杨氏模量单位（杨氏模量一般为多少）

壳质组分由于化学性质比较稳定，不易被细菌等微生物破坏、分解，故又称稳定组。壳质组分含大量脂肪族成分，故有人称为类脂组。在三大显微组分中，壳质组的氢含量、挥发分和发热量最高，在热解时，能产出大量的液态烃和气态烃，固态产物少。液化时几乎可全部转为液态产物，煤炼焦时，壳质组分能产生大量的焦油和气体，可改善煤的粘结性。壳质组在油源岩中是生油的组分。

15、煤岩的裂缝启裂与展布特征有哪些？——抗压（/张）强度低

12、煤岩的岩石力学特征有哪些？

（2）煤的抗张强度较小并随煤阶降低而减弱。煤的抗张强度较小，普遍在0.06~1.66MPa，平均在1.1MPa，明显低于砂岩；抗张强度随煤阶降低而减弱，无烟煤2号平均值为1.73 MPa，无烟煤3号平均值为1.15 MPa，焦煤平均值仅为0.25MPa。

（2）研究煤的化学组成

11、煤相的概念和分类如何？

（1）煤的宏观结构：煤的宏观结构是指宏观煤岩成分的形态、大小所表现的特征。常见煤的宏观结构有下列几种：条带状结构、线理状结构、透镜状结构、均一状结构、粒状结构、叶片状结构、木质状结构、纤维状结构。

则要通过化学的方法，如煤的工业分析、元素分析、煤的化学工艺性质测试等。

（1）腐植煤的宏观煤岩成分：宏观煤岩成分是用肉眼可以区分出的基本组成单位，包括镜煤、丝炭、亮煤和暗煤。镜煤和丝炭是简单的煤岩成分，亮煤和暗煤是复杂的煤岩成分。

（3）煤的构造：煤的构造是指煤岩成分空间排列和分布所表现出来的特征。它与煤岩成分自身的大小、形态无关，而与成煤物质聚集时的环境有关。煤的原生构造分为层状构造和块状构造。

（1）杨氏模量远远低于砂岩地层，泊松比普遍高于砂岩。煤的杨氏模量在1135~4602MPa之间，大部分在3000MPa左右，较常规砂岩小一个数量级，煤的静态杨氏模量小于动态杨氏模量，与其他岩性规律相同；煤岩的泊松比在0.18~0.42之间，平均为0.33，明显高于常规砂岩。

支撑剂潜入严重，裂缝起裂和延伸过程中产生的大量煤粉返排后堆积在裂缝中

1、煤炭的主要分布层位有哪些？

（1）研究煤的岩石组成

8、什么是煤的结构和构造？

（2）腐植煤的宏观煤岩类型：宏观煤岩类型可划分为四种，即光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤。宏观煤岩类型的划分是根据煤中光亮成分，即镜煤和亮煤在分层中的含量及其反映出来的总体光泽强度来确定的。

研究煤的物质组成，还有许多新的方法，如核磁共振、红外光谱、气相色谱、X射线光电子能谱等。这些方法在研究煤的分子结构、煤的化学组成和性质等方面起到独特的作用。

2、煤炭的地域分布特征怎样？

10-41/MPa之间；煤的孔隙弹性系数在0.11~0.96之间，变化较大。

4、煤的有机显微组分是如何划分的？——镜质组

（3）其他方法来研究煤

煤的物理性质包括颜色、光泽、反射率、硬度、脆度、密度、表面积、孔隙性、导电性等。煤的物理性质是煤的化学组成和分子结构的外部表现，受到煤岩组成、煤化程度和风化作用的影响。根据煤的物理性质，可以确定煤的煤岩成分、成因类型、煤化阶段，并初步评定煤质。在研究煤的成因、煤的加工利用途径等方面也具有实际意义。

A、宏观方法：主要是利用煤的物理性质不同，如颜色、光泽、硬度、密度等的不同，划分出煤的宏观煤岩成分和宏观煤岩类型。B、微观方法：主要是利用显微镜研究煤的岩石组成，常用的方法是把煤磨成薄片，在光学显微镜下观察。可定量确定煤的显微组成、煤化程度。

关于“煤相”概念，一部分研究者强调环境因素，一部分研究者强调物质因素。Stach 等（1975）指出，煤相应为一定的形成环境下所沉积的泥炭物质的表现，是煤的原始成因类型。它通过显微组分和矿物含量及某些结构特征来表示。早期的煤相划分主要依据占优势含量的显微组分以及其它组分与矿物含量，现在国际上流行对由显微组分构成的参数进行计算，实现煤相划分的量化结果，可称为量化参数法。主要利用三个参数即依据凝胶化指数（GI）、植物保存系数（TPI）和镜惰比（V/I），将煤相划分为干燥泥炭沼泽相、森林（覆水）泥炭沼泽相、活水泥炭沼泽相和开阔水体相四个相类型。

5、煤的有机显微组分是如何划分的？——壳质组

7、什么是煤的宏观组成？

（2）煤的次生结构：煤的次生结构是指煤层形成后受到构造应力作用而产生各种次生的宏观结构。主要有以下几种：碎裂结构、碎粒结构、糜棱结构。

煤岩是带有孔隙和裂缝的双重介质，面割理和端割理发育，因为介质的微观结构与砂岩（孔隙性多孔介质）差异较大，岩石的力学特征参数也与砂岩差异较大。研究中收集大量的前期研究成果，得到了煤岩样品杨氏模量、泊松比、体积压缩系数、孔隙弹性系数以及抗张/抗压强度等力学参数。

煤是由植物变化而来，其中含有一些矿物杂质。由高等植物变成的煤称为腐植煤类，由低等植物藻类形成的煤称为腐泥煤。自然界中，腐植煤类占绝大多数，也是工业开采的主要对象，腐泥煤类数量少。

煤岩裂缝的岩石结构特征和力学特征决定了裂缝发育和展布特征。

沉积有机碳的地史分布在一定程度上决定了化石能源矿产的层位分布。从全球来看，煤炭资源主要分布于石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系和第三系，石油和天然气资源明显集中在侏罗系和白垩系，石油资源在第三系也较丰富，天然气资源在志留系也占较高比例。我国化石能源矿产资源的分布与全球大致相似，但煤炭资源在第三系明显减少，在侏罗系相对集中，绝大部分石油资源分布在第三系、白垩系、侏罗系，天然气资源在奥陶系更为丰富一些。尽管石油天然气存在“新生古储”或“古生新储”的地质现象，但资源量与沉积有机碳之间的大致对应趋势是客观存在的。

由于天然裂缝的存在，人工裂缝启裂除受地应力影响外，还受天然裂缝影响。当水平应力差异较小时，裂缝会沿天然垂直于最小主应力方向发展，即水平应力差越大越容易控制裂缝几何形态，人工裂缝几乎不受天然裂缝的影响。

9、煤的化学组成特点是什么？

6、煤的有机显微组分是如何划分的？——惰质组

13、煤岩的裂缝启裂与展布特征有哪些？——煤层杨氏模量低

煤的有机显微组分可分为三大组，即镜质组、壳质组和惰质组，每组中可根据形态和结构的不同再分出若干显微组分和显微亚组分。

煤岩实验结果证实裂缝型岩石的裂缝扩展方向取决于水平应力和天然裂缝的双重作用结果。分析认为：低围压时，煤岩的天然割理多在开启状况，有很强的渗流能力，而且是介质中强度较弱的地方，所以裂缝会沿天然裂缝的方向发展。高围压时，煤岩的天然割理多在关闭状态，裂缝面之间的结合能力在围压作用下得到加强，相当于裂缝被粘合，水力裂缝的发展向垂直于最小主应力方向接近。

镜质组是煤中最常见的显微组分，其含量约占50%—80%以上。镜质组与壳质组和惰质组相比，氧含量较高，氢含量中等，挥发分中等，碳含量较低，加热时能熔融粘结，具有最好的粘结性，是结焦的主要成分。加氢液化时，镜质组的转化率高。煤化过程中，镜质组可生成少量的油和较多的甲烷气。

实验结果发现，支撑剂在裂缝中潜入严重，程度高于砂岩，对裂缝导流能力伤害严重；由于煤层强度低，嵌入部分的煤多被压成煤粉，对裂缝内流体渗流有阻碍作用，同时使裂缝导流能力进一步下降。压裂后的煤岩裂缝表面极其不规则，裂缝或平行于煤层的割理或垂直穿越割理，裂缝面不光滑，呈阶梯状态。形成裂缝的延伸压力很大，有时会大于破裂压力，一方面是由于压裂形成大量煤粉使流动阻力增加，另一方面是裂缝的不规则性和裂缝面的不光滑增加了流动阻力。

煤的化学组成可分为有机质和无机质两大部分，有机质主要由C、H、O、N、S等元素组成，是复杂的高分子有机化合物，是煤的主要组成部分，不同的煤，元素组成是不同的。煤中的无机质包括矿物杂质和水分，它降低了煤的利用价值，不同的煤，无机质的数量和性质各不相同。煤的水分、煤的灰分、煤的挥发分、煤的固定碳、煤的元素分析。

就地域上来看，世界煤炭资源主要分布在俄罗斯、北美、中国、澳大利亚、印度等国家或地区，石油天然气资源在中东、俄罗斯、北美等地区较为集中。我国已发现的煤炭资源主要赋存于华北、西北，其次为东北、西南，滇藏的资源量很小，预测煤炭资源量主要集中在西北地区。我国石油资源以东北、华北、西北最为丰富，天然气主要分布在西北、西南地区。

出现多裂缝和裂缝曲折，降低有效缝长。煤层割理发育，如大宁—吉县地区石炭—二叠系煤层内天然裂缝密度大于300条/m。

3、煤的组成情况怎样？

惰质组是煤中常见的显微组分，因其在结焦过程中不软化，呈惰性，故名惰质组，惰质组分的成因有多种。惰质组分的碳含量高，氢含量低，氧含量中等，挥发分低，热解时不具粘结性，煤中惰质组分含量高对炼焦不利。惰质组分不生油，生气的数量也较少。我国西北地区中生代的煤中，惰质组分含量高，华北地区古生代煤中惰质组含量少一些，新生代多数煤中惰质组分含量很少。

裂缝宽度大而缝短。岩石中水力压裂裂缝宽度与杨氏模量成反比，由于煤岩杨氏模量较小，由此形成的裂缝宽度较大。由于宽度的增加，在相同的压裂规模条件下，裂缝的长度增加将受到限制。

10、煤的物理性质有哪些？

（3）煤的抗压强度低，压缩系数大。煤的抗压强度从28~104MPa，大部分在40~60MPa之间，明显低于砂岩强度；煤的体积系数在0.198~20.7

煤不是一种简单的化合物，而是由十分复杂的有机质和无机质组成的混合物。不同地区、不同地质时代的煤，其物质组成差别很大。研究煤的物质组成可以从以下方面进行。

14、煤岩的裂缝启裂与展布特征有哪些？——裂缝割理发育