一、煤岩组分
镜煤:镜煤是煤中光泽最强,颜色最深的部分,质地均匀如玻璃,断口呈贝壳状。内生裂隙发育,性最脆易破碎成棱角状碎块。镜煤与其他煤岩组分的界限分明。
亮煤:亮煤的光泽强度、内生裂隙发育程度、质地均一性、脆性等方面都亚于镜煤。亮煤内部隐约可见微细纹理,常呈不规则的条带分布。
暗煤:暗煤主要特点是光泽暗淡、比重大,内生裂隙不发育,坚硬,韧性强,不易破碎。为均一结构或粒状结构,一般无微细纹理。多呈不规则的厚薄不等的条带状分布。
丝炭:丝炭具有明显的纤维状结构和丝绢光泽,外表像木炭,易染手。丝炭疏松多孔隙、易碎。如果其空腔被矿物质充填,称为矿化丝炭。矿化丝炭坚硬、比重大。丝炭多呈透镜状夹层分布,厚数毫米,1厘米以上的丝炭很少见。
二、煤岩类型
在同一煤层煤柱中,根据煤的平均光泽强度,煤岩成分的含量和组合情况划分出四种宏观煤岩类型,作为肉眼观察煤的单位。
光亮型煤:光泽最强,主要由亮煤和镜煤组成,可夹有暗煤和丝炭的透镜体或薄层,一般条带结构不明显,近似均一结构,内生裂隙发育,脆度较大,常具贝壳状和眼球状断口。
半亮型煤:光泽较强,主要为亮煤和夹于其中的镜煤、暗煤、丝炭等薄层或透镜体交互而成。条带状结构明显,常具棱角状或参差状断口,性脆。
半暗型煤:光泽较弱,主要为暗煤。亮煤、丝炭呈条带或透镜体互层,有时比较均匀,只夹一些镜煤的细线理,比较坚硬,断口呈参差状,条带状结构明显。
暗淡型煤:光泽暗淡,主要有暗煤构成,偶夹镜煤和丝炭的透镜体或线理状夹层,常呈粒状、均一状、线理状结构,多为块状构造。坚硬、韧性大,内生裂隙不发育,常为棱角状或参差状断口。
三、煤的结构
条带状结构:煤的组成部分交替呈条带状,向一个方向延伸。多见于中变质的烟煤,褐煤中不明显。按条带宽窄又分为:宽条带状大于5毫米;中条带状3~5毫米;细条带状1~3毫米;线理状小于1毫米。
均一状结构:煤的组成部分较单纯、均匀。多见于腐泥煤、腐植腐泥和腐植煤的光亮型煤。
木质结构:煤的外表具有木质组织的结构。褐煤中常见,有时也见于低变质烟煤中。 纤维状结构:为丝炭所特有的结构,似细长的纤维束向一个方向延长。
粒状结构:煤表面粗糙,由大量稳定组分或矿物质所造成。常见于半暗型或暗淡型煤。 叶片状结构:煤的表面表现为许多薄片。多见于某些残植煤,如角质残植煤。
透镜状结构:镜煤、丝炭或粘土矿物、黄铁矿等呈透镜体薄层夹于半暗型、暗淡型煤中。
四、煤的构造
层状构造:层理是煤层的主要构造标志。凡具有水平层理、水平波状层理和斜波状层理的称层状构造。
块状构造:煤的外表致密均一,不显层理的称块状构造。多见于腐泥煤和腐植腐泥煤,某些暗淡型煤也具有块状构造。
煤在各种方式的应力作用下,受破坏而形成构造煤。它可为煤层的一部分,也可为全煤层。构造煤发育有密集的近于平行的劈理和强烈的层间揉皱构造,大多数失去原生结构,
而具有碎裂状、砂糖状、土状、鳞片状,并有揉皱镜面等特殊结构特点。构造煤矿一般松散易碎,手捻即可成为煤粉。构造煤按其破碎程度可分为三种:
碎裂煤:与上下分层整合接触,煤被密集的相互交叉的裂隙切割成碎块,碎块保持尖棱角状,互相之间没有大的位移,仅在剪性裂隙表面煤被磨成细粉。煤岩类型界限清晰,原生条带结构可见。
碎粒煤:煤已破碎成粒状,大部分颗粒已磨去棱角并重新压紧。光泽暗淡,构造镜面发育。为统一描述起见,规定其主要粒级在1毫米以上。与上下分层呈构造不整合接触。
糜棱煤:这种煤是在强烈形变和发生塑性流动下造成的。已破碎成细粒状并重新压紧。肉眼常可见流动构造,如长条状颗粒的定向排列等。糜棱煤光泽暗淡,构造揉皱镜面发育。规定其主要粒级在1毫米以下。与上下分层呈构造不整合接触。
构造煤按其受构造变动所产生的形态特征有下列几种: 揉皱煤:由煤的条带状结构形成强烈的小褶皱称为揉皱煤。
鳞片煤:煤受破碎再压紧形成片理,貌似鱼鳞,其颗粒可是碎粒状或糜棱状。鳞片方向往往斜穿层理。
镜面和揉皱镜面:由于塑性流动的结果,常使大量的镜面状擦光面发生揉皱。反应塑性流动的流层以磨光镜面相隔,流层方向常与层理斜交,镜面可同时产生在煤层伪顶、底板,及夹矸、包裹体、结核等的接触面上。
五、煤芯采样
1、煤芯煤样从钻孔煤芯中采取,取样前应对煤芯进行整理和编录,要求如下:
①、煤芯提出井口后,要按上下顺序依次放入岩芯箱内,断口相互衔接,煤芯不得受污染,受样前应先进行拍照;
②、记录煤层各分层的厚度和芯长,描述宏观煤岩类型和煤芯状况; ③、从煤芯取出到采样结束一般不得超过48小时。 2、煤芯煤样一般按煤层采取全层样。 特厚煤层可分层采样,分层厚度一般不得大于3米,应尽量使各采样点的分层层位相一致。急倾斜特厚煤层可适当加大分层厚度。
当煤层结构十分复杂或煤岩类型及煤质有显著差异时,应根据具体情况分层采样。 顶底界面不明显的煤层和高灰分的煤层,分层厚度一般不得大于3米。 有专门研究目的的煤样的分层厚度,应根据需要确定。
3、大于0.01米至等于煤层最低可采厚度的夹矸应单独采样;大与煤层最低可采厚度的夹矸,属非炭质岩的,一般不采样;属炭质岩或松软岩的,需单独采样。厚度小于或等于0.01米的夹矸,应与相连煤分层合井采样,不得剔除。
煤层中的多层薄层夹矸,可单独采样,也可按相同岩性合并采样。
4、炭质泥岩为煤层的伪顶或伪底时,应分别采取全层样。非炭质泥岩为伪顶或伪底,层厚大于0.1米时,采0.1米;层厚小于0.1米时采全层,分别送验。
5、煤芯煤样一般不缩分,应全部送验。若必须缩分,应按国家标准GB474—83《煤样制备方法》的规定进行,缩分出的煤样重量不得小于表1的规定,并应能满足各试验项目的粒度和重量要求。
煤样的最大粒度(mm) 煤样的最小重量(kg) 50 100 25 60 13 15 6 7.5 3 3.75 1 1
6、清楚泥皮等杂物,并去掉磨烧部分的干净煤芯,在空气干燥状态下所称得的重量,称为煤芯送样重量,以千克为单位,取小数点后一位。煤芯送样重量是计算重量采取率的基础数据,是衡量煤样代表性的依据之一。
7、按《煤田勘探钻孔工程质量标准》评定的取芯质量不合格煤层,其煤芯不能代表全层的质量,一般不应采样。
8、为保证获得足够数量的煤样,应合理选取煤管,其内径一般不小于46毫米。
煤的简选样在钻孔中采取时,煤样重量按煤层厚薄分别规定为:薄煤层不少于5kg,中厚煤层应在5~13kg以内,厚煤层13kg以上(计算煤样重量时均不包括厚度大于0.01米的夹矸和伪顶、底板岩石)。
六、有夹矸的煤层采用厚度的确定方法
1、煤层中单层厚度小于0.05m的夹矸,可与煤分层合并计算采用厚度,但并入夹矸以后全层的灰分(或发热量)、硫分应该符合估算指标的规定。
2、煤层中夹矸厚度等于或大于煤层最低可采厚度时,煤分层应分别视为煤层,分别估算(或不估算)资源/储量;夹矸厚度小于煤层的最低可采厚度,且煤分层厚度均等于或大于夹矸厚度时,可将上下煤分层厚度相加,作为采用厚度。
3、结构复杂煤层和无法进行煤分层对比的复煤层,当夹矸的总厚度不大于煤分层总厚度的1/2时,以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度;当夹矸的总厚度大于煤分层总厚度的1/2时,按1条和2条的规定处理。