Качественная оценка ископаемых углей

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Цель работы. Макроскопическое изучение петрографических характеристик и структурных особенностей углей. Визуальное определение мароч­ного состава углей по комплексу диагностических признаков.

Исходный материал. Систематизированная коллекция твердых каустобиолитов, эталонная коллекция углей разных марок, набор образцов углей, предназначенных для изучения.

1. Теоретическая разработка темы работы

Каустобиолиты - горючие полезные ископаемые - подразделяются на: твердые (торф, горючий сланец, сапропелевый уголь, бурый уголь, каменный уголь, антрацит и малораспространенные янтарь, озокерит, асфальт); жидкие (нефть) и газообразные (горючие сланцы).

Торф - современное горючее ископаемое, накопившееся в бо­лотах из остатков высших растений. Цвет коричневый различных оттенков. Излом волокнистый с ясно различимыми растительными остатками. Сложение рыхлое, пористое. Легко режется ножом. Харак­теризуется значительной влажностью (75-96%).

Горячие сланцы - горючие осадочные породы, образовавшиеся из остатков водорослей в озерах или прибрежных частях морских бассейнов и содержащие значительное количество(50-80%) минеральных примесей.

Горючие сланцы обычно светло-коричневого или оливкового цвета, часто тонкослоистой текстуры, загораются от спички и го­рят коптящим пламенем. Черта - светло-коричневая.

Уголь - горючая осадочная порода растительного происхождения, всегда содержащая некоторое количество минеральных примесей. Порода с 40-50% минеральных примесей еще считается зольным углем, а при больших содержаниях примесей – слабо углистой или углистой.

Три основных фактора: исходный материал, условия накопле­ния биомассы и последующий метаморфизм определяют значительное разнообразие состава, а также физических, химических и техноло­гических свойств ископаемых углей.

По составу материнского вещества угли подразделяются на сапропелевые, гумусовые и гумусо-сапропелевые.

Сапропелевые угли образованы в озерах за счет скопления остатков низших растений (водорослей) и простейших планктонных животных организмов. Внешне обычно плотные, прочные, вязкие, имеют серовато-черный цвет, матовый или жирный блеск, рако­вистый излом и массивную текстуру. Черта желтая или светло-коричневая. Легко загораются от спички и горят с характерным запахом жженой резины. Сапропелевые и гумусо-сапропелевые угли имеют небольшое распространение и вследствие этого весьма ог­раниченное промышленное значение.

Гумусовые угли образовались из торфяника, сложенного остатками высших растений (стволы, листья, и т.д.), и имеют среди углей наибольшее распространение.

В зависимости от степени проявления метаморфизма образо­вался генетический ряд углей: бурые, каменные и антрацит.

Неоднородность состава гумусовых углей определяется визуаль­но. Угли различаются по блеску, цвету, излому, строению, трещиноватости и другим признакам.

В зависимости от условий накопления торфяных масс образу­ются различные петрографические типы - литотипы - составные части гумусовых углей, различаемые невооруженным взглядом. В углях выделяют 4 литотипа: 2 простых - витрен и фюзен и 2 сложных - кларен и дюрен. Чередование литотипов обуславливает полосча­тость углей.

Витрен характеризуется сильным блеском, черным цветом, раковистым изломом, хорошо выраженной эндогенной трещиноватостью; наблюдается в виде отдельных линз или слоев мощностью 1-30 мм, разбитых короткими вертикальными трещинами; имеет чет­кие границы и не содержит каких-либо включений.

Фюзен - матовая часть угля. Наблюдается в виде примазок или линз размером по мощности редко более I мм и в длину обычно 1x2-3см, иногда до 10-20см. Фюзен всегда волокнистый, хрупкий, с матовым шелковисто-мерцающим блеском, мягкий, пачкает пальцы рук. Внешне напоминает древесный уголь, трещины отсутствуют.

Кларен - блестящая или полублестящая составная часть угля; образует крупные слои или пласты угля; по физическим свойствам близок к витрену; характерна полосчатая текстура, образованная клареном, в котором отмечаются линзы (слои) витрена или штри­хи (линзы) фюзена или даже дюрена. Иногда отмечаются трещины.

Дюрен - матовая составляющая часть угля. Он однородный, плотный, с маслянистым блеском, очень твердый, часто вязкий, раскалывается на крупные куски, поверхность излома шероховатая.

Витрен - наиболее однородная и блестящая составная часть угля, его принимают за эталон блеска. Если суммарный блеск угля мало отличается от блеска витрена, то такой уголь относят к блестящему литотипу (кларену). Наименьший блеск у дюрена - матового литотипа угля, его блеск приближается к блеску фюзена. Поэтому важно научиться определять в любом угле литотипы простого состава - витрен и фюзен.

Полублестящий и полуматовый типы угля (дюрено-кларен и кларено-дюрен) по блеску занимают промежуточное положение между клареном и дюреном.

Трещиноватость углей - совокупность трещин разного про­исхождения, меняющихся со степенью метаморфизма углей. Выделя­ются в основном 2 типа трещин-литогенетические (эндогенные) и тектонические (экзогенные). Первые связаны с уплотнением угля при диагенезе и метаморфизме, расположены перпендикулярно к наслоению в углях, отмечаются чаще в витрене. Вторые связаны с проявлением тектонических воздействий на угольный пласт, рас­положены обычно косо к наслоению, отмечаются во всех литотипах. Изучение эндогенной трещиноватости в комплексе с другими диагно­стическими признаками (блеск угля, цвет черты и т.д.) позволя­ет ориентировочно определить марку угля.

Марка угля – условное обозначение углей, обладающих ком­плексом специфических свойств (физических, химических и техно­логических), которые определяют их промышленное использование. Диагностические признаки углей различных марок приводятся в табл.1. В настоящее время не существует единой промышлен­ной классификации марок, в связи с этим каждый угольный бассейн имеет свою промышленную классификацию углей.

Метаморфизм углей - процесс изменения внутреннего строения, химического состава и физических свойств углей под влиянием температуры и давления. При этом в химическом составе углей про­исходит постепенное увеличение содержания углерода, уменьшение содержания водорода и кислорода. Увеличивается блеск, уменьшает­ся пористость, влажность и т.д.

2. Порядок выполнения лабораторной работы

1. После прочтения теоретической части работы (10-15 мин), путем контрольного опроса выясняется степень усвоения материа­ла.

2. Преподаватель показывает студентам коллекцию твердых каустобиолитов, акцентируя внимание студентов на литотипах терминологии и главнейших диагностических признаках углей.

3. На бригаду 4-5 человек выдается специализированная кол­лекция углей, по которой студенты в течение 20 минут наглядно усваивают:

а) генетические группы твердых каустобиолитов;

б) морфологию литотипов (витрена, фюзена, кларена и дюрена);

в) типы структур и текстур;

г) трещиноватость;

д) промышленные марки углей.

4. Каждому студенту выдается 3 контрольных образца углей, в которых визуально определяются диагностические признаки угля.

5. Определения диагностических признаков углей оформляют­ся в виде зарисовок штуфных образцов и записки, где указыва­ются:

а) цвет штуфа (образца);

б) цвет черты;

в) блеск угля;

г) излом;

д) структура и текстура;

в) тип трещиноватости;

ж) частота эндогенных трещин;

з) указываются (на зарисовке в масштабе) литотипы углей.

6. По комплексу диагностических признаков для каждого описанного образца, используя данные таблицы № 3, ориентировочно определить марку угля.

Вопросы для самоконтроля

1. Классификация каустобиолитов.

2.Дайте определения торфа, горючих сланцев, бурого угля, каменного угля, антрацита.

3. Что такое зольный уголь? Углистая порода?

4. Какие факторы определяют разнообразие углей?

5. Какие генетические типы трещин выделяются в углях?

Таблица 3

Диагностические признаки гумусовых углей

Марка углей	Индекс	Цвет в штуфе	Цвет черты	Блеск	Расстоя-ние между крупными эндоген-ными трещи-нами, см	Излом	Вязкость (хрупкость)
Бурые	Б	Бурый	Бурова-то-корич-невый	Тусклый	Кливаж слабо выражен, иногда через 10-15 см	Волокнис-тый, землис-тый, угловатый	От рыхлых до плотно вязких
Длинно-пламен-ные	Д	Черный	Коричне-вый	Смоленой	5-10	Углова-тый, Глазкова-тый, раковис-тый, зернистый	Вязкий
Газовые	Г	Черный	Темно-коричне-вый	Стеклян-ный	2-5	-	Относитель-но вязкий
Жирные	Ж	Черный	Черный с корич-неватым оттенком	Стеклян-ный	0,1-0,5 реже 1,0-1,5	Ступенча-тый, ровный	Хрупкий
Коксовые	К	Черный	Черный	Стеклян-ный	0.1-0.3 реже 0,5	-	Очень хрупкий
Отощенно-спекаю-щиеся	ОС	Черный	Черный	Ярко-стеклян-ный	0,3-0,5 реже До 1,0	-	Хрупкий
Тощие	Т	Черный с сероватым	Серовато-черный	Алмазный	0,3-1,5 реже до 2-3	Углова-тый, полураковистый	Относительно хрупкий
Антрациты	А	Серовато-черный (с золотым оттенком)	Серовато-черный	Металли-ческий	0,5-5	Раковис-тый, глазковый	Вязкий

Дата добавления: 2014-12-25