⑴ 煤的化學性質與物理性質
一、煤的物理性質是煤的一定化學組成和分子結構的外部表現。它是由成煤的原始物質及其聚積條件、轉化過程、煤化程度和風、氧化程度等因素所決定。包括顏色、光澤、粉色、比重和容重、硬度、脆度、斷口及導電性等。其中，除了比重和導電性需要在實驗室測定外，其他根據肉眼觀察就可以確定。煤的物理性質可以作為初步評價煤質的依據，並用以研究煤的成因、變質機理和解決煤層對比等地質問題。
1.顏色——是指新鮮煤表面的自然色彩，是煤對不同波長的光波吸收的結果。呈褐色—黑色，一般隨煤化程度的提高而逐漸加深。
2.光澤——是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈瀝青、玻璃和金剛光澤。煤化程度越高，光澤越強；礦物質含量越多，光澤越暗；風、氧化程度越深，光澤越暗，直到完全消失。
3.粉色——指將煤研成粉末的顏色或煤在抹上釉的瓷板上刻劃時留下的痕跡，所以又稱為條痕色。呈淺棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和容重——煤的比重又稱煤的密度，它是不包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重又稱煤的體重或假比重，它是包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重是計算煤層儲量的重要指標。褐煤的容重一般為1.05～1.2，煙煤為1.2～1.4，無煙煤變化范圍較大，可由1.35～1.8。煤岩組成、煤化程度、煤中礦物質的成分和含量是影響比重和容重的主要因素。在礦物質含量相同的情況下，煤的比重隨煤化程度的加深而增大。
5.硬度——是指煤抵抗外來機械作用的能力。根據外來機械力作用方式的不同，可進一步將煤的硬度分為刻劃硬度、壓痕硬度和抗磨硬度三類。煤的硬度與煤化程度有關，褐煤和焦煤的硬度最小，約2～2.5；無煙煤的硬度最大，接近4。
6.脆度——是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物質、煤岩成分、煤化程度等都對煤的脆度有影響。在不同變質程度的煤中，長焰煤和氣煤的脆度較小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，無煙煤的脆度最小。
7.斷口——是指煤受外力打擊後形成的斷面的形狀。在煤中常見的斷口有貝殼狀斷口、參差狀斷口等。煤的原始物質組成和煤化程度不同，斷口形狀各異。
8.導電性——是指煤傳導電流的能力，通常用電阻率來表示。褐煤電阻率低。褐煤向煙煤過渡時，電阻率劇增。煙煤是不良導體，隨著煤化程度增高，電阻率減小，至無煙煤時急劇下降，而具良好的導電性。
二、煤的化學組成很復雜，但歸納起來可分為有機質和無機質兩大類，以有機質為主體。 煤中的有機質主要由碳、氫、氧、氮和有機硫等五種元素組成。其中， 碳、氫、氧佔有機質的95%以上。此外，還有極少量的磷和其他元素。煤中有機質的元素組成，隨煤化程度的
變化而有規律地變化。一般來講，煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低，氮的含量也稍有降低。唯硫的含量則與煤的成因類型有關。碳和氫是煤炭燃燒過程中產生熱量的重要元素，氧是助燃元素，三者構成了有機質的主體。煤炭燃燒時，氮不產生熱量，常以游離狀態析出，但在高溫條件下，一部分氮轉變成氨及其他含氮化合物，可以回收製造硫酸氨、尿素及氮肥。硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。含硫多的煤在燃燒時生成硫化物氣體，不僅腐蝕金屬設備，與空氣中的水反應形成酸雨，污染環境，危害植物生產，而且將含有硫和磷的煤用作冶金煉焦時，煤中的硫和磷大部分轉入焦炭中，冶煉時又轉入鋼鐵中，嚴重影響焦炭和鋼鐵質量，不利於鋼鐵的鑄造和機械加工。用含有氟和氯的煤燃燒或煉焦時，各種管道和爐壁會遭到強烈腐蝕。將含有砷的煤用於釀造和食品工業作燃料，砷含量過高，會增加產品毒性，危及人民身體健康。
煤中的無機質主要是水分和礦物質，它們的存在降低了煤的質量和利用價值，其中絕大多數是煤中的有害成分。
另外，還有一些稀有、分散和放射性元素，例如，鍺、鎵、銦、釷、釩、鈦、鈾……等，它們分別以有機或無機化合物的形態存在於煤中。其中某些元素的含量，一旦達到工業品位或可綜合利用時，就是重要的礦產資源。
通過元素分析可以了解煤的化學組成及其含量，通過工業分析可以初步了解煤的性質，大致判斷煤的種類和用途。
煤的工業分析包括對水分、灰分、揮發分的測定和固定碳的計算四項內容。 1. 水分
指單位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、內在水分和結晶水三種存在狀態。一般以煤的內在水分作為評定煤質的指標。煤化程度越低，煤的內部表面積越大，水分含量越高。水分對煤的加工利用是有害物質。在煤的貯存過程中，它能加速風化、破裂，甚至自燃；在運輸時，會增加運量，浪費運力，增加運費；煉焦時，消耗熱量，降低爐溫，延長煉焦時間，降低生產效率；燃燒時，降低有效發熱量；在高寒地區的冬季，還會使煤凍結，造成裝卸困難。只有在壓制煤磚和煤球時，需要適量的水分才能成型。
2. 灰分
是指煤在規定條件下完全燃燒後剩下的固體殘渣。它是煤中的礦物質經過氧化、分解而來。灰分對煤的加工利用極為不利。灰分越高，熱效率越低；燃燒時，熔化的灰分還會在爐內結成爐渣，影響煤的氣化和燃燒，同時造成排渣困難；煉焦時，全部轉入焦炭，降低了焦炭的強度，嚴重影響焦炭質量。煤灰成分十分復雜，成分不同直接影響到灰分的熔點。灰熔點低的煤，燃燒和氣化時，會給生產操作帶來許多困難。為此，在評價煤的工業用途時，必須分析灰成分，測定灰熔點。
3. 揮發分
指煤中的有機物質受熱分解產生的可燃性氣體。它是對煤進行分類的主要指標，並被用來初步確定煤的加工利用性質。煤的揮發分產率與煤化程度有密切關系，煤化程度越低，揮發分越
高，隨著煤化程度加深，揮發分逐漸降低。
4. 固定碳
測定煤的揮發分時，剩下的不揮發物稱為焦渣。焦渣減去灰分稱為固定碳。它是煤中不揮發的固體可燃物，可以用計算方法算出。焦渣的外觀與煤中有機質的性質有密切關系，因此，根據焦渣的外觀特徵，可以定性地判斷煤的粘結性和工業用途。
⑵ 煤岩物理力學性質概述
煤岩物理力學特性是煤炭開采必須面對的基本問題。為防止或減小與煤岩工程相關的自然災害，如滑坡、地基失穩以及礦柱岩爆等，前人從強度、變形以及損傷、斷裂和破壞等各個方面對煤岩力學特性進行了深入而持久的研究，並取得了許多重要的研究成果。
煤岩作為自然界的一種復雜工程介質，對其物理力學特性的研究，是隨著各項煤岩工程的大規模興建而逐漸展開的，從而使得各類岩土工程項目不僅越來越多，而且發展越來越快。同時也使人們越來越深刻地認識到煤岩的復雜性，如非均質性、各向異性以及不連續性等。而正是由於煤岩介質的復雜特殊性，目前人們對其力學特性行為仍不能進行准確且有效地預測和控制，從而使得世界范圍內岩土工程災害仍然發生頻繁。
地下煤、岩體未采動以前，由於自重作用在其內部引起的應力，通常稱為原岩應力，這種應力在地下處於相對平衡狀態。由於邊坡開采和井工開挖的卸荷作用，岩體內的原岩應力受到破壞，不同區域的岩體受到的力不同，破壞方式亦不同，有的發生拉張破壞，有的發生壓破壞，有的發生剪切破壞，還有的發生流變破壞。
為分析開挖岩體過程中岩體內部應力變化，合理設計煤礦的露天井工聯合開采方式，保證露天井工聯合開采條件下邊坡的穩定性，需針對煤岩的物理力學性質進行相應試驗研究。結合露天井工聯合開採的工程背景，進行的煤岩物理力學性質試驗主要有以下幾項:
直剪(土和煤岩塊);煤岩剪切試驗;三軸剪切試驗;單軸抗壓強度(飽和);抗拉強度(劈裂法);含水率和密度測試;軟弱岩土流變試驗等。
露天井工聯合開采條件下的煤岩物理力學性質試驗是在通常的煤岩物理力學性質試驗基礎上結合露天井工聯合開採的特點(如影響因素的復雜與多元)，增加試驗內容與工況，從而更好地體現與模擬露天井工聯合開采條件下的煤岩物理力學性質與變化規律，為分析研究提供更可靠、更符合實際的試驗依據。
⑶ 關於煤 常識
(一) 煤的物理性質 煤的物理性質是煤的一定化學組成和分子結構的外部表現。它是由成煤的原始物質及其聚積條件、轉化過程、煤化程度和風、氧化程度等因素所決定。包括顏色、光澤、粉色、比重和容重、硬度、脆度、斷口及導電性等。其中，除了比重和導電性需要在實驗室測定外，其他根據肉眼觀察就可以確定。煤的物理性質可以作為初步評價煤質的依據，並用以研究煤的成因、變質機理和解決煤層對比等地質問題。 1.顏色 是指新鮮煤表面的自然色彩，是煤對不同波長的光波吸收的結果。呈褐色—黑色，一般隨煤化程度的提高而逐漸加深。 2.光澤 是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈瀝青、玻璃和金剛光澤。煤化程度越高，光澤越強；礦物質含量越多，光澤越暗；風、氧化程度越深，光澤越暗，直到完全消失。 3.粉色 指將煤研成粉末的顏色或煤在抹上釉的瓷板上刻劃時留下的痕跡，所以又稱為條痕色。呈淺棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。 4.比重和容重 煤的比重又稱煤的密度，它是不包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重又稱煤的體重或假比重，它是包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重是計算煤層儲量的重要指標。褐煤的容重一般為1.05～1.2，煙煤為1.2～1.4，無煙煤變化范圍較大，可由1.35～1.8。煤岩組成、煤化程度、煤中礦物質的成分和含量是影響比重和容重的主要因素。在礦物質含量相同的情況下，煤的比重隨煤化程度的加深而增大。 5.硬度 是指煤抵抗外來機械作用的能力。根據外來機械力作用方式的不同，可進一步將煤的硬度分為刻劃硬度、壓痕硬度和抗磨硬度三類。煤的硬度與煤化程度有關，褐煤和焦煤的硬度最小，約2～2.5；無煙煤的硬度最大，接近4。 6.脆度 是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物質、煤岩成分、煤化程度等都對煤的脆度有影響。在不同變質程度的煤中，長焰煤和氣煤的脆度較小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，無煙煤的脆度最小。 7.斷口 是指煤受外力打擊後形成的斷面的形狀。在煤中常見的斷口有貝殼狀斷口、參差狀斷口等。煤的原始物質組成和煤化程度不同，斷口形狀各異。 8.導電性 是指煤傳導電流的能力，通常用電阻率來表示。褐煤電阻率低。褐煤向煙煤過渡時，電阻率劇增。煙煤是不良導體，隨著煤化程度增高，電阻率減小，至無煙煤時急劇下降，而具良好的導電性。
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⑷ 煤的物理性質有哪些
煤的物理性質包括煤岩組成、顏色、光澤、密度、硬度、導電性、導熱性、耐熱性、磁性、粒度組成、泥化程度等。
分析和研究煤的物理性質既有理論意義又有實踐價值，它將為煤炭加工技術的發展提供許多重要的信息。
⑸ 煤的物理性質和化學主成和工藝性質有哪些
首先吧，煤是個黑的。1.顏色是指新鮮煤表面的自然色彩，是煤對不同波長的光波吸收的結果。呈褐色—黑色，一般隨煤化程度的提高而逐漸加深。2.光澤是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈瀝青、玻璃和金剛光澤。煤化程度越高，光澤越強；礦物質含量越多，光澤越暗；風、氧化程度越深，光澤越暗，直到完全消失。3.粉色指將煤硯成粉末的顏色或煤在抹上釉的瓷板上刻劃時留下的痕跡，所以又稱為條痕色。呈淺棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。4.比重和容重煤的比重又稱煤的密度，它是不包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重又稱煤的體重或假比重，它是包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重是計算煤層儲量的重要指標。褐煤的容重一般為1.05～1.2，煙煤為
1.2～1.4，無煙煤變化范圍較大，可由1.35～1.8。煤岩組成、煤化程度、煤中礦物質的成分和含量是影響比重和容重的主要因素。在礦物質含量相同的情況下，煤的比重隨煤化程度的加深而增大。5.硬度是指煤抵抗外來機械作用的能力。根據外來機械力作用方式的不同，可進一步將煤的硬度分為刻劃硬度、壓痕硬度和抗磨硬度三類。煤的硬度與煤化程度有關，褐煤和焦煤的硬度最小，約2～2.5；無煙煤的硬度最大，接近4。6.脆度是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物質、煤岩成分、煤化程度等都對煤的脆度有影響。在不同變質程度的煤中，長焰煤和氣煤的脆度較小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，無煙煤的脆度最小。7.斷口是指煤受外力打擊後形成的斷面的形狀。在煤中常見的斷口有貝殼狀斷口、參差狀斷口等。煤的原始物質組成和煤化程度不同，斷口形狀各異。8.導電性指煤傳導電流的能力，通常以電阻率表示。煤的導電性與煤化程度密切相關。褐煤由於孔隙度大而電阻率低；煙煤是不良導體，由褐煤向煙煤過渡時，電阻率劇增；但瘦煤階段電阻率又開始降低，無煙煤階段急劇降低，因而無煙煤具有良好的導電性。一般煙煤的電阻率隨灰分的增高而降低，而無煙煤則相反，隨灰分增高而增高，若煤層中含有大量黃鐵礦時，也會使無煙煤電阻率降低。各種煤岩組分中，鏡煤的電阻率比絲煤高。氧化煤的電阻率明顯下降。煤主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，而碳、氫、氧三者總和約佔有機質的95％以上，是非常重要的能源，也是冶金、化學工業的重要原料。主要用於燃燒、煉焦、氣化、低溫干餾、加氫液化等
⑹ 煤層物理、化學特徵指什麼
煤層成因是煤地質學的核心。煤層是一種沉積地層，也是一種固體可燃礦產，它遵循沉積學、地層學、岩石學以及礦床學的基本規律，也有特殊性，其成因並不等同於煤的成因。傳統煤地質學的核心觀點是煤層由泥炭沼澤演化而成，其本質就是成煤物質的垂向加積。通過對煤層垂向和側向加積的對比，煤岩與砂岩的類比，以及大面積穩定展布厚煤層低自然伽馬多峰現象、層理與條帶結構等沉積特徵和煤層物理化學性質的研究，認為成煤物質是機械沉積的，煤層像大多數沉積岩層一樣是側向加積形成的，有一個成煤物質在地質作用下被快速分選、搬運、再沉積和富集的成層過程。因為相對於固體地殼升降，地表流體更易運移。
對於厚煤層而言，多期側向加積產生了次生垂向加積，其形成過程不是一個簡單的、連續的、線性的垂向累加過程，而是一個復雜的、不連續的、非線性的側向疊合過程，成煤物質是不連續的、多期多源的，厚煤層中普遍存在的薄層夾矸便是其不連續的證據，同時厚煤層是穿時的。多期側向加積是全球變化的結果，而僅僅垂向加積則需要全球環境的長期穩定性。煤層側向加積與較深水或海相沉積共生，是一個有機連續的整體，符合瓦爾特相律，符合煤層厚度、形態多變，下伏沉積體系多種多樣以及煤層多尺度上的沉積特徵，也符合成煤物質超巨量工業富集，含煤地層灰色灰黑色，煤礦床質量優良的事實。
而煤層由淺水泥炭沼澤演變而成的假說一直缺乏實驗室條件下的模擬或證實，沒有理論和開采實踐證據，需要多種假設，不能解釋厚煤層及夾矸成因，也不符合瓦爾特相律和古生態學原理，並與地殼升降運動不匹配，應該放棄。
物理是根據表面現象探尋其產生的原因或者是運動規律，化學研究物質的組織結構或者物質之間的關系。化學研究的是物質結構，生物研究生物結構，二者有一定的關系，從無機物到有機物進而產生生命，化學和生物之間需要建起溝通的橋梁，二者是相通的。