平頂山十二礦比特幣

1. 平頂山十二礦山西組己_-煤層瓦斯地質圖

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

平頂山十二礦瓦斯地質簡介

一、礦井概況

十二礦位於平頂山礦區東部，距市區9km，地勢平坦，交通便利。井田范圍，東部自北而南以20號勘探線500m 平行線為界，西部以23號勘探線與十礦為界，南以己組煤露頭線為界，北以己_15-17煤層李口向斜軸與八、十礦為界，井田走向長度5km，傾斜長3km，井田面積15km²。

十二礦始建於1958年，原設計生產能力為30×10⁴t/a，後經技改和擴建，2002年實際生產能力130×10⁴t。

礦井採用豎井分水平開拓，走向長壁式全部垮落採煤法。井田內的主要可採煤層和局部可採煤層8層，十二礦主要開采山西組的己₁₅、己₁₆、己₁₇煤層。

礦井自投產到1988年被鑒定為低瓦斯礦井，1989年1月3日，在己_15-17-16101風巷掘進施工中發生了建礦以來的第一次煤與瓦斯突出，同年鑒定為突出礦井。到2002年，全礦井共發生突出22次，其中己六采區16次，己七采區6次，最小突出強度煤7t，瓦斯1122m³，最大突出強度煤293t，瓦斯25704m³，突出總煤量1526t，湧出總瓦斯量118096m³，始突位置標高－268m，埋深363m。

二、井田地質構造及控制特徵

十二礦井田位於平頂山礦區東部，東鄰八礦，西接十礦。井田內存在牛庄向斜和郭庄背斜兩個次級褶皺，牛庄逆斷層、F₂逆斷層和原十一礦逆斷層三條大、中型逆斷層，均為N W—SE向展布的壓扭性構造。整個井田被N W—SE向展布的牛庄向斜和郭庄背斜兩個壓扭性褶曲構造所貫穿，控制著井田的一、二水平；三水平處於李口向斜軸東部收斂端的過渡區，屬於應力集中帶，中、小斷層較發育，受其控制。十二礦屬平頂山礦區的構造復雜區。

三、礦井瓦斯地質規律

平頂山十二礦是一個高瓦斯嚴重突出的礦井，這與其所處的構造位置有著密切關系。幾乎所有的煤與瓦斯突出都與高構造應力帶的強擠壓、剪切作用有關。受N W—SE向展布的郭庄背斜、牛庄向斜和牛庄逆斷層、F₂逆斷層和原十一礦逆斷層等一系列壓扭性構造帶的控制，將井田分成牛庄向斜南翼區、牛庄向斜和郭庄背斜的共翼區及郭庄背斜北翼區。

（1）牛庄向斜南翼區。屬單斜構造，易於瓦斯的排放，瓦斯含量低，壓力小，相對瓦斯湧出量一般為5～10m³/t，為低沼區，也沒發生過煤與瓦斯突出。

（2）牛庄向斜和郭庄背斜的共翼區。位於牛庄向斜北翼、郭庄背斜的南翼，兩者共為一翼，受牛庄向斜、郭庄背斜、原十一礦逆斷層、F：逆斷層和牛庄逆斷層的控制，瓦斯含量高，壓力大，尤其是己六采區，相對瓦斯湧出量一般為10～20m³/t，為高瓦斯區，並存在著牛庄－F₂逆斷層擠壓破壞帶及牛庄向斜擠壓破壞帶，煤與瓦斯突出嚴重，己六采區發生的16次煤與瓦斯突出全部發生在擠壓破壞帶內。

（3）郭庄背斜北翼區。位於郭庄背斜軸北翼，地質條件較為簡單，煤層產狀、構造煤分布、瓦斯湧出及煤與瓦斯突出主要受郭庄背斜和李口向斜的控制。郭庄背斜為一直立開闊褶皺，受其影響導致淺部－300m 水平以淺煤層頂底板張性斷裂發育，煤層普遍遭到破壞，構造煤發育，但瓦斯已被釋放，相對瓦斯湧出量一般2～10m³/t，形成低瓦斯區。在－300m 以深的中深部，瓦斯壓力大，含量高，構造破壞帶即為煤與瓦斯突出危險帶，如在已七采區已₁₅-17160和已₁₅-17170兩采面附近有一煤層傾角變陡帶，走向與煤層走向基本一致，傾角一般為30°～38°以上，構造煤發育，己七采區發生的6次煤與瓦斯突出事故有4次發生在該變陡帶內。三水平及以深主要受李口向斜控制，屬於應力集中帶，中、小斷層較發育，煤與瓦斯突出危險性大。

四、瓦斯湧出特徵

由歷年的瓦斯湧出數據分析，已_16-17煤層回採工作面瓦斯湧出量具有隨埋深增加而增大的整體趨勢，不同瓦斯地質單元的瓦斯湧出特徵具有差異性。

（1）郭庄背斜軸北翼工作面瓦斯湧出特徵。背斜軸北翼己七采區主要受郭庄背斜的控制，煤層厚度大，瓦斯壓力高，瓦斯梯度大，致使瓦斯湧出量普遍較高，遠離向斜軸部瓦斯湧出量大，並且隨著靠近背斜軸，瓦斯湧出量明顯減小。由瓦斯湧出量與標高之間的回歸分析（圖4-1），工作面絕對瓦斯湧出量隨著煤層埋深增加而增加，呈正相相關關系（回歸分析時標高取正數）。

（2）牛庄向斜與郭庄背斜共翼區工作面瓦斯湧出特徵。己六采區位於牛庄向斜與郭庄背斜公共翼，原十一礦逆斷層、F₂逆斷層和牛庄逆斷層的尖滅端，小斷層發育，構造復雜，煤層賦存條件變化大，構

圖5-1 郭庄背斜軸北翼己七采區工作面絕對瓦斯湧出量與標高的回歸分析

造煤發育。由牛庄向斜的仰起端向深部瓦斯湧出量逐漸增大，上分層回採工作面16161絕對瓦斯湧出量高達11.38m³/min。

（3）牛庄向斜南翼己₄、己₅采區工作面瓦斯湧出特徵。該區位於牛庄向斜軸南翼，屬單斜構造，是淺部開采，受煤層露頭影響，瓦斯大部分得到釋放，瓦斯湧出量較小，在5m³/min以下。

五、煤與瓦斯區域突出危險性劃分

從十二礦發生的22次煤與瓦斯突出來看，表現有以下幾方面的特點：

（1）突出地點主要集中在己六采區、己七采區的機巷、風巷和切眼，回採工作面沒有發生過煤與瓦斯突出。

（2）煤與瓦斯突出主要發生在高瓦斯賦存和構造煤發育地帶。己六采區發生的16次煤與瓦斯突出都位於牛庄向斜、郭庄背斜的公共翼及原十一礦逆斷層、F：逆斷層、牛庄逆斷層的尖滅部位，瓦斯含量高，構造煤發育。己七采區發生的6次煤與瓦斯突出中，4次發生在煤層傾角變陡的構造煤發育地帶，該采區在標高－360m 處，瓦斯壓力達2.06MPa，瓦斯含量16.5m³/t。

（3）煤與瓦斯突出受地質構造的控制。地質構造控制著瓦斯賦存和構造煤的分布，高瓦斯賦存和一定厚度的構造煤是煤與瓦斯突出發生的必要條件。

依據礦井瓦斯地質規律、煤與瓦斯突出點分布與地質構造的關系以及煤層瓦斯壓力，將絕對瓦斯湧出量大於5m³/min的區域預測為煤與瓦斯突出危險區。三水平及以深屬於煤與瓦斯突出危險區，凡是構造煤發育，煤厚變化、煤層傾角變化、小褶皺、小斷層、層間滑動等受構造作用而強烈變化和發育的地帶，應嚴防煤與瓦斯突出。

2. 平頂山煤田（）

平頂山煤田位於河南省中部，分布在平頂山市的市區及所轄葉縣、襄城縣、郟縣、寶豐縣境內。北接禹州煤田，西連韓梁煤田，東西長110公里，南北寬40公里，是我國重要的優質煙煤基地之一。

煤田內現有井田及煤礦18處，即平頂山一礦、二礦、三礦、四礦、五礦、六礦、七礦、八礦、九礦、十礦、十一礦、十二礦、十三礦、寺溝小井、平龍普勘區、首山普勘區、十三礦外圍、香山煤礦。此外，還有一些小煤窯。含煤地層為石炭系、二疊系，共含煤9組，43—53層，最多可達88層。其中，可采和局部可採煤13層。山西組二₁煤、二₂煤為普遍可採煤層，上石盒子組四₂煤、四₃煤、五₂煤為大部可採煤層。煤種以肥煤、氣煤、焦煤為主，其次為瘦煤。

平頂山古時即有小窯採煤，所採煤層為上石盒子組薄層煤，始於何時無據可查。據新編河南省志煤炭工業志載：「雍正年間，平頂山腰有關家、陳家、山西李家3處煤窯。嘉慶年間，平頂山吳寨村任宗義開豎井一對，深各約100米，煤炭產量多、質量好，日收銅錢數斗。」同治年間，葉縣志載「平頂山採煤，東南郡邑多賴此而炊。」上述記載說明，平頂山的煤在清代屢有開采。但平頂山位於寶葉襄郟四縣交界地帶，採煤業僅可供附近農民燒飯，直到20世紀50年代以前，該地一直比較荒涼。

1938年9月，河南地質調查所派技士曹世祿調查魯山、寶豐、臨汝、郟縣等處煤田地質，調查范圍涉及今平頂山煤田，著有《葉縣平頂山煤礦地質》。但是，此次調查時間甚短，范圍也小。根據民采小窯情況認為，該地只有煤礦儲量12.5萬噸，無大規模開采價值。

1946年，平漢鐵路（今京廣鐵路）急需機車燃煤，鐵路局與郟縣民生煤礦公司籌備合組寶葉煤礦公司，特邀河南地質調查所進行調查，曹世祿於11月再次前往。這次，調查較第一次細致，認識也大不相同，其編寫的《河南寶豐縣煤田地質簡報》刊登於《河南省地質調查所三十五年度工作簡報》中，認為東部產煤區在擂鼓台、平頂山一帶，西部產煤區在張八橋及大營等處，煤層已知開采者9層，有煙煤、半煙煤、無煙煤，估計儲量為6250萬噸。擂鼓台、平頂山一帶為今平頂山煤田范圍，張八橋、大營屬今韓梁煤田。

在初步認識到平頂山一帶的煤有希望後，河南地質調查所所長張人鑒與曹世祿一起於1947年在寶豐縣姚孟鄉東姚家嶺和黃山寨間定下第一批鑽孔，並於7月14日安裝好第一台鑽機正式開工。使用的鑽機是河南地質調查機構擁有的第一部以柴油機為動力的鑽機。該鑽孔於當年12月份鑽至117.04米後，因鑽桿用盡而停鑽。共見煤2層，厚度分別為1.95米和0.42米，在1948年出的《河南省煤礦志》中估計該煤田儲量為1億噸左右。1949至1950年上半年，又打鑽孔2個，深度分別為177.64米和188.37米，共見煤13層。其中，便於開採的煤2層，厚1.98米和1.77米。深部煤層限於當時鑽機條件無法探到。1947—1950年，共打鑽孔3個，總進尺483.05米，為以後對該煤田遠景的評估和大規模勘探提供了有用的資料。

1950年，為適應社會主義工業建設的需要，河南省人民政府特邀河南藉地質學家馮景蘭、張伯聲來豫調查地質礦產。馮、張兩教授與河南地質調查所全體技術人員共同組成豫西礦產調查隊，於6月19日至30日對平頂山煤田進行了12天調查。由馮景蘭執筆編寫了《河南寶葉襄郟平頂山煤田》報告，報告中地形地質圖由韓影山、閻廉泉等測制，鑽孔柱狀圖由曹世祿等編繪。這個報告在進行地層與煤層對比和構造研究的基礎上，估算埋深500米以內煤儲量達7億噸，500—1000米煤儲量4億噸。馮景蘭的報告中，設計鑽孔60多處。建議「應速深鑽詳測，以為大規模開采之依據。」並著重指出：「平頂山煤田可能證明是黃河以南最大的煤田，並可能發展成為我國黃河以南數一數二的大煤礦。……本區煤質佳、儲量多、距武漢近，可能發展成華中鋼鐵廠最重要的燃料庫。」這次調查得到省政府的充分肯定。1950年7月河南省人民政府主席吳芝圃、副主席牛佩琮特為調查報告寫了緣起，稱這次調查「測成1；1萬寶葉襄郟煤田地形地質圖，明示地質構造，詳估儲煤總量，肯定其經濟價值，是這次工作者和政府的一大收獲」。

1951年，中國地質工作指導委員會令中南地質調查所派人前往核實，由開封分所的韓影山和長沙分所的劉元鎮共同前往調查，編著了《寶葉襄郟平頂山煤田地質》，結論與1950年的調查結果無大出入，但認為儲量可能還大，估計為13億噸。

1953年我國第一個五年計劃剛開始執行，中南地質局四○一隊就於9月在平頂山成立了，王先鋒、李汝生先後任隊長，韓影山任技術負責人。為確保找到急需的煉焦煤煤田，10月又成立了四○三隊對禹縣煤田開展普查，後因工作證實不適於煉焦而暫時作罷。1954年11月，大連中國科學院煤炭研究室編出《葉縣平頂山礦區煤質分析資料》，證實平頂山的煤適於煉焦，因而加速對其勘探。1955年初四○三隊撤銷，其技術負責劉元鎮調到四○一隊與韓影山共同負責技術工作。同年6月，由劉元鎮、韓影山執筆編寫出河南省第一份資料齊全的正規的煤礦勘探報告，即《寶葉襄郟煤田平頂山礦區地質勘探報告書》，提交工業儲量2.5億噸。當年8月，即為全國礦產儲量委員會批准。平頂山礦區是河南省第一個系統地打了大量鑽孔的礦區，鑽孔80個，總進尺24000米左右，取樣、化驗、水文地質工作都很詳細，並初步開展了測井工作。1954年，地質部地球物理勘探管理處組織了地質部第一個測井隊，與四○一隊配合進行煤田電測井，或為河南省物探工作的開端。

1956年，四○一隊改名為平頂山煤礦勘探隊，繼續提交了平落礦區精查地質報告、龍山廟和郝堂礦區勘探報告。到1957年元月，又提交了馬棚山、高皇廟礦區勘探報告。這些勘探報告為平頂山建設成中原煤炭基地提供了資源依據。1957年3月26日平頂山市正式宣告成立。

1957年7月，平頂山煤礦勘探隊又改稱河南省地質局平頂山地質隊，到1958年3月再更名為豫西地質隊，在繼續提交了香山寺和紅石山礦區勘探報告後撤離了平頂山，那時平頂山市已初具雛形了。該隊從1953年9月成立起至1958年撤離止，共提交平頂山煤田工業儲量9億噸以上，為平頂山一礦、二礦、三礦、四礦、五礦、七礦、十礦、十二礦、香山礦等井田的建設奠定了基礎。

1959—1967年期間，平頂山煤田先後由河南省（中南）煤田地質局一二五（一○一）隊、一二六隊及物測隊進行勘查。一二五（一○一）隊（技術負責李志堅）對平頂山—龍門口、辛店、九宮山等區進行普查找煤。物測隊配合礦區勘查開展了地震和電法勘探，推測辛店斷層以東、首山以南有隱伏煤系地層。一二五（一○一）隊劉乃壩依據物探資料在辛店斷層以東、首山以南隱伏區發現了辛店含煤區（現平八礦），獲新增儲量2億多噸，並初步查明煤田北翼九宮山含煤區（現平十三礦），提交了4億噸普查儲量，為煤田東延北擴做出了貢獻。一二六隊（技術負責陳義方）對八礦、九礦進行了勘探，對香山寺礦進一步做了工作。此外，平頂山礦務局對六礦進行了補充勘探。這期間，共提交工業儲量約7億噸。

1975年，河南省煤田地質勘探公司地質一隊（技術負責景金城）編寫了十三礦（原九礦東部）精查補充勘探報告，提交儲量2.62億噸。1978年河南煤田地質公司地質四隊（主任工程師劉乃壩）編寫了十三礦（西部）精查勘探報告，計算儲量總計達5.37億噸。1984年，因設計首採的七₄煤只達詳查程度，需再做工作，就由河南煤田地質公司地質四隊（總工程師朱澤恩）對十三礦進行了二次補充勘探，探獲設計首採的七₄煤精查儲量4479萬噸。1987年，平頂山礦務局提交十一礦勘探報告。1988年，煤炭部一二九隊提交一、四、六礦深部擴勘地質報告。

截至1991年底，平頂山煤田累計探明煤炭儲量52.35億噸，保有儲量48.18億噸。平頂山煤田原煤產量達2000萬噸以上，居河南省各煤田首位。

平頂山煤田的發現和大規模開發與國民經濟建設的需要緊密相連。當地古時雖有小煤窯，但只採淺部，產量又少，不引人注意。1947—1950年的調查和普查鑽施工，為煤田的發現提供了線索。新中國成立後，百廢待興，急需找到合適的煤炭資源以作工業發展的能源，遂促成馮景蘭、張伯聲兩教授的豫西之行。以馮、張兩教授和河南地質調查所技術人員組成的豫西礦產調查隊詳測剖面，致力於地層和煤層的對比及地質構造的研究，特別注意從總體上把握煤田的規模。馮景蘭教授以嚴謹的科學態度和淵博的學識深入分析調查所獲得的資料，肯定了煤田的遠景，並命名為平頂山煤田，引起有關部門的高度重視。他們和豫西礦產調查隊的工作成為大規模組織地質隊伍進行煤田勘探的先聲。至1953年，國民經濟初步得到恢復，大規模經濟建設提到了日程上，煤質好、交通便利、距華中鋼鐵基地武漢較近的平頂山煤田理所當然地成為首批勘探的重點目標之一。1953—1958年，四○一隊的勘探工作提供了第一批進行大規模煤炭開采所需的工業儲量，平頂山煤田的價值被肯定，使長期以來荒涼貧瘠的寶葉襄郟四縣接壤的平頂山一帶迅速改變了面貌。一座座礦井相繼建起，大量的煤炭有力地支援了國家建設，一個以煤炭資源為依託的新興城市在中原大地上建立。今天的平頂山市已經發展成為有數十萬人口、年產2000多萬噸原煤，擁有煉焦、電力、紡織、化肥、化纖等許多行業的欣欣向榮的工業新城。

地質勘探工作者在平頂山市的建立與發展中，起了開路先鋒的作用。鑒於地質工作者對平頂山市的卓越貢獻，河南省人民政府和地質礦產部決定在平頂山市建立紀念碑。中共中央總書記江澤民於1991年元月17日欣然命筆，為紀念碑寫了「獻身地質事業無尚光榮」的題詞。這紀念碑是紀念、是表彰，也是歷史的見證。它不僅是對從事平頂山煤田勘查的地質工作者的鼓勵，也是對全國廣大地質工作者所從事的事業和成績的肯定。平頂山煤田這個中原中部大地的能源寶庫的發現史和平頂山市這個新興城市的蓬勃發展史就是獻身地質事業無尚光榮的最好的例證。

3. 平頂山市私立中學有哪些

1、寶豐縣紅星學校：是經教學主管部門批准，由民營企業家陶紅星先生於2000年7月創辦的一所容幼兒園、小學、初中、高中為一體的全封閉寄宿式學校。學校位於寶豐縣城迎賓大道東段，佔地面積380餘畝，建築面積12萬多平方米，總投資1.2億元。

2、平頂山藍天中學：是「河南省先進辦學單位」、「平頂山市教育教學質量先進學校」。藍天學校是「河南省先進辦學單位」、「平頂山市教育教學質量先進學校」。

3、平頂山楓葉國際學校：現開設幼兒園、小學、中學三個學段。平頂山楓葉國際學校秉承中西教育優化結合，實施素質教育的辦學理念，致力於不分種族、膚色、國籍，為所有受教育者提供一流的教育服務。

4、平頂山韋倫雙語學校：是經市教育局批準的一所高標准、高質量、特色鮮明的寄宿制學校，北京101中學網校合作學校，北京大學心理學系科研基地。

5、平頂山黃河外國語學校：位於平頂山新城區鳳凰山上，是經教育行政主管部門批准創辦的一所集幼兒園、小學、初中、高中為一體的，高標准、現代化、全日制、寄宿式的民辦學校，佔地235畝，與平頂山學院、河南城建學院成鼎足之勢。

4. 河南比特幣礦場在哪裡

你是指做比特幣礦機託管的礦場嗎？河南小的礦場蠻多，但是大的很少，多多礦在河南平頂山有礦場，你可以去了解下。

5. 誰知道平頂山的各個礦都屬於哪個區

十六家礦分布區域如下：

一礦：衛東區、二礦：新華區、三礦：新華區、四礦：新華區、五礦：新華區、六礦：新華區、七礦：新華區、八礦：衛東區、九礦：新華區

十礦：衛東區、十一礦：新華區、十二礦：衛東區、十三礦：許昌市襄城縣、大庄礦：石龍區（西區）、高庄礦：石龍區（西區）。

(5)平頂山十二礦比特幣擴展閱讀：

平頂山礦務局隸屬於中國統配煤礦總公司：擁有礦井14對：年設計生產能為1585萬噸：1989年生產原煤1815.72萬噸：在全中國統配煤礦中居第二位：實現產能8.11億元。

另外企業工程技術人員3200人：占職工總數的3.3%。1990年5月：通過了國家二級企業驗收評審：有現代化礦井5對：在多區分布礦產。

除此之外要注意的是平頂山礦務局所述的二礦、三礦、四礦、五礦、六礦、七礦、香山多種經營公司（九礦）、十一礦均在新華區轄境，要注意區分。

6. 平頂山市十二礦至八礦有小鐵道嗎

平頂山市十二筐到八礦有小鐵道

7. 男友想去河南挖礦，我該放心他去嗎

挖礦掙的錢多，一定要注意安全。只要安全措施到位了應該問題還是不大，因為工作始終是有人來做的。現在的安全保障挺高的。

8. 豫西晚古生代熱變煤的性質及結構研究

煤化作用歷程是影響煤性質及結構的重要因素之一。蘇聯學者波格丹諾娃［1］對典型熱變煤( 通古斯煤田煤) 與深成變質煤( 頓巴斯煤田煤) 所作對比研究表明: 熱變煤具有 H/C低、碳含量低、發熱量低、粘結性較差等特點。我國晚古生代煤田區域熱變質作用廣泛發育，豫西煤田可作為典型代表。筆者選取煤田中部濟源、焦作、新密、臨汝及平頂山五個礦區不同變質程度的熱變煤作了工業分析與元素分析，傅立葉變換紅外光譜、順磁共振、熱解色譜、有機差熱及 X-衍射分析，經與四川中梁山的典型深成變質煤對比研究，探討了區域熱變質作用對煤性質及結構的影響特徵。

一、煤變質作用背景

豫西煤田石炭二疊紀含煤地層為一套海陸交替相含煤建造，其煤變質分帶是以圍繞濟源、焦作及永城無煙煤為中心，呈北西西向橢圓形環帶狀分布( 圖 1) ，其形成是在深成變質的基礎上迭加了區域熱變質作用的結果。根據區域地質特徵，煤變質史可明顯分為兩個階段: 深成變質作用階段與熱變質作用階段。前者從煤層形成始，延續到侏羅紀早期，盆地沉積中心在焦作濟源一帶，山西組二1煤達瘦煤階段，新密達焦煤階段，朝川達氣煤階段( 表1) 。整個燕山期屬熱變期，據煤 系地層中熱液石英脈均一法包體測溫，在異常古地熱流影響下，濟源礦區古地溫曾高達 350℃，新密 260℃，朝川 190℃，平頂山十二礦 160℃，這種古地溫場是造成目前煤變質分布的原因。

四川中梁山龍潭組K₁煤層屬典型深成變質煤，所受最高古地溫從未超過140℃^［2］，根據卡委爾圖解推算(現在地溫梯度2.5℃/100m，年平均氣溫20℃)，R°_max為1.58%，與實測鏡質組反射率(R°_max為1.64%)相近。聚煤環境為潟湖-海灣^［3］，與豫西煤田山西組二₁煤相同。

圖1 豫西地區山西組二₁煤煤變質分帶

表1 豫西煤田煤變質特徵(二₁煤為例)

二、實驗樣品

區內研究樣品取自煤田中部的濟源、焦作、新密、臨汝及平頂山五個礦區，包括山西組二₁煤，太原組一₁煤及下石盒子組五₃煤。鏡質組最大反射率R°_max從0.89%到6.80%。為排除煤岩成分及無機礦物對分析結果的影響，樣品均為手選鏡煤，除工業分析、元素分析樣品外，其他分析樣品破碎到0.50mm。用濃度為10%的鹽酸處理6小時。經鏡檢，均質鏡質體含量均超過93%，礦物含量不到2.0%。樣品特徵詳見表2。

表2 樣品特徵

三、實驗結果與討論

從煤的元素分析與工業分析結果(表3)來看，等變質程度(以R°_max%為准)的熱變煤與深成變質煤相比(5^#、6^#)，V^r低，H^t低，H/C低;而元素組成相近的熱變煤與深成變質煤相比(3^#、5^#)，具有V^r高，R°_max%低的特徵。

表3 鏡煤的工業分析與元素分析

(一)熱變煤的FTIR光譜特徵

隨煤化程度的增高，區內熱變煤FTIR光譜體現了有規律的變化(圖2，圖3)。

圖2 熱變煤的FTIR光譜圖

圖3 熱變煤的P₁、P₂與R°_max關系圖

第一，反映芳香烴結構的3020cm^－1與890～700cm^－1吸收峰，呈有規律的增強，到中變質無煙煤階段(11^#)除870cm^－1峰有微弱顯示外，其他均消失。

第二，代表脂肪烴的吸收峰2920、1460、1375cm^－1隨煤級的變化是復雜的:2920cm^－1逐漸減弱，而1460、1375cm^－1在焦煤(3^#)中最強，到無煙煤階段(11^#)消失。一般認為，P₁代表芳香烴與脂肪烴的相對比例^{［5］、［6］}，P₂是芳香縮合程度的指標^［4］。這兩個參數隨煤級的增高而增加。

第三，出現在1100～1330cm^－1寬頻帶區域的含氧基團振動峰在肥煤階段還相當明顯，到焦煤中已很弱，與煤中芳香烴含量的變化正好相反。有人認為，煤的熱變質作用最初化學反應是芳烴取代苯環上的含氧基團。

第四，在1710cm^－1附近的頻帶，代表煤中C==O伸縮振動，在貧煤中還存在，可能是煤中殘存的醛酮結構，在1650cm^－1處有一個不斷增加的疊加峰，可能是螯形結構的醌基^［7］。

高變質無煙煤的紅外光譜是一條平滑傾斜的曲線，這並不代表煤中不再存在芳香烴結構，而是由於煤分子結構高度芳香化，烴類結構不能顯示原有性質所致。

表4的結果表明，即使朝川煤的煤級明顯比中梁山煤低，但其P₁，P₂值均大得多，這說明在熱變煤分子結構單元中，氫原子多集中在芳環上，且具較大芳香度。在900～650cm^－1代表芳香烴面外彎曲振動的吸收峰，朝川煤也強得多，但出現在1100～1350cm^－1范圍內含氧基團的吸收峰則剛好相反(圖4)，中梁山煤出現了1335、1264、1164、1087cm^－1幾個明顯峰，而朝川煤僅有1327、1204、1115cm^－1三個弱峰，這與其元素分析中含氧量低相吻合。一般醇C==O伸縮振動吸收峰出現在1200～1000cm^－1之間，而酚出現在1300～1200cm^－1范圍內^［8］;在焦煤階段，含氧官能團主要以OH形式存在^［9］。結合這兩方面理解，可以認為中梁山煤以醇形式存在的OH基佔有一定比例，而朝川煤主要以酚的形式存在。

由於FTIR光譜的高度精確性，據Peter^［10］的研究，在2917與1600cm^－1附近兩峰的位置與溫度作用有關，隨煤受溫的增加，均向低波數移動。區內熱變煤受溫較高，這二峰均處於較低波數(表4)。

綜上所述，可得出初步結論:熱變質煤與深成變質煤在結構上具有明顯的區別。在熱變煤中，碳以較大比例存在於芳環中，氫多集中在芳環上，含氧官能團少，主要以穩定的OH(酚)形式存在;在深成變質煤中，還有COOH、CHO基團。區域熱變質作用促使C、H向芳香稠環移動，並逐步取代芳香環上的含氧基團。

表4 朝川煤與中梁山煤FTIR光譜定量解釋結果

註：3號樣品：P₁=I3054/I2917=0.28，P₂=I1604/I1439=1.50,

5號樣品：P₁=I3054/I2923=0.16，P₂=I1605/I1442=1.13。

圖4 朝川煤與中梁山煤FTIR光譜圖

(二)熱變煤的ESR特徵

應用ESR研究煤可取得三個有益的參數:自由基度濃度(Ng)、共振峰寬(ω)及自由基信號的位置(g因子)。前者反映煤中自由基的絕對數量，後兩者反映自由基所處的化學環境。將本區熱變煤ESR結果與美國煤田煤^［11］對比，發現兩點有趣的的規律(圖5，表5):

圖5 熱變煤與美國煤C^r－Ng對比圖

表5 ESR分析結果

第一，本區煤的自由基濃度比美國煤高0.5～1.0個數量級，最大值出現在C^r92.0%左右，體現了明顯超前(美國煤在C^r94%左右)。

第二，美國煤的g值在2.0027以上，而本區煤多在2.0027以下，明顯偏小，且共振峰線寬度也明顯的窄。

煤變質程度相近的本區煤與中梁山煤相比，亦體現自由基濃度大，g因子與線寬小的特徵(表5)。

上述現象的出現與本區煤的熱變質作用是分不開的。對煤中自由基的來源，A.馬爾香^［12］作過精闢的論述，他認為是煤分子在熱解過程中，小分子脫落而在母體上留下的「疤痕」。中梁山K₁煤所受古地溫從未超過140℃，而區內與其變質程度相近的熱變煤受溫在190℃以上。在較高溫下的熱變質作用增強了分子縮聚反應，促使小分子脫落成自由基，它們以更大程度集中在芳香環上，穩定性大，這必將導致煤中自由基濃度大。同樣，熱變煤中雜原子少，自由基與H、O關系小，而多集中在芳香環上，因而線寬、g值低。

隨煤級增進，煤中穩定自由基迅速增加，當達到一定數量級時(10²⁰個/克)，其間距太小，則導致熱變煤中上述「超前」衰減現象^［12］。也有人認為，自由基濃度降低是在變無煙煤中形成自由電子的緣故^［12］。

(三)熱變煤的熱解色譜特徵

熱解色譜是評價油源岩的簡單可靠而有效的方法，最近用來研究煤的結構與性質也很有成效。熱解色譜可獲得四個參數^［13］:

S₁:代表煤中300℃前低溫解析烴的含量，受外因條件影響大，意義有限。

S₂:主要是450℃前煤受熱解的析烴含量，也包括少量瀝青質裂解產物。

S₃:代表煤中含氧基團熱解成CO₂的含量。

T_max:是S₂對應的最高裂解溫度。

表6是實驗結果。本區熱變煤與中梁山煤相比，T_max大，S₁、S₂、S₃均低。這與FTIR、ESR結果相一致。T_max是煤級與有機質類型的綜合反應，對於同類型有機質，它與溫度呈正相關。因此，熱變煤的T_max較大。

表6 鏡煤的熱解色譜特徵

S₂受煤級、煤岩成分及還原程度的影響。據M.Teichmüller(1983)^［13］的研究，S₂在R°_max0.80%左右達最大值，隨煤級進一步增加而明顯減小。中梁山煤S₂明顯偏大的反常現象只能用變質條件不同解釋。由於熱變質作用，鏡質組過早失去脂肪結構，而穩定性大的芳烴多，使煤象受過一次低溫「熱處理」，必然導致S₂減少。

S₃與煤中含氧量及存在形式有關，因在深成變質煤中，含氧量多，存在形式多樣，故其S₃明顯偏大。

圖6 朝川煤與中梁山煤有機差熱分析圖

(四)有機差熱分析

中梁山煤與朝川煤有機差熱曲線極為相似(圖

6)，選取三個參數作定量討論:(1)兩放熱峰T₁、T₂的溫度;

(2)第一峰高比第二峰高B₁/B₂;

(3)兩放熱峰對應的熱失重比Q₁/Q₂。

從失重率與放熱峰所對應溫度來著，兩者基本相同，但朝川煤B₁/B₂、Q₁/Q₂值比中梁山煤低得多(表7)。根據羅伯特等人實驗結果^［12］，煤或乾酪根在熱解過程中，400℃前主要生成CO₂、CH₄、H₂、N₂等氣體，有些則聚合成穩定性較大的芳烴，因此其第一峰較深成變質煤弱得多。

表7 有機差熱分析結果

從圖7中可見，朝川煤在400℃才開始失重，比中梁山煤高30℃，其在540℃前失重率比中梁山煤小。這表明，雖朝川煤V^r高，但其中有相當一部分在較高溫下才能逸出，這與熱變煤上述一系列特徵是分不開的。

圖7 朝川煤(3^#)與中梁山煤

(五)熱變煤的X-衍射特徵

區內熱變煤的X-衍射特徵隨煤級增高作有規律的變化(圖8，表8)。

圖8 鏡煤的X-衍射圖

表8 鏡煤的X-衍射分析結果

注:L_a—層片直徑;L_c—層片堆積高度;d₁—面網間距(002);d₂—面網間距(001)。

(1)(002)衍射峰不斷變尖變窄，峰的位置向大衍射角方向移動，(001)衍射峰雖不強，但有明顯顯示，並向小衍射角方向移動。

(2)L_a迅速增大，L_c在中變質無煙煤階段出現波狀轉折，d₁值不斷減小，d₂值不斷增大。

這些規律早在20世紀50年代Hirsh、Brown^［9］就作過詳細描述。值得注意的是等變質程度的熱變煤與深成變質煤相比(表8)，具有L_a大，d₂大，L_c小，d₁大的特徵，特別明顯的是L_a/L_c偏大。根據人工碳化實驗^［14］與室內模擬實驗研究^［15］，溫度的作用有利於L_a的增長，而L_c、d₁則與壓力關系密切，強大壓力作用有利於煤晶核堆砌高度的增加，而減小芳香層片間的間距。中梁山煤的L_c、d₁值相當於新登礦煤(9^#)，而d₂、L_a值比朝川煤還小得多。這表明煤結構指標間的不協調性受煤變質因素的控制、熱變煤與深成變質煤相比，其煤晶核呈較薄的方形。

四、結語

煤變質地質條件的可變性是導致煤光學性質、化學工藝性質及結構指標之間不協調發展的主要原因。在深成變質條件下形成的煤，那些與靜壓力密切相關的性質得到充分發展;而熱變煤中，那些與溫度相關密切的指標得到「優先」演化。與等變質程度的深成變質煤相比，熱變煤所受古地溫較高，加快了煤分子縮聚反應，致使其H/C低，V^r小，自由基濃度大;熱解T_max大，S₂較小;差熱失重溫度較高;在煤晶核結構上，具有L_a大、d₁大的特徵。

煤的變質作用類型是影響煤性質及結構的重要因素之一。以往的工作對成煤植物、成煤環境及其他地質條件對煤質及其結構的影響研究得比較深入，而忽視了泥炭在轉變成煤的漫長地質歷史中煤化作用的條件對煤質的制約。我國晚古生代煤田煤變質類型多種多樣，大多數在燕山期受到異常古地熱流的影響，在深成變質的基礎上疊加了第二次區域熱變質作用，對中、高變質程度煤的形成起了主要作用。因此，加強這方面的研究，具有深遠的理論意義與現實意義。

本課題得到我室實驗室主任毛鶴齡工程師的大力支持;在采樣工作中，得到河南省有關礦務局的大力協助;承蒙北京煤化所煤質室完成煤的工業分析與元素分析，北京石油規劃院實驗中心完成FTIR、熱解色譜及有機差熱分析，中國科學院生物物理所完成ESR分析，河南省地礦局物測中心完成X－衍射分析，核工業部第三研究所完成包體測溫，在此一並致謝。

參 考 文 獻

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［16］武漢地質學院煤田教研室.煤田地質學(下冊).北京:地質出版社，1981

(本文由肖賢明、任德貽合著，原載《煤田地質與勘探》，1988年第3期)