[科普中国]-氧化煤

风化带以下受到以化学风化为主的作用后，改变了化学性质，而物理性质变化不如风化带煤层那样明显的煤层。煤层的氧化深度主要受煤层产状，地质、地貌条件，水文地质条件，以及自然地理条件的制约，并与老窑开采破坏的程度有关。确定氧化煤的主要指标为水分（M）、灰分（A）、挥发分（V）、胶质层厚度（T，炼焦煤）、氧（O）、发热量（Q）、焦油产率（Tar，炼油煤）。氧化带煤样的测定，是确定煤层氧化带边界的主要依据，据此圈定氧化带边界，分别计算储量。

概述

在煤田地质勘查过程中，氧化带的测定只限于炼焦煤、化工用煤和炼油煤。一般动力用煤、工业用煤，只圈出煤层风化带边界，作为储量计算边界。氧化带煤样的采取用刻槽法，自风化带边界开始，间隔由疏而密，具体距离依据煤层产状而定。在薄煤层中，采样可自顶到底取一个样。在厚煤层中，可以只取煤层结构简单而稳定的一段，但采样的层位必须保持稳定。煤样采取后要及时送验，并力求迅速取得分析成果。如果连续三个煤样的分析指标稳定，即可认为已穿过氧化带。

肉眼鉴定

确定煤层的风、氧化带深度界限，通常都是通过沿煤层由浅而深系统取样和作一系列化学分析和工艺性质的测定来进行的。但这种方法费时多、成本高。因此，也可利用氧化煤的较明显的肉眼和镜下的鉴定标志，以简便迅速地确定煤层风、氧化带的深度。实践证明，所得结果与实际相差不大。

肉眼鉴定煤风化程度的标志有以下几方面：

1．氧化铁的存在和性质

煤层中的含铁矿物经过氧化作用后，经常以氧化铁的形式出现在煤表面和裂隙面上。轻微风化煤中，含铁矿物(黄铁矿)仅失去光泽，中等风化煤中，含铁矿物则部分变为铁锈色的氧化铁，强烈风化煤中，含铁矿物则完全变为氧化铁。就整个风化带而言，氧化铁在上部呈褐色和黄褐色，往下呈现浅绿色，在下部则以晕彩状薄膜存在。但在风化带的上部由于氧化铁常被溶滤而集中在风化带的中部，因此在大多数情况下也可见不到氧化铁。

2．碳酸盐的存在和性质

煤中的碳酸盐主要以包裹体、叫·片或薄膜存在。由于碳酸盐在酸性介质中不稳定，因此在风化带的上部，强烈风化的煤中通常不含碳酸盐，在风化带的中部，中等风化煤中常有叶片状或薄膜状碳酸盐，因受溶蚀其表面多凸凹不平，在风化带的下部，一般煤仅受轻微风化，所含碳酸盐则与风化带以下没有明显不同。

3．裂隙的性质

裂隙常是氧和水进入煤中的通道，因此煤的裂隙面首先因氧的作用而光泽减弱。利用煤的裂隙和新鲜断口面上光泽的差别，经常是鉴定煤是否受到风化的有效方法。如中等风化煤，其内生裂隙面上的光泽就较新鲜断口面上的光泽弱。

4．煤机械强度的变化和煤中泥质物的存在

由于风化程度不同，风化煤的机械强度也不同。依此可以把风化煤划分为：粉状煤(煤华)，松软煤(很容易破碎的煤)，较坚固的煤和非风化煤。在风化带上部，常可见到受风化影响较弱的残留煤屑为风化产物(泥质物)所胶结，形成角砾状结构。煤机械强度的减弱和煤层中泥质物质的出现，也是鉴定强烈风化煤的有效标志。1

显微镜下鉴定

氧化煤的显微镜下鉴定标志

1．透射光下的显微标志

煤遭受风化时，凝胶化基质组分中发育风化裂隙，裂隙附近凝胶化物质透明度降低和颜色变暗。应当指出，煤风化的初期这一显微标志并不明显，而是中等风化和强烈风化的产物，并以其特殊的楔形与内生和外生裂隙相区别。

2．反射光下的显微标志

1)风化裂隙

风化裂隙是由于煤中某些物质受风化后从煤中消失而形成的，通常呈楔形。风化裂隙多发育在凝胶化基质及其与丝炭相接触的部位，而镜煤和丝炭内并不发育。风化程度相同的情况下，中变质烟煤风化裂隙最发育。

2)凝胶化基质突起

煤在风化过程中，由于煤炭物质各部分结合力的减弱，使氧化带中煤的凝胶化基质的突起降低和反射力减弱，特别是在风化裂隙较发育的部位。

3)淋蚀孔隙的出现

淋蚀孔是指煤中的易溶物质(有机质或矿物质)在风化过程中被地下水溶解带走而形成的大小不等的溶蚀孔。淋蚀孔在低变质的煤中常见，表现明显，是氧化煤的特征之一。另外，淋蚀孔一般是在镜质组中发育，并造成其表面不平。

4)煤的崩解

由于风化形成的楔形裂隙和溶蚀孔的增多而使煤变成碎块，叫煤的崩解。氧化煤中，以中变质烟煤最易崩解，高变质煤最难。因此，在中变质烟煤的风化带上部常有很厚的质地松软的煤。

5)反射率的降低

镜质组在氧化初期，反射率仅围绕风化裂隙降低，形成花边状。这种现象在中变质烟煤中最明显，并随氧化程度的增高而向内不断扩大。在强烈氧化煤中，一般是丝质组的反射率稍有降低，而稳定组分的反射率则不受风化因素的影响而改变。

6)镜煤的不均匀氧化结构

强烈氧化煤的镜煤中，常出现不均匀氧化结构，其特征和人工氧化镜煤的结构相似。1

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学