文|汇锦数能-掌上煤焦

不同成煤年代的煤种,由于在各个时期的成煤条件不同,成煤植物不同以及成煤时间的差异,导致了煤种的化学成分和含量的不同,相同地质年代形成的煤种具有一定的共性,但不同地质年代的煤种存在着差异性。

下表主要以石炭纪和侏罗纪这两个最主要的成煤时期来进行分析,选取典型煤种为研究煤种。虽然煤灰是由不同成因的灰分组合在一起的,包括生物灰、吸附灰、碎屑灰、成岩灰、化合灰、侵入灰等。灰的成因不同,所以从煤灰中要直接区分不同成因的部分及大小是不太容易实现的。选取的各个煤样的状态一致,均为块状的,来代表原始煤样,即所含灰分为内灰,是煤炭的内在矿物质。

表 不同成煤年代煤样的煤灰成分分析

煤灰熔融性和煤炭各项指标相关性(不同成煤年代的煤灰成分分析)(1)

从表中可以得出,石炭纪的煤种内灰含量高,即内灰含量很多;侏罗纪的煤种内灰含量很低。石炭纪煤种的灰熔点比侏罗纪煤种高。煤炭在形成及开采过程中会引入外来矿物质,这些外来矿物质会造成对应煤种熔融特性的变化,煤灰中各种矿物质组分在高温熔融过程中会发生复杂的变化,相互之间会反应生成新的无机成分,甚至会发生低温共熔现象,从而影响煤灰的熔融特性。

通过对表中煤灰的成分分析可以看出,石炭纪的煤样的特点是,在灰成分中Al2O3含量高, Al2O3与SiO2比值接近于1,也就是说石炭纪的煤灰中高岭石的含量很高。Al2O3高含量是由于聚煤古地理环境低位沼泽、古地理位置物源区不同与后期的地下水成分。Al2O3/SiO2较高,是由于煤层形成于相对较深水的沼泽环境,这种形成于相对覆水较深沼泽环境的煤层为后期演化过程中烃类的生成提供了有利条件。符合现有的论断,即石炭纪形成的煤种为烟煤和无烟煤。

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