第一节　煤的种类和外表特征

一、煤的成因类型

煤是由植物转变而成的，不同类型植物形成的煤的特征、性质都有差异。根据成煤原始物质和堆积环境的不同，可把煤分成腐殖煤、腐泥煤两大类。

1.腐泥煤

是指由低等植物和浮游生物经腐泥化作用和煤化作用形成的煤。根据植物遗体分解的程度，可分为藻煤和胶泥煤。藻煤中藻类遗体大多未完全分解，显微镜下可见保存完好，轮廓清晰的藻类。胶泥煤中藻类遗体多分解完全，已看不到完整的藻类残骸。腐泥煤中矿物质含量较高，光泽暗淡，常呈褐色，均匀致密，贝壳状断口，硬度和韧性较大，易燃，燃烧时有沥青味。腐泥煤常呈薄层或透镜状夹在腐殖煤中，有时也形成单独的可采煤层。

2.腐殖煤

是指由高等植物的遗体经过泥炭化作用和煤化作用形成的煤。腐殖煤是因为植物的部分木质纤维组织在成煤过程中变成腐殖酸这一中间产物而得名。腐殖煤在自然界中分布最广、蕴藏量最大、用途最广的煤。绝大多数腐殖煤都是由植物中的木质素和纤维素等主要组分形成的，亦有少量腐殖煤是由高等植物经微生物分解后残留的脂类化合物形成的，称为残殖煤。单独成矿的残殖煤很少，多以薄层或透镜状夹在腐殖煤中。

由于储量、用途和习惯上的原因，除非特别指明，人们通常讲的煤，就是指主要由木质素、纤维素等形成的腐殖煤。

腐殖煤和腐泥煤具有不同的外表特征和性质，其主要特征区别见表1-1。

二、腐殖煤的外表特征

腐殖煤是近代煤炭综合利用的主要物质基础，也是煤化学的重点研究对象。根据煤化程度的不同，腐殖煤又可分为泥炭、褐煤、烟煤以及无烟煤四个大类。每一种类型的腐殖煤具有不同的特征和性质，因此它们的利用途径也有很大的差异。

1.泥炭

泥炭呈棕褐色或黑褐色，无光泽，质地柔软且不均匀，水分含量较高，一般可达85％～95％（本书中如无特别说明，均指质量分数，下同）。自然干燥后，水分可降低至25％～35％。风干后的泥炭为棕褐色或黑褐色土状碎块。实际上，泥炭属于植物成煤过程中的过渡产物。

泥炭的有机组成包括以下几个部分。

①腐殖酸。腐殖酸是由高分子羟基芳香羧酸所组成的复杂混合物，具有酸性，是一种无定形的高分子胶体物质，是泥炭中最主要的成分。

②沥青质。它是由分解产物经化学合成作用形成的，也可以由树脂、树蜡、孢子等转化而成。

③未分解或分解不完全的纤维素、半纤维素、果胶和木质素。

④角质、树脂、孢子等稳定组分。

我国泥炭储量约270亿吨，80％属裸露型，20％属埋藏型。主要分布于大小兴安岭、三江平原、长白山、青藏高原东部以及燕山、太行山等山前洼地和长江冲积平原等地。

泥炭有广泛的用途。泥炭的硫含量平均为0.3％（质量分数），属于低硫燃料，经气化可制成气体燃料或工业原料气，经液化可制成液体洁净燃料；泥炭焦化所得泥炭焦是制造优质活性炭的原料；泥炭通过不同溶剂萃取，可得到苯沥青、碳水化合物等重要的化工原料。泥炭能去除废水中的金属离子，是一种有效的吸附及过滤介质。泥炭还可以作为土壤改良剂和饲料添加剂，以及食用菌培养基。泥炭的开发和利用已引起国内外的广泛重视，近年来发展十分迅速。

2.褐煤

褐煤是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物。褐煤大多数无光泽，外观呈褐色或黑褐色，真密度1.10～1.40g/cm3。褐煤含水量较高，达30％～60％，自然干燥后水分降至10％～30％。褐煤易风化变质，含原生腐殖酸，含氧高，化学反应性强，热稳定性差。在外观上，褐煤与泥炭的最大区别在于褐煤不含未分解的植物组织残骸，且呈层分布状态。

根据外表特征，可将褐煤分为土状褐煤、暗褐煤、亮褐煤和木褐煤四种。

（1）土状褐煤　它是泥炭变为褐煤的最初产物，其断面与一般黏土相似，结构较疏松，易碎成粉末，沾污手指。

（2）暗褐煤　它是典型的褐煤，表面呈暗褐色，有一定的硬度，如将其破碎则碎成块状而不形成粉末。

（3）亮褐煤　从外表看它与低煤化度烟煤无明显区别，因而有些国家称其为次烟煤。但亮褐煤仍含有腐殖酸，外观呈深褐色或黑色，有的带有丝绢状光泽，有的则如烟煤一样含有暗亮相间的条带。

（4）木褐煤　亦称柴煤。有很明显的木质结构，用显微镜观察可清楚地看到完整的植物细胞组织。它除含有腐殖酸、腐殖质和沥青质外，还含有木质素和纤维素等。显然，木褐煤是由尚未收到充分腐败作用的泥炭形成的一种特殊形态的褐煤。

我国褐煤资源丰富，已探明储量达1303亿吨，主要分布在东北、西北、西南、华北等地，集中在内蒙古、云南和黑龙江等省，其中内蒙古的褐煤储量最大，占全国褐煤储量的77％。

3.烟煤

烟煤呈黑色，水分含量较低，真相对密度1.2～1.45，硬度较大，随着煤化程度的增加，煤的光泽逐渐增强，条带状结构明显。烟煤在自然界中分布最广，储量最大，品种也最多。根据煤化程度中国将烟煤分为长焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤。其中，气煤、肥煤、焦煤、瘦煤具有黏结性，适宜炼焦使用，称为炼焦煤。中国烟煤储量非常丰富，约4058亿吨，其中炼焦用煤2264亿吨，不黏煤1256亿吨，弱黏煤232亿吨，长焰煤306亿吨。

4.无烟煤

无烟煤呈灰黑色，具有金属光泽，真相对密度1.4～1.8，硬度大，燃点高，高达360～410℃以上。因燃烧时无烟而得名。是煤化程度最高的腐殖煤。我国无烟煤预测储量为4740亿吨，占全国煤炭总资源量的10％。主要分布于山西省、河南省和贵州省等地。上述四类腐殖煤的主要特征与区分标志如表1-2所示。