状况欠缺了解和分析，对发生的财务风险无法进 行迅速控制。而且，在财务部门缺乏相应的监管制度，人员没有特别的权限去限制和约束某个环节的财务风险，所以不能明确财务各环节中 的不同关系如何协调，造成了煤炭企业发展不稳定，财务风险的扩大。

三、煤炭企业财务风险管理的整改措施

(―) 煤炭公句委逄左发表，开表躲资

煤炭企业发展需要了解目前区域内的发展环境，对同行业竞争和 国际化趋势也要掌握清楚。这样才能做到适时发展，适境发展，符合发 展趋势，按照发展要求进行发展，满足国内的需求同时降低企业损耗。

当企业的经营业务发生资金不足的困难时，可以采取发行股票、发行债 券或银行借款等方式来筹集所需资本。一般来说,发行股票是风险最低

的筹资方式^发行股票所筹措的资本成为企业可长期使用的权益资本， 不需要到期偿还，因而不会发生到期无力偿还债务的风险。

(二)提高内部财务人炎对风险的认识

煤炭企业内部财务部门各基层人员要加强对财务风险知识的培 训，努力提髙自我风险防范意识，财务风险管理是风险管理的一个分 支，是一种特殊的管理功能，是在前人的风险管理经验和近现代科技成就的基础之上发展起来的一门新的管理科学。我国煤炭企业的财务风 险管理是指企业经营主体对其煤炭从生产到运输到使用的过程中存在 的各种风险进行识别、度量和分析评价，并由适时采取及时有效的方法进行防范和控制，以经济合理可行的方法进行处理，以保障理财活动安 全正常开展，保证其经济利益免受损失的管理过程。

(三)走立健全风险控喇喇友

明细风险管理权限煤炭企业因为缺乏建立健全风险权限明细，所 以对风险防范长期存在障碍。我国煤炭企业要建立健全风险控制制度， 利用风险防范机制来加强风险防范力度，制度控制基本上属于管理的范畴，包括与风险事件相关的组织机构设置、人员配备，制度设计，无一 不与风险控制有着千丝万缕的联系，都是风险控制的制度体现。技术控 制的方法主要有分散法、转移法、回避法。要在不同工作流程和环节

上给与相应的控制，要将风险控制权力授权给不同层级的管理人员，风 险识别、风险度量和风险控制也要不断调整，要注重分析风险的来源， 注重对风险的划分和解决,不‘创新方式方法。

四、结束语

煤炭企业的发展面临诸多财务风险难题，凤险管理的不合理性造 成了煤炭企业的财务管理困难，扩大了财务风险，所以我国煤炭企业财 务管理问题需要近一步创新，提出相应的发展政策和措施，保障我国煤炭企业健康发展。

盆地、冲积平原对地震起了决定作用

郭德胜 佳木斯大学数学系 3051145739@qq.com

在地球上，任何生命都与“碳元素”紧密相关，进行 着周而复始的碳元素循环，生命需要进食含碳的有机物质，排放出二氧化碳，地球也遵循着这样的规律，地球也是要吞纳含碳有机物质，在地球内部形成煤炭、石油、天然气等等，再经过火山、地震、人类开采与使用，形成二氧化碳排放空中，被排放空中的二氧化碳又被树木，植物利用光合作用被吸收，再次将二氧化碳转化 成有机物质，以植物的形式体现出来，一部分植物被动物消化，一部分通过河流被运移地球内部，形成一个反复“碳”循环的体系。

多年来，我一直思考这样的问题，煤到底是如何形成的？原有的煤炭形成理论，“煤是树木、植被、动物尸体堆积，以及沼泽地，经过多年的演变形成煤炭”，根据这个理论分析思考，陆地上为什么看不到树木、动物尸体的堆积呢？另一方面，煤矿很大，哪来的那么多树木和动植物尸体呢？

一，天然气如何的形成的？

经过多年的思考和研究，终于发现，将含碳有机物质堆积起来，只有一种可能，就是通过河水的运移，将树木、植被、动物尸体等含碳有机物质运送到湖泊、低洼地带，经过多年的沉积，叠加，将湖泊，低洼地带变成盆地和冲积平原。

湖泊，低洼地带，他们形成了聚集各种地表物质的自然条件，地表的含碳物体在水流、河水的冲击、运移，被湖泊、低洼地带沉积下来，经历几百年，上千年的沉积过程后，湖泊的演变成干涸的陆地，也就是，湖泊---沼泽地带—干涸的盆地结构陆地。而低洼地带在多次冲击中形成沉淀，天长日久成为冲积平原。而在这个上万年过程中。湖泊、冲积平原要积累无法估量的树木、植被、泥沙，以及鱼类尸体，在多年的积累沉积过程中，湖泊、冲积平原沉积了巨厚的沉积物质，有几十米，上百米、甚至上千米的厚度，继而形成了盆地式结构的陆地、冲积平原。通过这样沉积的方式，地下储存了大量的含碳物质，从而完成了碳元素物质的积累。而这个过程，与生活中的“沼气池原理”完全相似。

任何物质，在高温、高压、通电作用下，会发生了化学反应和化学变化，地下沉积大量含碳物质，在一定条件下，就会发生同等元素的物质的转化，形成含碳固体、液体、气体等物质。根据沼气池形成甲烷气体的原理，沉积巨厚含碳物质的盆地、冲积平原，就必然会出现含碳气体，固体和液体，气体很可能就是天然气。

二，煤炭是否也在盆地、冲积平原内部以及与山体接壤处产生呢？

地球上一个重要的现象，就是水流运移，雨水、河流将地球表面冲洗，把地面的含碳有机物运移汇聚，最后停留在湖盆、低洼地带，盆地、冲积平原就具备了储存含碳有机物的条件。盆地、冲积平原在多年的河水运移，形成一个天然的碳物质储存库，这是一个显著的量变过程，当物质的量变达到一定程度，就会发生质变。盆地、冲积平原条件成熟，就无法避免的发生一系列化学变化。

我们清楚，在化学变化中，物质发生化学变化，会产生热能、气体、甚至出现爆炸现象。从这个角度分析，那么，地球上经常出现地震，是不是在这样的条件下，这样的地理位置上，而产生了一种巨大的能量释放，导致地球的震动？

同时，地下在释放巨大能量的同时，地下含碳物质在热能作用下将进一步发生化学变化，将含有碳元素气体物质演变成固体，进而形成煤炭？根据推理分析，天然气和煤应该存在同一位置，存在于盆地、冲积平原与接壤的山系带，而地震也应发生在这样的地理位置上。这个演变过程应该是，沉积盆地与冲积平原--天然气--地震—煤炭。附下图：

如果上面的推理正确，那么，我们可以得出如下的结论：

1，地球内部出现碳元素物质的堆积，一定是通过河水的运移，经过多年的沉积、叠加，将含碳物质埋入地下，进而形成了盆地和冲积平原。

2，沉积式盆地、冲积平原，一定会产生天然气体，在化学反应的作用下形成含碳的固体、液体、气体。

3，地震所发生的地域，它的周边一定存在着一个冲击平原或盆地。冲积平原、盆地的面积大小决定了天然气、煤矿、地震的大小。

4，在其内及周边，没有盆地、冲积平原的地域，决不会发生地震。

5，如果说，盆地、冲积平原形成天然气，分析天然气移动走向，根据地质疏密程度，盆地、冲积平原的表面密度相对于山体的密度就大一些，气体移动会顺山体移动，山体结构是岩石，岩石存在缝隙，盆地、冲积平原所形成的天然气就会存储在山体内，根据天然气可燃可爆特性，就存在膨胀、爆炸可能，产生地质灾害，而震源中心多出于这样的地理位置。

6，对于大的冲积平原、沉积盆地，在它的内部和周边 ，一定存在巨量的天然气以及大的煤矿，反之，没有这样的地理位置，不会出现巨量天然气与煤矿，冲积平原大，天然气储量也大，地震也大，煤矿也大。

根据上述的结论，用事实加以验证。 根据百度搜索，复制了相关的信息资料。

三、大地震与冲积平原和盆地地域的关系

1、“汶川大地震”是否发生在冲积平原或盆地周边地域里？

汶川地震，它所包括的震区是十个最严重震点。汶川县、北川县、绵竹市、什邡市、青川县、茂县、安县、都江堰市、平武县、彭州市；

从上面这些地震位置发现，参见下图，这些震区围绕着盆西平原，也就是成都平原的北部。

网上资料显示，成都平原发育在东北—西南向的向斜构造基础上，由发源于川西北高原的岷江、沱江（绵远河、石亭江、湔江）及其支流等 8个冲积扇重叠联缀而成复合的冲积扇平原。整个平原地表松散沉积物巨厚，第四纪沉积物之上覆有粉砂和粘土，结构良好，宜于耕作，为四川省境最肥沃土壤，海拔450～750米，地势平坦。

盆西平原介于龙泉山和龙门山、邛崃山之间，北起江油，南到乐山五通桥。包括北部的绵阳、江油、安县间的涪江冲积平原，中部的岷江、沱江冲积平原，南部的青衣江、大渡河冲积平原等。

根据这些发生重灾区的位置发现，汶川县、北川县、绵竹市、什邡市、青川县、茂县、安县、都江堰市、平武县、彭州市，将这些城市依次连接，将成都平原包围了一圈，根据这些城市受到同等严重受灾情况，再根据地图，成都平原的边缘是地震中心地带。

2、鲁甸大地震是否发生在冲积平原或盆地地域里？

2014年8月3日16时30分，在云南省昭通市鲁甸县（北纬27.1度，东经103.3度）发生6.5级地震，震源深度12千米，余震1335次。

鲁甸此次地震灾区最高烈度为Ⅸ度，涉及范围面积只有90平方千米，等震线长轴总体呈北北西走向，Ⅵ度区及以上总面积为10350平方千米，共造成云南省、四川省、贵州省10个县(区)受灾，包括云南省昭通市鲁甸县、巧家县、永善县、昭阳区，曲靖市会泽县；四川省凉山彝族自治州会东县、宁南县、布拖县、金阳县；贵州省毕节市威宁彝族回族苗族自治县。

资料显示， 昭鲁坝子东起昭阳区凉风台大山脚，西至相邻的鲁甸县城稍外。总体地势西南高，东北低，面积约525平方公里，属云南四大坝子之一。坝子内丘坝相间，地势平坦， 昭鲁坝子位于云南省东北部的昭通市，昭通市西北面与四川省隔江（金沙江）相望，东南面与贵州省毕节市接壤，南面与云南省曲靖市会泽县相邻，是云南、贵州、四川三省的结合部。

昭通市境内最高海拔（巧家县药山）4040米，最低海拔（水富县滚坎坝）267米。昭鲁坝子处于昭通市的腹心地带，南北纵贯昭阳区与相邻的鲁甸县，故称昭鲁坝子。

昭鲁坝子北接壤金阳县，南接壤会泽县，南北穿越鲁甸，昭阳区，西侧对应巧家县。

结合上面的陈述和地图，就不难得出，昭鲁坝子处在8.3鲁甸大地震的中心地带。

3、秘鲁大地震是否发生在冲积平原或盆地地域里？

资料显示，亚马逊平原位于南美洲北部，亚马孙河中下游，介于圭亚那高原和巴西高原之间，西接安第斯山，东滨大西洋，跨居巴西、秘鲁、哥伦比亚和玻利维亚四国领土，面积达560万平方千米（其中巴西境内220多万平方千米，约占该国领土1/3），是世界上面积最大的冲积平原。

秘鲁当地媒体报道，当地时间24日下午18点左右（北京时间25日早6时左右），秘鲁中东部与巴西交界的马德雷德迪奥斯大区发生里氏7.5级地震。根据中国地震台网中心消息，此次地震的震级为7.7级，震源深度610公里。

秘鲁多个省份、巴西、阿根廷、智利、哥伦比亚、玻利维亚和厄瓜多尔等邻近国家的一些地区均有震感。

事实上，亚马逊平原周边地带的智利、哥伦比亚、玻利维亚和厄瓜多尔发生过多次大地震。

根据地图，这些发生大地震的国家，都处于亚马逊大平原的周边。这些国家的天然气开采量也很惊人。

4、台湾大地震是否发生在冲积平原或盆地地域里？

资料记载，台湾的台中、南投两县为921地震的重灾区。地震发生次日有统计数字表明：死亡人数逾2000人，上6534人，受困者2308人。台北县、台北市、苗栗县、台中市、彰化县、云林县等地灾情较为严重。

台南平原台湾省最大的平原，属冲积平原，其面积五千平方公里。 台北县、台北市、苗栗县、台中市、彰化县、云林县位于“台南平原”东侧，台南平原5000平方公里，921地震处在台南平原地带。

另注：

百度资料，1556年，中国陕西省南部秦岭以北的渭河流域发生的一次特大地震。华县地震之所以造成巨大损失，还与震中区位于河谷盆地和冲积平原，松散沉积物厚。

1739年1月3日晚8点左右，在平罗、银川一带发生该区有史以来最大的8级地震，地震位置处在银川平原。银川平原是黄河冲积平原，地下水埋深极浅，甚至溢积地表，地下水排泄不畅，土壤盐渍严重。

按照这样的思路分析判研，再结合卫星地图，找到世界所有的沉积盆地、冲积平原，与此地所发生的地震结合起来，就会发现：在这样的地理位置上存在各种地震，对于所有的大地震，在它的周边，或是在受灾严重地区所包围的地带，都存在各种盆地、“冲积平原”。

所有历史大地震，都存在一个共性，每一个大地震都对应着一个大的冲击平原或盆地。我们任意的拿出一个地震事件，都存在这样的现象。有地震的地区，就存在这么一个“冲积平原”，反之，没有“冲积平原”的地区及附近周边，就没有地震。 E,冲积平原，盆地会产生天然气么？

另据百度资料，2015年下半年，中国石油在四川盆地页岩气勘探获重大突破。经国土资源部审定，中国石油在四川盆地威202井区、宁201井区、YS108井区，新增含气面积207.87平方公里、页岩气探明地质储量1635.31亿立方米、技术可采储量408.83亿立方米。这是中国石油首次提交页岩气探明地质储量。

作为一种非常规天然气资源，页岩气如何实现有效勘探开发，国内没有现成经验。中国石油从2007年进行地质综合评价开始，解放思想，创新实践，创造了页岩气工业气井、页岩气“工厂化”作业平台等10多项国内第一，形成了页岩气资源评价、区块优选、快速钻进、长水平段固井、分段压裂、压裂液回收再利用技术系列，积累了以“井位部署平台化、钻井压裂工厂化、采输设备橇装化、工程服务市场化、组织管理一体化”为核心的降本增效经验，对我国规模效益开发页岩气资源将产生重要的推动作用。

截至2015年8月27日，在上述探明储量区内，已有47口气井投产，日产气362万立方米，能保障280万个三口之家用气。

对世界上每一个国家的冲积平原或盆地进行搜查，都会存在着这样现象，存在大平原或大盆地的国家地区，煤炭、天然气非常丰富，同时大地震也频发。把世界上著名的大平原拿出来，得出的结论都是一样的，不再一一例举。

经过上面的分析论证，煤矿、天然气、地质灾害的成因以及所处的地理位置已经非常清楚，所举的事例和事实完全符合文章所阐述的观点。从这个观点出发，各种矿藏的地理位置就明确了，地质灾害的成因也找到了。

上述观点对于地球的合理开发，保护地球家园，有极其深远意义。按照这个理论观点，地球多年来形成的自然灾害，可以找到相应的解决对策，避免灾害造成的生命与财产的重大伤亡和损失。从这个观点出发，还会发现地球的过去，预知地球的未来，一举突破以往很多无法解决的问题。

1、沼泽的概念

沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期积水，丛生着喜湿性植物的低洼地段。形成泥炭层堆积的沼泽称泥炭沼泽。它既不是真正的陆地，也不是水体，而是介于二者之间的过渡状态。

2、泥炭的形成与积累

植物死亡后，经生物化学作用分解、合成和聚积，当有机物堆积量超过分解量时，才会形成泥炭层。泥炭沼泽垂直剖面分三层：表层（氧化环境）、中间层（过渡海景）、底层（还原环境）。

3、植物残骸的堆积方式

以原地堆积为主，少数是异地堆积。具有工业可采意义的煤层大都是原地堆积。

泥炭沼泽

1、泥炭沼泽的类型

根据泥炭沼泽的表面形态、水源补给、营养和植被特征，可以分为三种类型：

①低位泥炭沼泽

低位泥炭沼泽潜水位较高，水源补给充足、营养丰富、植被茂盛。易堆积泥炭层。

②高位泥炭沼泽

高位泥炭沼泽潜水位较低，水源补给主要依靠降水，营养差，多为草本和苔藓，不利于泥炭层形成。

③中位泥炭沼泽

中位泥炭沼泽的状态介于上述二者之间。

2、泥炭沼泽的发育地段

①滨海平原。具有低位泥炭沼泽发育环境。

②内陆的河流、湖泊。

③山地和高原地段。

3、泥炭沼泽形成的方式

①水域转化为泥炭沼泽，又包括三种模式：

浅水缓岸湖转化为泥炭沼泽，植物生长类型具有分带现象，在泥炭形成过程中，湖水不断淤浅，植物类型也相应推移。

深水陡岸湖转化为泥炭沼泽，浮游植物死亡后，沉入湖底，转化为泥炭。

河流转化为泥炭沼泽，类似浅水缓岸湖转化模式。

②陆地沼泽化

地面上封闭的洼地可能形成沼泽。

第四节 泥炭的主要组成及性质

1、泥炭的化学组成

泥炭中除了含有大量的水分外，还包括有机质和矿物质。

①有机质。包括植物残体和腐植质。

泥炭有机质含量是指有机质占泥炭干物质总量的百分比。我国泥炭以草本泥炭为主，有机质含量占60%左右。

有机质中，C：55%，O：35%，H：6%，N：2%，S：0.3%

在泥炭有机质中，以稀碱溶液提取的物质称为腐植酸，是泥炭的特征组分，腐植酸不是单一化合物，而是由分子大小不同、结构也不同的羟基芳香羧酸组成的混合物。

②矿物质

泥炭中的矿物质主要来源于风、水流挟带的矿物质通过沉积作用，转化为泥炭的组分。常见的矿物质有石英、次生粘土矿物。元素以硅为主，其次是铁、铝、钙、镁，矿物质的另一来源是植物本身。

2、泥炭的物理化学性质

①分解度：是指植物残体由于腐解作用失去细胞结构物质的相对含量，或者是泥炭中无定形腐植质占有机质的百分含量。

②含水性

有湿度和持水量两种表示方法。泥炭湿度是指泥炭中水分占泥炭总重的百分比。持水量是指泥炭中水分占泥炭干物质重量的百分比。

③泥炭的比重和容重

泥炭的比重一般为1.4左右，藓类泥炭较轻，木本泥炭和草本泥炭偏重。无量纲。

泥炭在自然状态下的容重称湿容重，干燥后的容重称干容重。单位是g/cm

④结构和颜色

泥炭结构疏松多孔，力学稳定性差。苔藓泥炭呈海绵状，草本泥炭呈纤维状，木本泥炭为碎块状。

泥炭的颜色与植物、分解度和矿物质有关。例如，苔藓泥炭呈黄色，分解转变为腐植质呈黑色，含蓝铁矿呈蓝色，含菱铁矿呈浅绿色。

⑤泥炭的可燃性

泥炭具有可燃性，用发热量表示。我国泥炭发热量多在10-12MJ/Kg。

3、泥炭的类型

根据植物的组成，泥炭分为草本泥炭、木本泥炭和藓类泥炭。 泥炭类型 灰分含量 分解能力 酸碱度 含水量 颜色 弹性 草本泥炭 较高 较强 微酸碱性 较少 暗 较差 木本泥炭 较低 较弱 少 红褐色 差 藓类泥炭 低 弱 酸性 高 淡 强 第二章 第一节 泥炭化作用

1、泥炭化的生物化学变化可分为两个阶段：生物化学分解和生物化学合成。

①植物残骸中的有机化合物经氧化分解、水解，转化为简单的化学性质活泼的化合物。

②分解产物之间合成较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质。形成腐植酸的过程或作用称为腐植化作用，腐植化作用不是生物作用，而是在氧化环境中的化学作用。

2、凝胶化作用

植物在泥炭化过程中经历了腐植化作用后，继而将经历凝胶化作用；凝胶化作用是指植物的主要组成部分在泥炭化过程中经过生物化学变化和物理化学变化，形成以腐植酸和沥青质为主要成分的胶体物质的过程。由于植物的木质素和纤维素在物理化学性质上都属于凝胶体，吸水能力强，在还原环境中逐渐分解，细胞壁先吸水膨胀，胞腔缩小，最后完全丧失细胞结构，形成无结构胶体，或进一步转化为溶胶；当电性、酸碱性、温度变化时，产生胶体化学变化，上述物质形成凝胶状态。因为这一过程既有厌氧生物作用，又有胶体化学作用，所以又称“生物化学凝胶化作用”。

3、丝炭化作用

当沼泽表面比较干燥，氧供应充足的情况下，植物细胞壁中的木质素和纤维素在微生物参与下脱氢、脱水，碳含量增加，氧化到一定阶段后植物遗体迅速转入弱氧化或还原环境中，或被泥沙覆盖后中断氧化作用，这个过程称为丝炭化作用。

如果丝炭化过程持续进行，将可能导致植物遗体全部分解。

当植物遗体存在氧化和还原环境交替变化时，丝炭化和凝胶化作用可能交替进行。需说明的是，当丝炭化作用充分形成丝炭物质后，凝胶化作用也就终止了。

第二节 残植化作用

残植化作用是泥炭化作用中的一种特殊情况。当泥炭沼泽水流畅通时，在长期供氧充足情况下，不稳定组分被充分分解，被流水带走，稳定组分富集的过程。还有一种情况是，当沼泽潜水面下降，植物遗体没有被水覆盖而强烈氧化，造成稳定组分富集。

残植化作用的产物经煤化作用形成残植煤。

第三节 腐泥化作用

在湖泊、沼泽水深地带、海湾、浅海等水体中，低等植物藻类和浮游生物遗体在还原环境中厌氧微生物的参与下，经过复杂的生物化学变化形成富含水分的有机软泥。这个过程称腐泥化作用。

低等植物经分解、缩合和聚合，形成富水棉絮状的胶体物质，经脱水和压实，形成腐泥。腐泥的颜色一般为黄色、暗褐色和黑灰色。

第四节 泥炭成分、性质不同的影响因素

1、植物群落

木本植物富含纤维素和木质素，易形成凝胶化物质，形成的煤以光亮煤为特征；草本植物含有较多的纤维素和蛋白质，不稳定成分分解，稳定组分富集，形成富含稳定组分（壳质组）的煤，氢含量和焦油产出率高；苔藓植物能分泌防腐剂，因此苔藓类泥炭常保留较多的不稳定组分。

2、营养供应

根据植物生长的营养供应，可分为三种类型：富营养型、中营养型和贫营养型。

低位泥炭沼泽常形成富营养型泥炭，高位泥炭沼泽常形成贫营养型泥炭，中位泥炭沼泽常形成中营养型泥炭。

3、介质的酸度

酸度高不利于细菌生存，中性或弱碱性有利于细菌繁殖。

富钙的沼泽中，多以石灰岩为基底，喜氧细菌活跃，水生植物为主，形成的煤中S、N含量高，可能与硫细菌的强烈活动有关。

高位泥炭沼泽中，酸度高，加上藓类可分泌防腐剂（酚类），不利于细菌生存，所以植物的细胞结构能保存下来。

4、氧化还原条件

泥炭的表层处于氧化环境中，容易被氧化形成丝炭；泥炭的底层处于还原环境中，容易形成镜质组煤。

根据成煤的原始物质和堆积环境，煤分为三类：

①腐植类：腐植煤、残植煤。高等植物在沼泽环境中形成。

②腐植腐泥类：腐植腐泥煤。高低等植物混合，在湖泊和沼泽环境中形成。

③腐泥类：腐泥煤。低等植物和少量动物在湖泊、沼泽深水部位形成。

第三章 煤化作用及煤的变质作用类型

第一节 煤化作用的阶段和特征

1、煤化作用的两个阶段

①煤的成岩作用

泥炭形成后，由于盆地沉降，在上覆沉积物的覆盖下埋藏于地下，经压实、脱水、增碳作用，逐渐固结，经过物理化学作用转变成年轻的褐煤，称为煤的成岩作用。在成岩过程中，木质素和纤维素继续参与形成腐植酸，已形成的腐植质形成凝胶化组分。

②煤的变质作用

年轻的褐煤在较高的温度、压力和较长的时间作用下，进一步发生物理化学变化，变成老褐煤、烟煤、无烟煤和变无烟煤的过程。在这个过程中，腐植质不断发生聚合反应，稠环芳香系统的侧链减少，芳构化程度提高，分子排列更加规则。

2、煤化作用特点

①增碳化趋势。挥发分减少，碳相对含量增加。

②结构单一化趋势。泥炭阶段含多种官能团，到无烟煤阶段只含缩合芳核，最后演化为石墨。

③显微组分均一化趋势。

④具有不可逆性。

⑤发展的非线性。

⑥结构致密化，定向排列化。

第二节 煤化作用的因素

1、温度：受地热梯度的影响。

2、时间：也是重要因素。

3、压力：压力不产生化学反应，但可以使煤的物理结构发生变化。例如孔隙率、水分含量降低，密度增加，有机大分子定向排列，光的反射率增加。

第三节 煤化程度指标

煤化程度指标，也称煤化指标，煤级指标。常用的煤化程度指标如下：

①水分。一般情况下，从低煤级到中高煤级，水分减小。

②挥发分。在烟煤阶段，随煤化程度提高，挥发分降低。

③镜质组反射率。随煤化程度提高，镜质组反射率增加。

④碳含量。随煤化程度提高，C在有机质中的相对含量增加。

⑤氢含量。从无烟煤到变无烟煤阶段，氢含量降低明显。

⑥发热量。发热量与含水量有关，是低煤化阶段煤化程度指标。

⑦壳质组荧光性。壳质组荧光性与反射率互为消长，是低煤化程度指标。

⑧X射线衍射。随煤化程度提高，衍射曲线变陡，强度增加。

第四节 煤的变质作用类型

1、根据热源的类型，煤的变质作用可分为三种类型：

①深成变质作用。主要是地热引起，又称区域变质作用。

②岩浆变质作用。由岩浆侵入产生的热变质作用。

③动力变质作用。由构造运动产生的变质作用。构造运动产生的动压力不直接产生化学反应，而摩擦生热可以加速煤的变质作用。

2、希尔特定律

德国学者希尔特根据西欧煤田地质规律提出，在地层大致水平的情况下，深度每增加100米，煤的挥发分降低2.3%，即煤的变质程度随埋藏深度的增加而提高。

根据煤的煤化度，将我国所有的煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大煤类。又根据煤化度和工业利用的特点，将褐煤分成2个小类，无烟煤分成3个小类。烟煤比较复杂，按挥发分分为4个档次，即Vdaf>10～20%、>20～28%、>28～37%和>37%，分为低、中、中高和高四种挥发分烟煤。按粘结性可以分为5个或6个档次，即GR．I．为0～5，称不粘结或弱粘结煤；GR．I．>5～20，称弱粘结煤；GR．I．>20～50，称为中等偏弱粘结煤；GR．I．>50～65，称中等偏强粘结煤；GR．I． >65，称强粘结煤。在强粘结煤中，若y>25mm或b>150%(对于Vdaf>28%，的肥煤，b>220%)的煤，则称为特强粘结煤。参见GB5751-1986。各类煤的基本特征如下：

(1)无烟煤(WY)。无烟煤固定碳含量高，挥发分产率低，密度大，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。01号无烟煤为年老无烟煤；02号无烟煤为典型无烟煤；03号无烟煤为年轻无烟煤。如北京、晋城、阳泉分别为01、02、03号无烟煤。

(2)贫煤(PM)。贫煤是煤化度最高的一种烟煤，不粘结或微具粘结性。在层状炼焦炉中不结焦。燃烧时火焰短，耐烧。

(3)贫瘦煤(PS)。贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。结焦较典型瘦煤差，单独炼焦时，生成的焦粉较多。

(4)瘦煤(SM)。瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。在炼焦时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭，但焦炭的耐磨性较差。

(5)焦煤(JM)。焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，其耐磨性也好。但单独炼焦时，产生的膨胀压力大，使推焦困难。

(6)肥煤(FM)。肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭，其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。缺点是单独炼出的焦炭，横裂纹较多，焦根部分常有蜂焦。

(7)1/3焦煤(1/3JM)。1/3焦煤是新煤种，它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤，又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。

(8)气肥煤(QF)。气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类，有的称为液肥煤。炼焦性能介于肥煤和气煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。

(9)气煤(QM)。气煤是一种煤化度较浅的炼焦用煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤，能够单独炼焦。但焦炭多呈细长条而易碎，有较多的纵裂纹，因而焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较其他炼焦煤差。

(10)1/2中粘煤(1/2ZN)。1/2中粘煤是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭，可作为炼焦配煤的原料。粘结性较差的一部分煤在单独炼焦时，形成的焦炭强度差，粉焦率高。

(11)弱粘煤(RN)。弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时，产生较少的胶质体。单独炼焦时，有的能结成强度很差的小焦块，有的则只有少部分凝结成碎焦屑，粉焦率很高。

(12)不粘煤(BN)。不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热时，基本上不产生胶质体。煤的水分大，有的还含有一定的次生腐植酸，含氧量较多，有的高达10%以上。

(13)长焰煤(CY)。长焰煤是变质程度最低的一种烟煤，从无粘结性到弱粘结性的都有。其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。贮存时易风化碎裂。煤化度较高的年老煤，加热时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭，但强度极差，粉焦率很高。

(14)褐煤(HM)。褐煤分为透光率Pm30～50%的年老褐煤两小类。褐煤的特点为：含水分大，密度较小，无粘结性，并含有不同数量的腐植酸，煤中氧含量高。常达15～30%左右。化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重。存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。发热量低，煤灰熔点也低，其灰中含有较多的CaO，而有较少的Al2O3。

无烟煤：高固定碳含量，高着火点（约360～420℃）,高真相对密度（1.35～1.90）,低挥发分产量和低氢含量。除了发电外，无烟煤主要作为气化原料（固定床气化发生炉）用于合成氨、民用燃料及型煤的生产等。一些低灰低硫高HGI的无烟煤也用于高炉喷吹的原料。 贫煤：煤烟中煤级最高的煤，它的特征是：较高的着火点（350—360℃），高发热量，弱粘结性或不粘结。贫煤主要用于发电和电站锅炉燃料。使用贫煤时，将其与其他一些高挥发分煤配合使用也不失为一个好的途径。 贫瘦煤：挥发分低，粘结性较差，可以单独用来炼焦。当与其他适合炼焦的煤种混合时，贫瘦煤的掺入将使焦炭产品的块度增大。贫瘦煤也可用于发电、电站锅炉和民用燃料等方面。典型的贫瘦煤产于山西省西山煤电公司。 瘦煤：中度的挥发分和粘结性，主要用于炼焦。在炼焦过程中可能会产生一些胶质物，胶质层的厚度为6—10mm。由瘦煤单独炼焦产生的焦炭，机械强度较高但耐磨强度相对较差。除了那部分高灰高硫的瘦煤，瘦煤经常与其他煤种混合炼焦。 焦煤：有很强的炼焦性，中等的挥发分（约16％—28％），焦煤是国内主要用于炼焦的煤种。由焦煤炼成的焦炭具有非常优良的性质，焦煤主要产于山西省和河北省。 肥煤：中等或较高的挥发分（约25％—35％）和很强的粘结性，主要用于炼焦（一些高灰高硫的肥煤用来发电）。与其他煤级的煤相比，肥煤一般具有较高的硫含量。 1/3焦煤：介于焦煤、气煤和肥煤之间，具有较高的挥发分（类似于气煤），较强的粘结性（类似于肥煤）和很好的炼焦性（类似于焦煤），这也是它被称为1/3焦煤的原因。1/3焦煤由于其产量高而主要用于炼焦和发电。 气肥煤：高挥发分（接近于气煤）和强的粘结性（接近于肥煤），它适用于焦化作用产生的城市燃气和与其他煤种混合炼焦以增加煤气、焦油等副产品的产量。气肥煤的显微组成与其他煤种有很大的差异，壳质组的含量相对较高。 气煤：很高的挥发分和中度的粘结性，主要用于炼焦和发电。典型的气煤产于辽宁省。 1/2中粘煤：过度煤级的煤，在中国它只有很小一部分的储量和产量。其特征与一些气煤和弱粘煤类似。 弱粘煤:煤化程度较低或中等煤化程度的煤，其粘结性很差，不能单独用于炼焦。由于其特殊的成因，弱粘煤具有较高的惰性组含量。典型的弱粘煤产于山西省大同市。 不粘煤：早期煤化阶段曾被氧化过，因此它具有低发热量的特点。主要用于发电、气化和民用燃料等。不粘煤主要产于中国的西北部地区。 长焰煤：煤化程度是所有烟煤中最低的。由于其燃烧时火焰较长而被称为长焰煤。主要用于发电、电站锅炉燃料等。辽宁省的长焰煤储量是全国最大的。 褐煤：所有煤中最低级的煤，其特征是高水分，高氧含量（约15％—30％），并含有一些腐植酸。主要用于发电和气化。 附加:中国的煤炭资源 （1）煤炭种类 在漫长的地质演变过程中，煤田受到多种地质因素的作用；由于成煤年代、成煤原始物质、还原程度及成因类型上的差异，再加上各种变质作用并存，致使中国煤炭品种多样化，从低变及程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。按中国的煤种分类，其中炼焦煤类占27．65％，非炼焦煤类占72．35％，前者包 括气煤（占13．75％），肥煤（占3．53％），主焦煤（占 5．81％），瘦煤（占4．01％），其它为未分牌号的煤（占 0．55％）；后者包括无烟煤（占10．93％），贫煤（占5．55 ％）， 弱碱煤（占1．74％），不缴煤（占13．8％），长焰煤（占 12．52％），褐煤（占12．76％），天然焦（占0．19％），未分牌号的煤（占13．80％）和牌号不清的煤（占1．06％）。 （2）煤质特征 判别煤炭质量优劣的指标很多，其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。一般陆相沉积，煤的灰分、硫分普遍较低；海陆相交替沉积，煤的灰分、硫分普遍较高。 中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区，侏罗纪煤田为陆相沉积，煤的灰分一般为 10％～20％，有的在10％以下，硫分一般小于1％，东北地区硫分普遍小于0．5 ％。 中国北方普遍分布的石灰纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖北的梁山煤系等属海陆交替沉积的煤，灰分一般达15％～25％，硫分一般高达2％～5％。 广西合山、四川上寺等地的晚二叠纪煤层属浅海相沉积煤，硫分可高达6％～10％以上。 据统计，中国灰分小于10％的特低灰煤仅占探明储量的17％左右。大部分煤炭的灰分为10％～30％。 硫分小于1％的特低硫煤占探明储量的43．5％以上，大于4％的高硫煤仅为2．28％。 中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤，低灰和低硫煤很少。 炼焦用煤的灰分一般都在20％以上；硫分含量大于2％的炼焦用煤占20％以上。中国炼焦用煤的另一大特点是：硫分越高，煤 的动结性往往越强，其可选性一般较差。 中国褐煤多属老年褐煤。褐煤灰分一般为20％～30％。东北地区褐煤硫分多在1％以下，广东、广西、云南褐煤硫分相对较高，有的甚至高达8％以上。褐煤全水分一般可达20％～50％，分析基水分为10％~20％，低位发热量一般只有11．71～16．73MJ／kg。 中国烟煤的最大特点是低灰、低硫；原煤灰分大都低于15％，硫分小于1％。部分煤田，如神府、东胜煤田，原煤灰分仅为3％一5％，被誉为天然精煤。烟煤的第二个特点是煤岩组分中丝质组含量高，一般在40％以上，因此中国烟煤大多为优质动力煤。中国贫煤的灰分和硫分都较高，其灰分大多为15％-30％，流分在1．5％-5％之间。贫煤经洗选后，可作为很好的动力煤和气化用煤。 中国典型的无烟煤和老年无烟煤较少，大多为三号年轻无烟煤，其主要特点是，灰分和硫分均较高，大多为中灰、中硫、中等发热量、高灰熔点，主要用作动力用煤，部分可作气化原料煤。

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中国煤炭分类国家标准中各类煤的特征

新制定的中国煤炭分类国家标准，首先根据煤的煤化程度，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类。烟煤部分按挥发分大于10～20％、大于20～28％、大于28～37％和大于37％的4个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。关于烟煤粘结性，则按粘结指数G区分：0～5为不粘结和微粘结煤。大于50～65为中等偏强粘结煤，大于65则为强粘结煤。对于强粘结煤，又把其中胶质层最大厚度y值大于25mm或奥亚膨胀度b大于150％（对于Vdaf大于28％的烟煤，b大于220％）的煤定为特强粘结煤。这样，在烟煤部分，可分为24个单元，并用相应的数码表示。编号的十位数中，1～4代表煤的煤化程度，编号的个位数中，1～6表示煤的粘结性。在这24个单元中，再按同类煤性质基本相似，不同煤性质有较大差异的分类原则将部分单元合并为12个类别。再煤类的命名上，考虑到新旧分类的延续性和习惯叫法，仍保留气煤、肥美、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。

为使同一类煤性质基本一致，新的煤炭分类国家标准增加了4个过度性煤类：贫瘦煤、1/2中粘煤、1/3焦煤和气肥煤。贫瘦煤是指粘结性较差的瘦煤，以区别于典型的瘦煤。1/2粘结煤是由原分类中一部分粘结性较好的弱粘煤和一部分粘结性较差的飞焦煤和肥气煤组成。1/3焦煤是由原分类中一部分粘结性较好的肥气煤和肥焦煤组成。这类煤是焦煤、肥美和气煤中间的过渡煤类，也具有这3类煤的一部分性质，但结焦性较好是公认的。气肥煤再原分类中属肥煤大类，但它的结焦性比典型肥煤要差得多，故新得煤炭分类国家标准将它单独列为一类。这样就克服类原分类方案中同类煤性质差异较大得缺陷。如气煤一号和肥气煤二号再性质上由明显差异，将它们为同一类别很不合理。新得分类国家标准将这些具有过渡性质得煤单独列为一类，从而有利于煤得合理使用。

新的分类国家标准对各类煤的若干特征表述如下：

1、无烟煤（WY）

挥发分低，固定碳高，比重大，纯煤真比重最高可达1.90，燃点高，燃烧时不冒烟。对这类煤，可分为：01号为老年无烟煤；02号为典型无烟煤；03号为年轻无烟煤，无烟煤主要是民用和制造合成氨的造气原料，低灰、低硫和可磨性好的无烟煤不仅可以做高炉喷吹及烧结铁矿石用的燃料，而且还可以制造各种碳素材料，如碳电极、阳极糊和活性碳的原料，某些优质无烟煤制成航空用型煤还可用于飞机发动机和车辆马达的保温。

2、贫煤（PM）

变质程度最高的一种烟煤，不粘结或微弱粘结，在层状炼焦炉中不结焦，燃烧时火焰短，耐烧，主要是发电燃料，也可作民用和工业锅炉的掺烧煤。

3、贫瘦煤（PS）

粘结性较弱的高变质、低挥发分烟煤，结焦性比典型瘦煤差，单独炼焦时，生成的焦粉甚少。如在炼焦配煤中配入一定比例的这种煤，也能起到瘦化作用，这种煤也可作发电、民用及锅炉燃料。

4、瘦煤（SM）

低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。焦化过程中能产生相当数量的焦质体。单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦煤，但这种焦碳的耐磨强度稍差，但2炼焦配煤使用，效果较好。这种煤也可作发电和一般锅炉等燃料，也可供铁路机车掺烧使用。

5、焦煤(JM)

中等或低挥发分的以及中等粘结或强粘结性的烟煤,加热时产生热稳定性很高的胶质体,如用来单独炼焦,能获得块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦煤。这种焦煤的耐磨强度也很高。但单独炼焦时，由于膨胀压力大，易造成推焦困难，一般作为炼焦配煤用，效果较好。

6、1/3焦煤（1/3JM）

中高挥发分的强粘结性煤，是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤种，单炼焦时能生成熔融性良好、强度较高的焦煤，炼焦时这种煤的配入量可在较宽范围内波动，但都能获得强度较高的焦炭，1/3焦煤也是良好的炼焦配煤用的基础煤。

7、肥煤（FM）

中等及中高挥发分的强粘结性的烟煤，加热时能产生大量的胶质体。肥煤单独炼焦时，能生成熔融性好、强度高的焦炭，其耐磨强度也比焦煤炼出的焦炭好，因而是炼焦配煤中的基础煤。但单独炼焦时，焦炭上有较多的横裂纹，而且焦根部分常有蜂焦。

8、气肥煤（QF）

一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性肥煤，有人称之为“液肥煤”。这种煤的结焦性介于肥煤和气煤之间。单独炼焦时能产生大量气体和液体化学产品。气肥煤最适于高温干馏制煤气，也可用于配煤炼焦，以增加化学产品产率。

9、气煤（QM）

一种变质程度较低的炼焦煤。加热时能产生较多的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤，也能单独炼焦，但焦炭的抗碎强度和耐磨强度均稍差于其它炼焦煤，而且焦炭多呈长条而较易碎，且有较多的纵裂纹。在配煤炼焦时多配入气煤，可增加气化率和化学产品回收率，气煤也可以高温干馏来制造城市煤气。

10、1/2中粘煤（1/2ZN）

一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。这种煤有一部分在单煤炼焦时能生成一定强度的焦炭，可作为配煤炼焦的煤种；粘结性较弱的另一部分单独炼焦时，生成的焦炭强度差，粉焦率高。因此，1/2中粘煤可作为气化用煤或动力用煤，在配煤炼焦中也柯适量配入。

11、弱粘煤（RN）

一种粘结性较弱的低变质到中等变质程度的烟煤，加热时，产生的胶质体较少，炼焦时，有的能生成强度很差的小块焦，有的只有少部分能结成碎屑焦，粉焦率很高，因此，这种煤多适于作气化原料和电厂、机车及锅炉的燃料煤。

12、不粘煤（BN）

多是在成煤初期就已经受到相当氧化作用的低变质到中等变质程度的烟煤，加热时基本上不产生胶质体。这种煤的水分大，有的还含有一定量的次生腐植酸；含氧量有的高达10%以上。不粘煤主要作气化和发电用煤，也可作动力和民用燃料。

13、长焰煤（CY）

变质程度最低的烟煤，从无粘结性到弱粘结性的均有，最年轻的长焰煤还含有一定数量的腐植酸，贮存时易风化碎裂。煤化度较高的长焰煤加热时还能产生一定数量的胶质体，结成细小的长条形焦炭，但焦炭强度甚差，粉焦率也相当高，因此，长焰煤一般作气化、发电和机车等燃料用煤。

14、褐煤（HM）

分为两小类：透光率PM大于30~50%的年老褐煤和PM小于或等于30%的年轻褐煤。褐煤的特点是：水分大，比重小，不粘结，含有不同数量的腐植酸。煤中含氧量常高达15~30%左右，化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重，存放在空气中易风化变质、碎裂成小块乃至粉末状。发热量低，煤灰熔点也大都较低，煤灰中常含较多的氧化钙和较低的三氧化二铝。因此，褐煤多作为发电燃料，也可作气化原料和锅炉燃料。有的褐煤可作来制造磺化煤或活性碳，有的可作为提取褐煤蜡的原料。另外，年轻褐煤也适用于制作腐植酸铵等有机肥料，用于农田和果园，能促进增产。

埋在地下的煤炭也跟太阳有关系，用文中的句子回答：因为煤炭是由远古时代的植物埋在地层底下变成的。

原文如下：太阳虽然离我们很远很远,但是它和我们的关系非常密切。有了太阳，地球上的庄稼和树木才能发芽、长叶、开花、结果，鸟、兽、虫、鱼才能生存、繁殖。如果没有太阳,地球上就不会有植物,也不会有动物。我们吃的粮食、蔬菜、水果、肉类,穿的棉、麻、毛、丝,都和太阳有密切的关系。埋在地下的煤炭,看起来好像跟太阳没有关系,其实离开太阳也不能形成,因为煤炭是由远古时代的植物埋在地层底下变成的。

煤炭的形成：

在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后， 由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。

煤的形成年代

在整个地质年代中，全球范围内有三个大的成煤期：　

(1)古生代的石炭纪和二叠纪，成煤植物主要是孢子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。　

(2)中生代的侏罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。　

(3)新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。

煤矿稀薄程度的形成

一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快，植物遗骸堆积得厚，这座煤矿的煤层就厚，反之，地壳下降的速度缓慢，植物遗骸堆积的薄，这座煤矿的煤层就薄。

过度开采煤炭的危害：

煤炭开采带来的环境污染和生态破坏问题日益突出，主要表现在：

1、地面水下跌

由于在煤炭开采过程中矿井水大量外排，导致地下水位下降，引起地面水下跌。

2、地层错动与地表下沉

由于煤矿井下水大量外抽，矿井上底承载能力下降，加上大部分小窑煤井在开采过程中，没有采取预留煤柱等预防措施，有的小窑煤井甚至对国有煤矿预留煤柱肆意采挖、破坏，导致地层错动，地表下沉。

3、地面水受到污染

矿井废水中悬浮物等污染物浓度较高，特别是流经含硫铁矿煤层的矿井水，酸性很大。据南坑镇水仔边一带矿区的矿井废水抽样检测，其悬浮物浓度平均值为280毫克／升，化学耗氧量浓度平均值为530毫克／升，硫酸根离子浓度高达2500毫克／升，最低PH值仅为2．7。这类矿井废水如不经处理就外排，将严重污染地面水体，淤塞河道和农田渠道，造成土壤板结，对农作物影响很大。

4、煤矸石占地及风化污染问题

煤矿排出的煤矸石一般都就近堆放。随着堆存量的不断增加，堆场的占地面积也逐年扩大。煤矸石经风化、雨蚀、自燃后，其表面的风化层物质在风力作用下进人大气，严重污染大气环境。下雨天，在雨水的冲刷下，会携带其表层的小颗粒物质流入河道，同时还会将煤矸石伴生的硫铁矿中的硫离子和亚铁离子等浸取出来，污染水体环境。

5、对森林植被的破坏

煤炭开采需要大量木材，按万吨煤炭产量平均消耗坑木150立方米计算。全市仅煤炭开采业一年就需消耗木材约10万立方米，如此大的木材缺口迫使煤矿多渠道收购木材，客观上助长了乱砍滥伐，使育伐比例失调。同时，由于地下水位下降，地表含水层含水量减少，也使植被生长受到影响。

6、二次扬尘污染问题

煤炭有相当一部分靠汽车运输，撒漏现象非常严重，大量煤炭流失，使街道煤尘飞扬。

众所周知，煤是由植物变成的，但怎么证明煤是植物变成的呢？

地质学家在煤层的顶板、底板与煤层中找到了大量的植物化石，还发现了被压扁了的煤化树干，在其横断面上可以看到十分清晰的植物年轮。如果把煤做成薄片在显微镜下观察，还可以看到植物细胞组织的残留痕迹以及孢子、花粉、树脂、角质层等植物遗体。在我国东北著名的抚顺煤矿的煤层中发现有大量的琥珀，有的当中还包裹着完整的昆虫化石。这些琥珀就是由原来的树林分泌的树脂变成的。所有这些都有力地证明了煤是由植物遗体堆积转化而来的。因为煤是由植物演变而成，所以还应当进一步了解植物又是怎样形成与演化的，这对理解煤的生成过程会更深刻。

（一）植物的形成、发展与演化

植物的形成与演化在地球发展历史上经历了一个漫长的时期。地球的诞生距今已有 46 亿年了，经历了不同的发展阶段。46 亿年到 38 亿年期间是地球的天文演化阶段，是地球原始地壳的形成阶段，是特殊的地球早期史时期，从生物演化角度在地质历史上称作冥古宙，迄今了解程度最差，对地球的了解多数只是推测。38 亿到 25 亿年期间是具有明确地史纪录的初始阶段，地质历史上称作太古宙，地球上诞生了生命。关于生命的起源问题，目前仍然处于不断探讨和逐步深入阶段。基本有两种倾向性认识：一种认为是起源于地球自身的演化过程，由无机物 C、H、O、N、S 等元素逐步演化而成；另一种认为生命起源于其他星体，后来才被带到地球上来的。生命出现后，经历了漫长的演变进化，逐渐出现了动植物。在漫长的不同地质历史时期，曾出现过千姿百态的植物，有的已经绝灭了，成为地史上的过客，有的延续至今，一直为我们的地球披着浓重的绿装。古生物学家把植物的演化和发展划分成四个阶段。

1. 菌藻植物阶段

在西澳大利亚 34 亿～ 35 亿年的沉积岩中发现的丝状、链状细胞，可能代表了最早的菌、藻类生物体。25 亿至 5.7 亿年间，地史上称作元古代，经过漫长的生物进化过程，出现了大量的微古植物和叠采石，既有原核生物又有真核生物。在元古代的末期地史上称作震旦纪时期出现了动物，各种藻类进一步发展，有的地区由此而形成了最初的低级煤线层。到了大约 5.7 亿年至 5 亿年间，地史上称作寒武纪，藻类有了更大的发展，不仅在种类上繁多，有蓝藻、红藻和绿藻，而且在数量上更加繁荣，足可以形成一定规模的藻类煤层。

2. 蕨类植物阶段

藻类植物的演化进步，在地史大约4.4亿年的奥陶纪末期出现了蕨类植物；到了4亿～3.5亿年间的志留纪末泥盆纪初，蕨类植物得到了大发展，从海生转到陆生，裸蕨植物是世界上第一个登上陆地的植物群。自晚泥盆世至早二叠世，裸蕨植物的后代壮大发展，出现了石松植物、真蕨植物等，它们开始有明显的根、茎、叶的分化，输导系统进一步发展为管状中柱和网状中柱。有些植物（如种子蕨）具有大型叶，从而扩大了光合作用的面积。晚泥盆世地球上已出现大面积的植物群，乔木型植物比较普遍。石炭纪全球出现了不同的植物地理区，地层中还可发现苏铁、银杏、松柏等裸子植物化石。当时的各种植物在适宜的环境中大量繁殖堆积，形成煤层。中石炭世至早二叠世是全球最重要的成煤时期（图 5-1-1）。

3. 裸子植物阶段

晚二叠世至早白垩世，裸子植物获得空前发展。由于地壳运动加剧，古气候、古地理环境发生明显变化，蕨类植物和早期裸子植物衰减，新生的裸子植物逐渐繁荣起来。它们一般都具有大型羽状复叶，树干高大。在所发现的松柏类化石中，科达树高度可达 20 ～ 30 米，树顶浓密的枝叶组成茂盛、庞大的树冠。这一时期也成为地史上重要的聚煤阶段。

4. 被子植物阶段

在植物界的家族中，被子植物是出现较晚的成员。可靠的被子植物化石见于早白垩世的晚期，到晚白垩世被子植物化石已很普遍，说明它们对陆地环境有很强的适应能力。进一步进化发展，被子植物逐渐开始排挤裸子植物，进入第三纪就占有绝对统治地位了。被子植物已经具有完善的输导组织和支持组织，生理机能大大提高了。今天的被子植物分布极其广泛，无论是寒带还是热带，到处都可以找到被子植物的踪迹，被子植物约有 27 万多种，数量占整个植物界的一半还多。

植物的繁盛，为煤层的形成提供了物质条件，是先决因素。但有了植物不一定就能变成煤。煤的形成是有条件的，是许多地质因素综合作用的结果。既要有适宜的气候，大量植物繁殖的条件；又要有适宜的堆积场所，有很好的覆盖层把它盖起来，处在一个缺氧的还原环境下。所有这些条件缺一不可，而这些条件都是受到地壳运动控制的，大致可从成煤环境和成煤过程两方面来说明。

（二）成煤环境

成煤环境大致由沉积环境即煤盆地的形成与发展、气候、植物等条件构成。

1. 沉积环境即煤盆的形成与发展

群山环绕中间低洼的地貌被称为盆地。盆地是地壳运动的历史产物。地壳运动使地壳结构不断地变化和发展，引起各种各样的地质作用，形成各种各样的地壳变形，控制着地球表面海陆的分布。地壳的某些部分受到强烈的构造运动后形成大规模的褶皱中的沉降带，或者形成与一系列隆起带相间排列的沉降带，或者由断裂构造控制的断陷带，统称构造盆地。还有由侵蚀作用形成的侵蚀洼地，称作侵蚀盆地。构造盆地与侵蚀盆地都是地壳相对下陷的沉积盆地。我们把含有煤线或煤层的沉积盆地称为含煤盆地或成煤盆地。含煤盆地是沉积盆地的一种。在新疆，著名的盆地有塔里木盆地、准噶尔盆地、吐鲁番盆地、伊犁盆地等。由于构造运动的不同而致使盆地类型多种多样。构造盆地大致可分为波状凹陷盆地和断裂凹陷盆地。波状凹陷盆地主要是由震荡为主的运动所造成，其特点是沉降的差异性较小，凹陷盆地的基底连续性较好。断裂凹陷盆地主要是由以间歇沉降为主的运动所造成，沉降运动的差异性比较大，凹陷盆地的基底连续性较差。

波状凹陷盆地内形成的煤及其他沉积层（含煤建造）一般厚度都不大，但比较稳定，常常呈现着自凹陷边缘向中心逐渐增厚的趋势。含煤建造的岩性、岩相和煤层变化也比较少，在大范围内常有一定的变化规律。形成的煤层多以薄煤层和中煤层为主，有时也有厚煤层出现。

断裂凹陷盆地内形成的含煤建造一般岩性、岩相和煤层不稳定，厚度变化比较大，可达数百米至数千米，常形成厚煤层。变化大的原因与凹陷盆地基底的沉降差异有关。如果凹陷盆地的断裂构造比较简单，仅发育凹陷盆地的一侧或两侧，凹陷盆地的基底运动差异比较小，则含煤建造的厚度、岩性、岩相和含煤性变化也不大。如果凹陷盆地的断裂构造比较复杂，不仅发育于凹陷的一侧或两侧，而且在凹陷内部断裂构造的发育也极其复杂，常为一系列的地堑、地垒和各种断块所组成。当凹陷盆地的基底沉降时，由于各个断块沉降不均匀，因而凹陷盆地的基底沉降的差异就比较大，含煤建造的厚度、岩性、岩相和含煤性的变化也就比较大。常常在短距离内就迅速发生变化，煤层层数由几层到数十层，煤层厚度可由几米迅速变化到几十米甚至上百米。煤层的分叉和尖灭现象也很突出，对应煤层的可比性较差（图 5-1-3、图 5-1-4）。

在波状凹陷盆地与断裂凹陷盆地之间往往还存在着一系列的过渡类型，特别是在一些大型的聚煤凹陷盆地多兼有两者的特征。波状凹陷盆地和断裂凹陷盆地在空间的分布上常常结合在一起同时出现，在时间的演变上则相互转化。例如在新疆准噶尔盆地中生代聚煤盆地中，三叠纪和早、中侏罗世含煤建造沉积时，靠近南部天山的山前部分是一个断裂凹陷盆地。但是到了晚侏罗世和白垩纪的地层沉积时，南部的断裂凹陷盆地基本上停止了活动，使原来兼有断裂凹陷和波状凹陷的断裂凹陷盆地，发展成为一个统一的波状凹陷盆地。一般来讲，从盆地边缘到中心成煤的厚度由薄到厚逐渐增加，但由于地壳构造运动的复杂性、不均匀性、时差性，造成聚煤盆地类型的过渡性与多样性，聚煤盆地的中心就发生了迁移变化，形成多个不同的沉积中心，使沉积的煤层厚度也发生了复杂的变化。这种现象不仅在一些大的成煤盆地中有所表现，在一些较小的成煤盆地中也有所显示。比如在大的盆地的中心是一个沉积中心，但随着一侧沉降的较强烈，而另一侧沉降的较缓慢、微弱；或因一侧上升的缓慢、微弱，而另一侧上升的剧烈，沉积中心都向相对沉降较快的一侧迁移，而相对上升的部分较老的沉积物可能遭到剥蚀。还由于在某些盆地的原始基地即盆地的沉积底部初始地形就比较复杂，高低不平，在大盆地内常常形成一些互相隔离的多个小型盆地或谷地；如果又具备了成煤条件，会形成多个聚煤中心，使煤层厚度发生变化（图 5-1-5）。随着沉积的不断进行，致使各个小型盆地填平补齐，构成一个统一大的盆地，形成一个新的统一的沉积中心。由于后来地壳运动的加快，原来多个聚煤小盆地面积不断扩大，形成了更大的统一的聚煤盆地，这也可能形成其上部煤层统一下部分布不连续的多个聚煤中心。聚煤中心的迁移是个多见的现象。在新疆准南煤田，早侏罗纪的聚煤中心在阜康一带，而到了中侏罗纪聚煤中心则向西迁移到乌鲁木齐至玛纳斯一带。一般来说，聚煤中心与沉积中心是一致的，但是由于含煤建造形成时受地壳运动的影响具有分带性，沉积中心随时间的变化具有水平迁移现象。沉积中心的沉降速度大于植物堆积速度时，就会被泥砂所充填，使煤层在沉积中心位置分叉甚至尖灭。而沉积中心的边部沉降速度保持平衡的地方，就是煤层沉积最厚的地方，也就是聚煤中心形成的地方，这样聚煤中心就和沉积中心不一致。

由于成煤后构造运动的影响，使已经形成的含煤盆地发生褶皱、断裂、甚至隆起。褶皱构造常常表现为背斜和向斜，断裂则使煤层或地层发生错位及位移形成断层。因此形成煤的含煤盆地与现在我们看到的沉积盆地面貌不完全一样，有的甚至是翻天覆地的变化（图 5-1-6、图5-1-7、图 5-1-8、图 5-1-9、图 5-1-10、图 5-1-11、图 5-1-12）。

含煤盆地形成后一般又经历了复杂的变化。这是由于，在地质发展历史中，由于内力与外力的作用，组成地壳的岩层不断地进行着改造与建造。地壳构造运动使部分地壳上升，也使另外部分地壳下降。上升部分的地壳岩层不断遭受到风化剥蚀，被流水冲刷，被风吹蚀；下降部分的低洼盆地不断接收沉积。这种旧岩层的不断毁坏和新岩层的不断形成，可能在同一个盆地中反复进行，形成了具有成生联系的沉积岩系即沉积建造。当盆地具有适宜煤生成的气候、植物条件，就形成了含有煤层的具有成生联系的沉积岩系，称其为含煤建造，有人称为煤系地层。含煤建造有浅海相沉积，很少有深海相沉积；有山麓相、冲击相、湖泊相、沼泽相和泥炭沼泽相，很少有冰川、沙漠相沉积；有滨海三角洲相、 湖海湾相、砂咀、砂坝、砂洲相。所以含煤建造可分为近海型含煤建造和内陆型含煤建造。近海型建造可进一步分为浅海型、滨海平原型、狭长海湾型。内陆型含煤建造可细分为内陆冲积平原型、内陆盆地型、内陆山间盆地型。各种类型的含煤建造都有其自身的特点，组成含煤建造的岩相、岩性、含煤性都不一样。我国除一些早古生代生成的含煤建造为海相外，以后的地质时代绝大多数的含煤建造由陆相所组成，或是由陆相、过渡相和浅海相沉积所组成。因此含有陆相沉积，特别是含有沼泽相和泥炭沼泽相沉积，是我国主要含煤建造岩相组成的一个重要特点。新疆的含煤建造几乎没有浅海相沉积，过渡相沉积也很少见。

从各个含煤盆地的含煤建造的不同，也可以看出煤盆地的形成是复杂的。从含煤建造所反映出的古气候、古植物和古地理环境的不同，可以看出成煤的环境有浅海环境，有内陆湖泊及河流三角洲环境，有海湾、 湖、滨海三角洲等海陆二者的过渡环境；成煤盆地大至海盆，到海盆湖泊的过渡，到湖盆，小到山间洼地，大小悬殊，形态各异，多种多样，盆地环境千姿百态。

盆地为煤的生成提供了环境条件，也就是说煤的生成必须要有盆地的形成，但有了盆地不是都可以形成煤。当地壳强烈运动，快速上升部分就会形成高山峻岭，急剧下降部分就会形成汪洋大海、深水湖泊，都不利于煤的沉积形成。只有在地壳运动处于缓慢下降的小幅振荡过程中，在盆地泥炭沼泽接受植物遗体堆积的速度与盆地下降的速度基本平衡，堆积的植物遗体及时补偿、充填了地壳下降造成的空间，使盆地长期保持泥炭沼泽的条件，才利于煤的形成。这种基本平衡的条件持续的时间越长，堆积的泥煤层就越厚，就可以形成很厚的煤层，有的单层煤厚度可达几十米甚至上百米。如果地壳运动下降速度超过了泥炭堆积的速度，盆地的水就会加深，泥炭沼泽的环境就会转化为湖泊或海洋，不宜植物的生长，缺少成煤的物质条件，形不成煤，而形成泥沙、灰岩等沉积物的覆盖层。如果地壳运动上升的速度超过了泥炭沼泽的堆积速度，不仅不能继续进行泥炭的堆积，而且随着上升的进一步加剧，原已堆积的泥炭层发生剥失而形不成煤层。如果上升、相对稳定、下降交替出现，就能形成多层煤层，有的煤盆可形成几十层煤。因此，一个含煤盆地中的煤层的厚薄、煤层的多少与厚薄的变化，都与成煤时的地壳运动有密切的关系。

2. 气候植物环境

成煤环境必须是在盆地或浅海边缘、海湾、 湖、内陆湖泊及河流低洼泥炭的沼泽中（图5-1-13），既有原地生长的植物，又有从盆地外被流水搬运来的异地植物。在这样的环境中，气候要多雨湿润，适宜各类植物及其他生物的大量繁殖生长。成煤要经历上百万年千万年甚至亿年的过程，在地史上是个较短的阶段，但对于人类来讲是个非常漫长的过程。在这样长的时期，大面积茂密的植物只要生生不息，新陈代谢，一万年长盛不衰，一年堆积 0.1 毫米，10 万年就可堆积 100 米，再经历成煤成岩作用的压缩，形成数米几十米的煤层完全可能，何况成煤的过程往往经历上百万年。新疆大约在一亿九千五百万年前至一亿三千七百万年前的侏罗纪，结束了古海洋和海陆交互环境，形成内陆湖泊环境，尤其在新疆的北部和东部，内陆湖泊更为广泛，气候更加温暖湿润，植物生长茂盛，在河流和湖泊边缘地带，形成大面积的湿地，生长着茂密的植物，以银杏植物门、苏铁植物门和松柏植物门等裸子植物的发展达到了高峰，成为丰富的源源不断的成煤植物主体。当时真蕨植物也很繁盛，锥叶蕨迅速地发展起来，空前茂盛；恐龙等大型动物也很盛行。伴随缓慢下降且频繁振荡的地壳构造运动，在准噶尔盆地、吐鲁番盆地、哈密盆地和伊犁盆地等山间盆地，形成了大面积的沼泽和植物堆积。这些堆积的植物成煤后，在准噶尔盆地南缘形成的煤层有数十层，厚度可达一百多米，有的单层煤厚度就达六七十米。

（三）成煤过程

植物之所以能变成煤，要在特定的条件下经过一系列的演化过程。这个过程叫成煤过程，大体分为三个阶段。

1. 泥炭化作用阶段

在温暖潮湿的适宜气候条件下，在相对稳定的大面积的近海、滨湖、 湖、沼泽盆地环境中，植物不断地繁殖、生长、死亡，其遗体堆积在水中。生物（也有少量动物）遗体受到水体的浸没与空气隔绝，在缺氧的还原环境下，不会很快腐烂掉，因而日积月累，层层叠叠，厚度不断增加，不断地压实。压实的植物堆积层在微生物的作用下，植物遗体不断地分解、化合，就形成了泥炭层。植物形成泥炭的生物化学过程大体分为两个阶段，先是植物遗体中的有机化合物，经过氧化分解和水解作用，化为简单的化学性质活泼的化合物；之后是分解物进一步相互作用形成新的较稳定的有机化合物，如腐殖酸、沥青质等。植物的分解、合成作用是相伴而行，在植物分解作用进行不久，合成作用就开始了。植物的氧化分解和水解作用是在大气条件和微生物的作用下，在泥炭的表层进行的。在低位泥炭沼泽的表面含有大量的喜氧细菌、放线菌、霉菌，而厌氧菌很少，随着深度的增加，霉菌很快绝迹，喜氧细菌和放线菌减少，厌氧菌很快增加。在微生物的活动过程中，植物的有机组分被合成为新的化合物。当环境逐渐转为缺氧时，纤维素、果胶质又在厌氧细菌的作用下，产生发酵作用，形成甲烷、二氧化碳、氢气、丁酸、醋酸等产物。随着植物遗体的不断分解和堆积，在堆积的下层，氧化环境逐渐被还原环境所代替，分解作用逐渐减弱；与此同时，在厌氧菌的参与下，分解产物之间的合成作用和分解产物与植物残体之间的相互作用开始占主导地位，这种合成作用就形成了一系列新的产物。植物转化为泥炭后，主要成分是腐殖酸和沥青质，在化学成分上发生了变化。植物的角质层、孢粉壳、木栓层是稳定的，所以常常能完整地保存在煤层中。

2. 煤化作用阶段

由于地壳不断地运动，泥炭层形成后继续下沉，在盆地相对较高的地段风化剥蚀的泥沙被水和风带到盆地的低洼泥炭沼泽，将已堆积的泥炭层覆盖起来。覆盖的泥炭层随着进一步的下沉，覆盖层的进一步的加厚，环境就发生了显著的变化。首先，它要经受上覆岩层压力的不断增大；在压力不增大下不断地发出热量，使其温度不断地升高。在压力与温度的共同作用下，泥炭层开始脱水，进而固结压实。在生物化学作用下，氧含量进一步减少，而含碳量逐渐增加，腐殖酸降低，比重增加。经过这样一系列的复杂变化之后，泥炭就变成了褐煤。

3. 变质作用阶段

褐煤继续受到不断增高的温度和压力的影响，引起内部分子结构、物理性质和化学性质的不断变化，使其发生了变质而成为烟煤。温度、压力与时间是褐煤变质的三要素，其中以温度最为重要。地球有地温递增现象，即地球的温度由表及里，由上至下温度是逐渐递增的。地球向深部每增加 100 米温度增加 3 度。地温这种有规律的递增现象称作地温梯度。虽则是地球的普遍现象，但各地由于地壳结构的不同，地下岩浆分布的不同，梯度的幅度还是有区别的。当成煤区附近有岩浆体存在时，对煤的变质将产生显著的影响。

温度对煤的变质作用虽然占据了主导地位，但是如果温度不断升高，加之如果密闭条件不好，超过一定的限度就可能把煤烧掉。因此还一定要在密闭的条件下和适当的压力下，煤才能得到适度的变质。时间的长短与温度的高低也有关系，如果煤化作用处在 150℃～ 200℃较低温度，但持续的时间长，持续两千万年至一亿年，就足够形成高变质的烟煤和无烟煤。温度、压力和时间对煤的变质起着综合的作用。在温度和压力不变的情况下，时间越长煤的变质作用越强。但也有人认为，只有当温度超过 150℃时时间才起作用，否则时间再长也不会对煤的变质产生显著影响。压力对煤的变质作用也有两种不同的认识，一种认为压力增加后气体不易逸出，挥发分不能改变，从而阻碍了煤的变质程度的加深；另一种则认为无烟煤及石墨有定向的晶格，单纯的加热不会产生这种结果，而是压力促使煤的结构发生了变化。

（四）煤的区域变质、接触变质、动力变质作用

1. 区域变质作用

随着煤沉降深度的增加，含煤岩系被其他地层所覆盖，受地球内部热量和压力的长期影响所引起的变质作用称煤的区域变质。在区域变质作用的影响下，煤的变质常常呈现出一种有规律的变化。首先煤变质具有垂直分带的规律，在同一煤田内随着深度的增加，煤的挥发分逐渐减少，变质程度逐渐升高。这个规律是在 1873 年希尔特研究德国鲁尔煤田、英国威尔斯煤田和法国比来煤田时发现的，后来就称为“希尔特定律”。例如在鲁尔煤田，含煤地层厚 3000 余米，煤种自上而下为长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、贫煤带，分带性很明显。我国的鸡西煤田煤种也有很好的分带性。由于目前确定煤质牌号的主要指标是煤中挥发分的百分含量，所以希尔顿定律可以用挥发分的变化来表示。每下降 100 米所引起的挥发分含量的变化称为“挥发分梯度”。挥发分梯度受地热梯度的控制，由于各地的地热梯度不一致，挥发分梯度也就因地而异。区域变质作用的另一个重要特点就是煤变质程度的水平分带规律。因为在一个煤田中，同一煤层原始沉积时的沉降幅度可以不同，而且成煤以后因构造变动而发生的下降深度也不一样，这种关系反映到平面上就表现为不同地段有不同的变质程度，即为煤变质的水平分带现象。由于沉降并不一定呈现为均匀的幅度，所以水平分带也可以宽窄不一。宽的地方代表沉降幅度变化较缓的地段，窄的地方代表沉降幅度变化较急的地方。

2. 接触变质作用

当岩浆侵入或靠近煤层及含煤建造时，由岩浆带来的高温、挥发性气体和压力，使煤的变质程度升高的作用称煤的接触变质作用。接触变质作用的一种是热力变质，是由侵入在煤系下部的岩浆体析出的热量对煤产生影响所引起的变质作用。变种变质作用是岩浆不直接接触煤层，由岩浆的热量引起含煤地层温度升高而使煤发生变质，往往影响的范围较大。具体影响范围因岩浆规模不同而影响范围不同，岩浆侵入的规模大影响的范围就大。接触变质作用另一种是由火成岩岩体直接侵入煤层中发生的变质作用。这种变质作用影响范围往往较小，岩浆接触煤层的地方常常形成天然焦，煤层的围岩亦具有某些变质现象。远离岩浆岩体，煤的变质程度则逐渐降低。煤的变质带常常围绕岩浆岩体呈环状分布，或者靠近岩浆岩体的一侧呈带状或环状分布。

3. 动力变质作用

由强烈的构造运动如挤压褶皱等产生的区域温度增高所引起的煤化过程，称煤的动力变质作用。动力变质作用常常发生在构造变动强烈的地区，如新疆的库拜煤田、准南煤田东段阜康大黄山一带、哈密野马泉一带、艾维尔煤田一带等，同属侏罗纪煤田，但变质程度比其他煤田高出许多。

1、煤的工业分类中的一些基本概念

①基的概念：基准，前提条件。例如d,ad,daf,dmmf,ar分别代表干燥基、空气干燥基，干燥无灰基、干燥无矿物质基和收到基。

②煤的粘结性。是指煤粒（d<0.2mm）在隔绝空气加热后能否粘结其本身或惰性物质形成块的能力。

③煤的结焦性。是指煤粒隔绝空气加热后能否生成优质焦炭的性质。

④煤的全水分。是煤的外在水分（表面水）和内在水分之和。外在水是空气中干燥失去的水分，剩下的是内在水。

⑤挥发分。空气干燥基煤样在900℃条件下隔绝空气加热7分钟后减少的质量扣除水和二氧化碳的质量。常用干燥无灰基挥发分表示。Vdaf/%

⑥灰分：空气干燥基煤样加热到815℃完全燃烧后残余物的质量。

⑦弹筒发热量。是指单位质量的煤在充有过量氧气的弹筒中燃烧，最终产物为25的二氧化碳、氧气、氮气、硝酸、硫酸、液态水和固态灰时放出的热量。

⑧高位发热量。是指单位质量的煤在充有过量氧气的弹筒中燃烧，最终产物为25的二氧化碳、氧气、氮气、二氧化硫、液态水和固态灰时放出的热量。其数值等于弹筒发热量扣除硝酸和硫酸的形成热。

⑨低位发热量。是指单位质量的煤在充有过量氧气的弹筒中燃烧，最终产物为25的二氧化碳、氧气、氮气、二氧化硫、气态水和固态灰时放出的热量。其数值等于高位发热量扣除水的汽化热。

2、煤的用途

火力发电31%，工业锅炉31%，民用20%，炼焦8%，蒸汽机4%，煤化工3%，出口3%

3、煤的工业分类依据

根据煤化程度指标（挥发分等）和热加工工艺性质（粘结性、发热量等）。

4、中国煤炭分类表及说明

①煤的数码编号说明：十位数表示干燥无灰基挥发分的大小，个位数表示它的粘结性大小。十位数字大，表示挥发分高；个位数字大，表示粘结性高。

②无烟煤分类：3个编号。 类别 编号 挥发分Vdaf/% 氢含量Hdaf/% 无烟煤一号 01 老无烟煤 0-3.5 0-2 无烟煤二号 02 典型无烟煤 3.5-6.5 2-3 无烟煤三号 03 新无烟煤 6.5-10 3-4 ③烟煤分类：24个编号

挥发分10-20%，20-28%，28-37%，37%以上，分别为低、中、中高和高挥发分。

粘结指数G 0-5，5-20，20-50，50-65，65以上，分别为不粘、弱粘、中低粘、中高粘和强粘结性。

④褐煤分类：2个编号 类别 编号 挥发分Vdaf/% 目视比色法透光率PM 褐煤一号 51 新褐煤 37以上 ≤30 褐煤二号 52 老褐煤 37以上 30-50 ⑤中国煤的分类

14大类：褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。

17小类

5、煤的可选性及评价方法

①选煤的概念

利用煤与矿物杂质物理化学性质的不同，设法除去矿物杂质，提高煤质量规格的过程。

②选煤方法

主要是重力选煤，利用煤与矿物杂质密度的不同，采用跳汰选煤或重介质洗煤。

③煤的可选性

把矿物杂质从煤中分离出来达到工业用煤要求的难易程度。用±0.1临近密度物产率表示。

④评价方法

筛分试验和浮沉试验。

煤岩学

第一节 宏观煤岩组成及煤的物理性质

1、宏观煤岩成分：肉眼可以区分的煤的基本组成单位。

①镜煤。颜色深黑，光泽最强，贝壳状断口，内生裂隙发育，呈条带状或透镜状，由植物的木质纤维组织经凝胶化作用形成，是一种简单的宏观煤岩成分。

②丝炭。颜色灰黑，纤维状结构，丝绢光泽，疏松多孔，被矿物充填后坚硬致密，比重较大，由植物的木质纤维组织经丝炭化作用形成，也是一种简单的宏观煤岩成分。

③亮煤。亮煤是复杂的宏观煤岩成分，由植物的木质纤维组织经凝胶化作用，并掺入一些由风或水带来的矿物杂质形成。光泽和亮度仅次于镜煤，断面平坦，内生裂隙不如镜煤发育，常呈较厚分层，是最常见的宏观煤岩成分。

④暗煤。暗煤是复杂的宏观煤岩成分，富含壳质组、惰质组或矿物质，光泽暗淡，灰黑色，致密坚硬，比重大，韧性大，不易破碎，断面粗糙，一般不发育内生裂隙。较为常见。

2、宏观煤岩类型

按宏观煤岩成分组合及其反映出来的平均光泽强度划分为4种宏观煤岩类型。

①光亮煤。主要由镜煤和亮煤组成（大于80%）。

②半亮煤。亮煤和镜煤占多数（50-80%）。

③半暗煤。亮煤和镜煤占20-50%，硬度、韧性、比重较大。

④暗淡煤。镜煤与亮煤小于20%，硬度、韧性、比重大。

二、煤的物理性质

1、光学性质

①颜色：表色、粉色、体色、反射色、反射荧光色

表色指普通白光照射下煤表面反射的颜色。

粉色指煤研成粉末或用钢针刻划煤表面形成条痕的颜色。又称条痕色。

体色指把煤表面磨光，在显微镜下观察反射光的颜色。

反射荧光色：把煤表面磨光，用蓝光或紫外光激发后呈现的颜色。 煤类 表色 粉色 体色 反射色 反射荧光色 褐煤 褐色 褐色 煤级越高，透光性越差 煤级越高，反射色越浅 煤级越高，荧光色越弱 低阶烟煤 黑色 深褐色 高阶烟煤 黑色 黑色 无烟煤 黑色 深黑色 ②光泽。煤的新鲜断面的反光能力。与煤成因、煤岩成分、煤化程度和风化程度有关。镜煤→亮煤→暗煤→丝炭，光泽减弱。随煤级增高，光泽增强。

③反射率、折射率和吸收率

煤的反射率是在垂直照明条件下，煤岩组分磨光面的反射光强度与入射光强度之比。

煤的折射率是在光线入射煤的界面时，入射角和折射角的正弦之比。

煤的吸收率是被吸收的光能与入射光能量之比。

2、机械性质

①硬度。抵抗硬物压入表面的能力，分为刻划硬度、压痕硬度和磨损硬度。

刻划硬度指用标准矿物刻划煤得到的相对硬度。

压痕硬度指用专门的仪器测定的煤的显微硬度。

抗磨硬度指用煤磨光面上耐磨阻力的大小表示的硬度。

②脆度。物体受外力作用后破碎的性质。脆度大，韧性差，与硬度不直接相关。焦煤脆度最大。

③可磨性。研磨的难易程度。煤的可磨性系数指风干状态下将相同重量的标准煤样和试验煤样由相同粒度研磨到相同细度所消耗的能量比。

④压缩性。煤在恒温加压下体积变化的百分数。

⑤断口。煤受力后断开的截面。

⑥比重、密度。

⑦比表面积。每克煤具有的总表面积。M2/g

可采用湿润法、BET法、Langmuir等温吸附法、气相色谱法。褐煤和无烟煤比表面积最大。

⑧孔隙率。煤中孔隙和裂隙总体积与煤总体积之比，又称孔隙度。

⑨导电性。通常用电阻率表示。与煤化程度、水、矿物质、孔隙度和风化程度有关。

⑩磁性。煤是抗磁性物质。

⑾导热性。煤的比热介于水和矿物之间。水比热大，矿物比热小。

三、煤中的裂隙

1、内生裂隙：凝胶化物质在温度、压力作用下均匀收缩产生内张力而形成的裂隙。与层理面垂直发育两组。

2、外生裂隙：后期构造应力作用的产物，与层理面呈不同角度相交，裂隙内有煤屑。

四、煤的结构与构造

1、煤的结构分为原生结构和次生结构。原生结构指煤化作用过程中未经构造运动作用形成的煤结构。次生结构指煤层遭受构造运动后的结构，包括碎裂、碎粒、縻棱结构。

2、煤的构造

煤作为一种沉积岩，具有沉积构造，包括层理、波痕等；有些不具有层理特征，呈块状构造。原生构造经构造运动后产生次生构造，如滑动镜面、鳞片状构造、揉皱构造等。

第二节 煤的显微组成

一、煤的有机显微组分

1、镜质组。由植物的木质纤维组织在还原条件下经凝胶化作用形成。镜质组分为结构镜质体、无结构镜质体和碎屑镜质体。保存有植物细胞结构的称为结构镜质体，没有植物细胞结构的称为无结构镜质体，呈碎屑状分布的称为碎屑镜质体。

2、惰质组。又称丝质组，是木质纤维组织在氧化环境下经丝炭化作用形成。C含量高，芳构化程度高，较硬，反射率高，挥发分低，无粘结性。

3、壳质组。又称稳定组，类脂组。壳质组还有大量脂肪族成分，氢含量高，加热时产生大量的焦油和气体。粘结性较差或没有，具有荧光性。

二、煤的无机显微组分

1、煤中矿物质来源

①原生矿物。植物通过根吸收的矿物质。

②同生矿物。由风、水携带与泥炭同时沉积的矿物质。

③后生矿物。煤层形成后，由于水或岩浆的侵入形成于煤体内的矿物。

2、煤中矿物质种类

粘土矿、碳酸盐矿、氧化物、硫化物、氢氧化物等。

第三节 煤岩学应用

1、根据煤层剖面、生物化石、煤核可以推断煤层沉积史。

2、根据煤层形成曲线可以推断沉积历史。

3、利用同等深度不同变质程度可以推断构造运动史。

第四节 煤岩学研究方法

一、宏观研究方法

肉眼观察煤层剖面，绘制煤岩柱状图，描述分层名称、厚度、结构、构造、矿物质等。

二、显微研究方法

1、显微煤岩组分定量

煤粒d≤1mm，平均d=0.8mm

2cm 颗粒数约为25×25=625

2cm

测量步距0.6mm时，测量点数是33×33=1089。统计原则：以目镜十字丝交点下组分进行统计，十字丝交点下没有显微组分的不统计。判断原则：如果十字丝交点落在组分边界时，按充满某个象限的组分参与统计。

2、显微煤岩类型定量

目镜插入网格微尺，网格数20，网格尺寸0.5mm×0.5mm，测量步距0.6mm。统计原则：网格与煤粒交叉点数在10个以上时参与统计。数据点的判断原则：①矿物点数<20%且无硫化物时，该数据点定为显微煤岩；②矿物点数>50%或硫化物点数>15%重叠点数时，该点定为矿物体；③其它数据点定为微矿质煤。

3、显微组分和显微煤岩类型综合分析

在目镜中插入网格微尺，以网格微尺某一点作为十字丝，综合前面的统计和判断依据进行统计和分析。

三、煤的反射率测定

显微光度计

四、仪器设备

1、自动显微光度计

根据灰度值计算出反射率，判断煤化程度、显微组分或煤岩类型。

2、扫描电子显微镜：用于研究固体的表面形态。

3、核磁共振：特定的原子核在特定的外加磁场中，只吸收特定频率的射频能量。用于研究煤分子的化学结构。芳香度改变，相当于外加磁场改变，被吸收的射频频率也改变。

4、电子顺磁共振

第五章 含煤沉积体系

1、 含煤岩系的概念

是指充填于盆地内含有煤层的具有共生关系的沉积总体。含煤岩系的颜色主要由灰色、灰绿色和黑色组成，岩石类型包括砂、泥岩、炭质泥岩、灰岩、煤等。

2、 煤层形成的条件

煤层的前身是泥炭层，泥炭层的形成和保存与沼泽中的水位密切相关，根据植物遗体的堆积速度和沼泽水面的上升速度对比，可分为三种情况，又称为三种补偿方式：过度补偿、均衡补偿和欠补偿。

3、 煤层的结构

煤层包含煤分层和岩石夹层，煤层内不含夹石层者称为简单结构煤层，煤层内含夹石层者称为复杂结构煤层。

4、 煤层的底板和顶板

煤层底板以泥岩、粘土岩最为常见，富含植物根茎化石，俗称根土岩；如果底板为砾岩或石灰岩，则为植物遗体异地沉积。根土岩含有伊利石、蒙脱石、高岭石和其他粘土矿物，呈灰白色。

煤层顶板的岩石类型有多种，最常见的是泥岩、砂岩和石灰岩，与沉积环境有关。例如，我国华北石炭二叠纪含煤岩系太原组是海进型充填序列，成煤环境主要为泻湖-障壁岛体系，发育石灰岩顶板。华北地区山西组为海退型充填序列，成煤环境主要为三角洲、河流体系，煤层顶板为湖相泥岩、冲击相砂岩。

5、 煤层中的结核、包体和化石

顶板为海相沉积物的煤层，煤层中、顶部常见黄铁矿结核，煤层下半部常见硅质结核。

泥炭中混入外来漂砾，形成包体。

煤层中有时可见到动植物化石。

6、 煤层厚度、形态及其控制因素

煤层总厚度、有益厚度、可采厚度、可采煤层、厚度级别

煤层形态控制因素：泥炭沼泽基底形状、沉积环境（冲积扇、河流、湖泊、三角洲、泻湖-障壁岛）、同期构造变动（河流或湖泊相碎屑沉积体侵入煤层产生煤层分叉现象、基底发生断裂、褶皱）、后期构造变动（褶皱、断裂、岩浆侵入、岩溶陷落柱）

7、 含煤沉积体系

山地冲积扇地带沉积体系成煤特征：扇间、扇内或扇前盆地可形成煤层，侧向连续性差

河流沉积体系成煤特征：岸后沼泽和废弃河道有利于形成煤层

湖泊沉积体系成煤特征：湖泊淤浅过程中，沉积粒度下细上粗

三角洲沉积体系成煤特征：上三角洲平原地带，近河岸由于决口扇沉积而出现煤层分岔和灰分增高现象，多形成低硫煤；下三角洲平原，受海水和潮汐影响明显，煤层顶板多为海相沉积，硫分含量高。

泻湖-障壁岛沉积体系成煤特征：泻湖淤浅沼泽化形成煤层，厚度变化较大，煤层硫分含量较高。

第六章 聚煤盆地与聚煤规律

1、根据聚煤盆地的形成条件，分为凹陷型聚煤盆地，断陷型聚煤盆地和构造侵蚀型聚煤盆地。

①我国华北石炭二叠纪聚煤盆地是一个比较典型的波状凹陷型聚煤盆地。盆地南侧是秦岭-大别山构造带，盆地北侧是阴山构造带，总体是一个西北向东南方向缓倾斜的簸箕状盆地，呈现“东西向分带，南北向迁移”的格局。

②断陷型聚煤盆地。由断裂作用和断块沉陷作用形成。

③侵蚀型聚煤盆地。基底为具有剥蚀面的凹地。

2、聚煤盆地的演化

①聚煤盆地的演化受古植物、古气候、古地理和古构造的影响。

②盆地内存在不均匀沉降现象。

③聚煤盆地在构造运动、海水进退和气候影响下，具有侧向迁移现象。

涉及的词汇：海进、海退、海退退覆、超覆、进积（海退时）、退积（海进时）、沉积基准面

3、聚煤规律

在古植物、古气候、古地理和古构造影响下，聚煤作用总是发生于盆地中的一定部位，在时空上表现出一定的规律性。

①富煤带。指煤层发育较好、相对富集的块段，在空间上具有带状分布的特点。

②富煤中心。富煤带内煤层厚度较大的部位。

一般情况下，大型盆地富煤带呈圆形或椭圆形，受地质构造控制时沿构造线延展方向展布。

4、成煤作用研究

受海水影响的煤中，硫含量高，黄铁矿含量高，富集云母、白云石、方解石和磷灰石等矿物。

具有海相顶板的煤层，由于是深水环境，暗煤发育。

第七章 煤的伴生矿产资源

第一节 油页岩

油页岩中的有机物质几乎完全由藻类遗体组成，油页岩的形成环境主要为静水沉积还原环境。

第二节 煤层气