煤變質程度，源於學科：煤地質學；在溫度、壓力、時間及其相互作用下，煤的物理、化學性質變化的程度。
基本介紹
- 中文名：煤變質程度
- 外文名：rank of coal metamorphism
- 學科：煤地質學
- 定義：煤的物理、化學性質變化的程度
- 含氣區段：4個
- 屬於：煤
釋文,影響因素,含氣區段,
釋文
在溫度、壓力、時間及其相互作用下，煤的物理、化學性質變化的程度。煤在變質過程中，其物理特徵、化學組成和工藝性能等均呈有規律的變化。因此，通過測定煤的揮發分（V）、鏡質組反射率（R）、碳含量（C）、氫含量（H）、水分（M）、發熱量（Q）等煤級指標（亦稱煤化作用參數），可確定煤的變質程度或煤化程度。煤級參數中的鏡質組反射率是公認可以更準確地確定煤的變質程度（對低煤化程度煤可輔以螢光性的測定），因為它不受煤岩成分、灰分和煤樣代表性的影響，受還原程度的影響也較小。一般以鏡質組最大反射率（R.max）小於0.5%的煤定為褐煤，大於2.5%的為無煙煤，介於二者之間的為煙煤。通常以煤的類別表示其變質程度或煤化程度，如以褐煤為未變質煤，長焰煤—氣煤為低變質（程度）煤，氣肥煤、肥煤和焦煤為中變質（程度）煤，瘦煤、貧煤、無煙煤為高變質（程度）煤。也有人將瘦煤劃為中變質的煤。以鏡質組反射率劃分的煤變質階段也是以工業類別表示，如褐煤處於變質階段0，長焰煤相當於變質階段1，以此類推。但是煤的類別是測自煤的平均煤樣，而煤的各種顯微組分在煤化過程中的變化並不是同步的，所以說煤的類別受煤岩成分和還原程度的影響，有時同一變質程度的煤可能被劃歸氣肥煤、肥煤、焦肥煤或焦煤，嚴格地說，煤的類別只是在煤岩成分無顯著差別的情況下，才能近似地代表煤變質程度和煤化程度。
影響因素
溫度、壓力和作用的持續時間是煤變質的主要因素。煤在變質過程中，內部結構、化學組成、物理特徵以及工藝性能都呈有規律的變化。在三種因素中以溫度因素最重要，因為溫度促使鏡質組中芳香結構發生化學變化，官能團和鍵減少，鏈縮短、縮聚，從而使煤的變質程度增高。時間因素指煤受熱的持續時間，煤經受溫度高於50～60℃時，其持續的時間越長，煤的變質程度就越高。上述時間因素與溫度因素的關係，主要是對深成變質作用而言。
至於區域岩漿熱變質作用與接觸變質作用，由於經受源於岩漿的溫度高，受熱的時間較短，量化研究尚少。從受熱持續時間而言，以深成變質作用最長，區域岩漿熱變質作用次之，接觸變質作用最短。壓力是煤變質不可缺少的因素，它主要促使煤的物理結構發生變化。由於煤對溫度和壓力的反應比圍岩靈敏，當褐煤變成煙煤、無煙煤時，圍岩一般不發生變質。因此，從褐煤轉變為煙煤、無煙煤的作用，實際上僅大致相當於沉積岩的成岩作用；而煤進一步轉變為石墨、天然焦的作用則與沉積岩的變質作用相當。但對煤來說，則都稱為變質作用。
（1）溫度：溫度是影響煤變質的主要因素。地溫增高，煤化程度增高。
（2）壓力：壓力也是引起煤變質的因素之一。由於上覆岩層沉積厚度不斷增大，使地下的岩層、煤層受到很大的靜壓力，導致煤和岩石的體積收縮，在體積收縮的過程中，發生內摩擦而放出熱量，使地溫升高，間接地促進煤的變質。此外在地殼運動的過程中，還會產生一定方向的構造應力，在構造應力的作用下，形成斷裂構造，斷裂兩側岩塊相對位移時，放出熱量，也可引起煤變質。
（3）時間：時間是影響煤變質的另一重要因素。在溫度、壓力大致相同的條件下，煤化程度取決於受熱時間的長短，受熱時間越長，煤化程度越高，受熱時間短，煤化程度低。
含氣區段
根據變質程度與煤層含氣量的變化特點，可以分出四個含氣區段：
Ⅰ區：為長焰煤、氣煤和肥煤分布區，其Ro為0．5%~1．2%。處於該區的煤層含氣量隨著變質程度的提高而降低，肥煤階段的吸附氣量達到最低值10~20m3/t。
Ⅱ區~Ⅲ區：處於焦煤、瘦煤和無煙煤3號變質階段，Ro為1．2%~4．0%。在這一分布區，吸附氣量與變質程度關係圖附氣含量由肥煤階段的最低吸附氣量逐步上升到無煙煤3號的最大吸附氣量(30~40m3/t)。
Ⅳ區：為部分無煙煤2號至無煙煤1號分布區，其只。為大於4．0%的區段。在該區段，隨變質程度的不斷提高，煤的吸附氣量由無煙煤3號的最大吸附氣量急劇降低，直到吸附氣量很小或根本不吸附。
上述煤層吸附氣量的變化規律與煤礦實測煤層含氣量是一致的。如江西省上二疊統龍潭煤系，因變質作用的分帶性，造成了煤礦瓦斯含量的明顯分區：中、低變質帶多為低沼(瓦斯)礦；中、高變質帶(焦煤一無煙煤3號)多為高沼(瓦斯)礦或瓦斯突出礦；超變質帶(Ro>6．0%)多為低沼(瓦斯)礦。
