检索结果-南通市图书馆

高锂无烟煤中不同赋存态锂同位素组成趋同特征及其机理

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煤炭学报 2022年第5期47卷 1773-1781页

作者：孙蓓蕾孔艳磊王国权刘超 IKEH Justin Tobechukwu 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 煤与煤系气地质山西省重点实验室山西太原030024

煤和含煤岩系中Li是全球Li资源潜在来源之一,引起了国内外高度重视。沁水盆地局部地区煤中Li异常富集,探讨其同位素组成特点与演化有助于深化锂富集分配机制认识。以盆地北部阳泉矿区新景矿8号无烟煤层为研究对象,利用电感耦合等离子体... 详细信息

煤和含煤岩系中Li是全球Li资源潜在来源之一,引起了国内外高度重视。沁水盆地局部地区煤中Li异常富集,探讨其同位素组成特点与演化有助于深化锂富集分配机制认识。以盆地北部阳泉矿区新景矿8号无烟煤层为研究对象,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和X射线衍射仪(XRD)测定Li质量分数和矿物组成,结合逐级化学提取试验,确定煤中Li的赋存状态。利用多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS),测试煤样和不同赋存状态Li的同位素组成,探讨了煤化作用过程中Li同位素分馏特征。结果表明:煤样Li平均质量分数达138.04μg/g,高于世界硬煤中的平均质量分数(14μg/g);主要载体为高岭石,有少量Li以有机结合态的形式存在;原煤样中δ7Li的均值为-2.13‰,硅酸盐结合态δ7Li的均值为-1.15‰,有机结合态δ7Li均值为-1.53‰,不同赋存状态Li同位素组成相似。研究认为,无烟煤中Li同位素组成趋同机理为:①煤化作用过程中轻的6Li从有机结构中脱除,再次吸附到黏土矿物中,导致煤中有机结合态Li同位素组成变重,硅酸盐结合态Li同位素组成变轻;②在水-岩反应过程中,硅酸盐矿物中重的7Li很容易被溶液萃取,导致硅酸盐结合态中重的7Li流失,Li同位素组成变轻;③煤化作用升温过程有助于Li元素的扩散,促使Li同位素达到动力学分馏平衡。

关键词：锂同位素赋存状态高锂煤沁水煤田水岩反应

山西省沁水煤田云泉矿区煤中硫赋存规律及地质成因研究

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矿业安全与环保 2022年第6期49卷 13-18页

作者：郭强张鹏山西省地质矿产研究院有限公司山西太原030001 煤与煤系气地质山西省重点实验室山西太原030001

以煤质煤岩数据和以往钻孔资料为基础,查明了云泉矿区9号煤层中高硫煤主要分布在矿区的南部,15号煤层高硫煤主要分布在矿区的东南部与北部。通过相关性分析发现,云泉矿区灰成分指数K与黄铁矿硫含量呈正相关关系,促进了黄铁矿硫的形成;... 详细信息

以煤质煤岩数据和以往钻孔资料为基础,查明了云泉矿区9号煤层中高硫煤主要分布在矿区的南部,15号煤层高硫煤主要分布在矿区的东南部与北部。通过相关性分析发现,云泉矿区灰成分指数K与黄铁矿硫含量呈正相关关系,促进了黄铁矿硫的形成;而煤灰成分中Fe_(2)O_(3)的含量与全硫和硫化铁硫含量呈正相关关系。通过煤相分析发现,云泉矿区在形成的过程中经历了较为频繁的海进海退,煤中硫的含量和形态受到海水影响较大。

关键词：沁水煤田云泉矿区高硫煤煤中硫赋存规律地质成因

古泥炭沉积环境及其对微量元素的控制:以宁武煤田东露天煤矿11#煤层为例

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古地理学报 2022年第6期24卷 1210-1223页

作者：王国权孙蓓蕾刘超武杰潘欣雨曾凡桂太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 煤与煤系气地质山西省重点实验室山西太原030024 煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048012

古泥炭形成时期沉积环境对煤中微量元素的富集具有重要的影响,而煤相和相关地球化学参数是指示古泥炭沉积环境的重要标志。以宁武煤田平朔矿区东露天煤矿11#煤层为例,利用煤相参数、地球化学参数和矿物学特征对东露天11#煤层的古泥炭沉... 详细信息

古泥炭形成时期沉积环境对煤中微量元素的富集具有重要的影响,而煤相和相关地球化学参数是指示古泥炭沉积环境的重要标志。以宁武煤田平朔矿区东露天煤矿11#煤层为例,利用煤相参数、地球化学参数和矿物学特征对东露天11#煤层的古泥炭沉积环境进行了重建,并探讨了沉积环境对微量元素富集的影响。结果表明:(1)东露天煤矿11#煤层煤相类型包括障壁岛潟湖低位沼泽相、下三角洲平原低位沼泽相和上三角洲平原低位沼泽相3种类型,受海侵影响,沼泽水体pH、古盐度、氧化还原状态和水动力条件呈现动荡变化;(2)11#煤层中元素Li(平均133.50μg/g)、Zr(平均198.12μg/g)和Pb(平均60.76μg/g)含量远高于世界硬煤;(3)微量元素在11#煤层剖面中表现为2种不同的组合,即Li-Zr-Nb-Ta-Hf组合和Pb-Cu-Ga-Ge-Tl-REY组合,前者主要在DLT-11-2、DLT-11-6和DLT-11-10这3个层位富集,这些层位具有相似的沉积环境,为海水(咸水)、酸性、缺氧—还原、水动力较强、硫含量相对较低的障壁岛—潟湖低位沼泽相,而后者主要在DLT-11-0、DLT-11-4和DLT-11-8这3个层位富集,沉积环境也相似,为海水(咸水)、碱性、氧化或缺氧、水动力较弱、硫含量相对较高的下三角洲平原低位沼泽相。该成果将为含煤盆地关键金属矿产资源的勘探开发和煤炭资源的清洁利用提供理论依据。

关键词：煤层微量元素沉积环境地球化学宁武煤田山西

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中煤阶煤结构演化的Raman光谱表征

煤炭科学技术 2023年第8期51卷 295-303页

作者：邵燕陈小珍李晔熙左家琦崔曦蒋恒宇李美芬太原理工大学地球科学与工程系山西太原030024 太原理工大学煤与煤系气地质山西省重点实验室山西太原030024

发生在中煤阶阶段的第二次煤化作用跃变导致煤的许多物理化学性质出现了转折性变化,而聚集态结构变化可能是导致这种转折性变化的根本原因。为详尽研究中煤阶煤结构演化特征及其与第二次煤化作用跃变的关系,选取了6个跨越第二次煤化作... 详细信息

发生在中煤阶阶段的第二次煤化作用跃变导致煤的许多物理化学性质出现了转折性变化,而聚集态结构变化可能是导致这种转折性变化的根本原因。为详尽研究中煤阶煤结构演化特征及其与第二次煤化作用跃变的关系,选取了6个跨越第二次煤化作用跃变的中煤阶煤样(R_(o,max)=1.10%~1.63%),应用拉曼光谱法(Raman)对其进行结构表征,并利用分峰拟合软件分别对其一级模和二级模光谱曲线进行分峰拟合,在此基础上计算了相关结构参数。结果表明:Raman结构参数随R_(o,max)的演化不是线性的,反映煤结构演化的复杂性,据Raman结构参数的演化特征,可以将R_(o,max)=1.10%~1.63%阶段的煤化作用分为3个阶段,转折点分别位于R_(o,max)=1.30%和R_(o,max)=1.50%附近,正好与前人发现的第2次和第3次煤化作用跃变发生的位置相当,说明Raman结构参数可以反映煤化作用跃变的发生,同时也表明Raman光谱是一种研究煤结构的有效手段。第1阶段为R_(o,max)=1.10%~1.30%,以长链脂肪族结构裂解生成液相物质为主,同时断裂后的较短链的脂肪烃及芳环上的脂肪族取代基会形成脂肪环结构,煤结构的支链化程度增加,阻碍了芳香体系之间的定向排列,芳香体系排列有序度达到最差,表现为WG最小(G峰位置),FG/D最大(F为两峰半高宽比),A_(D)/A_(G)最小(A为峰面积),AS/A1增加,A_((2G)R)/A_(2)大幅减小;第2阶段为R_(o,max)=1.30%~1.50%,上一阶段形成的脂肪环发生芳香化作用,导致芳香C—H结构含量增加,无定形碳含量达到最少,芳香化程度及芳香结构有序度均增加,表现为A_((GR+VL+VR))/A_(D)、A_((GR+VL+VR))/A_(G)和FG/D大幅减小,A_(D)/A_(G)增加,WG及d(G-D)快速增加;第3阶段为R_(o,max)=1.50%~1.63%,一方面,第二阶段形成的芳香环之间发生缩聚反应,导致A_((2G)R)/A_(2)减小,另一方面,芳香环体系间的各种桥键继续断裂,导致一些小尺寸芳香结构的生成,表现为A_((2G)R)/A_(2)减小,WG小幅减小,A_((GR+VL+VR))/A_(D)和A_((GR+VL+VR))/A_(G)增加。这些结果是深入理解煤化作用跃变机制及煤化作用机制的基础。

关键词：中煤阶煤 Raman光谱结构演化聚集态结构煤化作用跃变

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山西省下煤组瓦斯含量和成分变化规律研究

中国资源综合利用 2022年第7期40卷 50-52页

作者：贾钰山西省地质矿产研究院煤与煤系气地质山西省重点实验室太原030001

随着煤层瓦斯开采规模的逐渐扩大,抽采的瓦斯气量和CH_(4)浓度逐渐降低。为了更好地利用煤层气和防治瓦斯,本文收集并整理了山西省下煤组的瓦斯成分数据5381个。经分析,大同煤田、宁武煤田中北部和霍西煤田的瓦斯含量及CH_(4)浓度较低,... 详细信息

随着煤层瓦斯开采规模的逐渐扩大,抽采的瓦斯气量和CH_(4)浓度逐渐降低。为了更好地利用煤层气和防治瓦斯,本文收集并整理了山西省下煤组的瓦斯成分数据5381个。经分析,大同煤田、宁武煤田中北部和霍西煤田的瓦斯含量及CH_(4)浓度较低,河东煤田南部和沁水煤田中东部瓦斯含量及CH_(4)浓度较高。随着深度逐渐增加,挥发分含量降低,瓦斯含量和CH_(4)浓度逐渐升高,N_(2)和CO_(2)的浓度逐渐降低,重烃的浓度也在降低,但趋势不太明显。

关键词：下煤组瓦斯含量成分变化规律

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沁水煤田无烟煤基石墨烯的制备及技术表征

中国煤炭地质 2022年第5期34卷 6-10,30页

作者：董敏山西省地质矿产研究院太原030001 煤与煤系气地质山西省重点实验室太原030001

石墨烯是21世纪新兴的碳纳米材料,具有巨大的应用潜力。煤炭具有价格低廉、储量丰富的特点,将煤用于石墨烯等新型碳材料及其复合材料的开发应用是一项极具探索性的工作。以无烟煤为原料,采用改良的Hummers氧化还原法,基于不同石墨化度... 详细信息

石墨烯是21世纪新兴的碳纳米材料,具有巨大的应用潜力。煤炭具有价格低廉、储量丰富的特点,将煤用于石墨烯等新型碳材料及其复合材料的开发应用是一项极具探索性的工作。以无烟煤为原料,采用改良的Hummers氧化还原法,基于不同石墨化度的煤基石墨制备石墨烯开展系统研究,综合利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等表征手段对原煤以及过程产物的化学结构进行表征,结果显示,所制得的煤基氧化石墨样品均在12°~13°出现特征峰,由于含氧官能团的引入其层间距为0.64nm,煤基石墨烯厚度为0.4~3nm,层数在1~10层,片径在1μm以下,其中BZ2-M4制备的煤基石墨烯化学结构较好。

关键词：无烟煤煤基石墨煤基氧化石墨煤基石墨烯

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晋城高硫煤大分子结构表征及模型构建

煤矿安全 2023年第12期54卷 48-55页

作者：靳亮亮相建华相兴华常天翼太原理工大学煤与煤系气地质山西省重点实验室山西太原030024 山西能源学院山西晋中030600

从分子水平上认识、表征高硫煤的结构特征对于清洁高效利用高硫煤具有关键意义。利用工业元素分析、高分辨率透射电镜、激光解吸飞行时间质谱、13C核磁共振波谱和X射线光电子能谱技术对晋城高硫煤的分子结构进行表征。结果表明:晋城高... 详细信息

从分子水平上认识、表征高硫煤的结构特征对于清洁高效利用高硫煤具有关键意义。利用工业元素分析、高分辨率透射电镜、激光解吸飞行时间质谱、13C核磁共振波谱和X射线光电子能谱技术对晋城高硫煤的分子结构进行表征。结果表明:晋城高硫煤中的芳香层片长度分布范围较宽,且以2×2和3×3形式居多;杂原子结构中氮原子以吡啶氮和吡咯氮为主,硫原子的存在形式包含硫醇、硫醚、噻吩、亚砜和砜等多种结构,氧原子主要存在于羟基、羰基、和醚氧中,同时,结构中脂肪侧链长度较短,且支链化程度较低。根据高分辨图像提供的芳香碳骨架信息,从中选取327个芳香层片作为结构模型的基本骨架,在依次实现脂肪结构和杂原子官能团的添加后对其进行优化,得到了与上述实验数据吻合的高硫煤分子结构模型,模型由95个单体分子组成,原子数量为18882个,分子式为C_(12119)H_(6279)O_(214)N_(118)S_(152),分子量为161647Da。通过构建的分子结构模型可应用于进一步研究高硫煤的物理化学性质及反应性等。

关键词：高硫煤结构特征基本骨架大分子结构分子结构模型

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山西省晋城矿区太原组煤中锂的富集机理

地质论评 2023年第S01期69卷 137-138页

作者：李健张绍韡王红冬解锡超鲁馨肖珍山西省地质矿产研究院有限公司太原030001 煤与煤系气地质山西省重点实验室太原030001 三气共采山西省技术创新中心太原030001

煤炭是种特殊的沉积有机岩石,其形成过程复杂,在其形成过程中的特殊地质和地球化学条件下,可以富集战略性金属,并且在丰度上可以和传统的金属矿床相当,在规模上可以形成大型或超大型金属矿床(代世峰等,2022)。为揭示山西省晋城矿区太原... 详细信息

煤炭是种特殊的沉积有机岩石,其形成过程复杂,在其形成过程中的特殊地质和地球化学条件下,可以富集战略性金属,并且在丰度上可以和传统的金属矿床相当,在规模上可以形成大型或超大型金属矿床(代世峰等,2022)。为揭示山西省晋城矿区太原组煤中锂的富集机理,选择典型煤矿进行了系统采样测试,探讨煤中锂的赋存特征与物源特征,以期为寻找和开发煤中战略性金属矿产资源提供理论指导。

关键词：煤中锂富集机理晋城矿区

近距离煤层复合反射波相位及振幅变化规律初探

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煤炭技术 2022年第7期41卷 86-90页

作者：史超群陈强成景旺王磊太原理工大学地球科学与工程系太原030024 煤与煤系气地质山西省重点实验室太原030024

近距离煤层的煤层厚度及煤层间距变化易引起多煤层反射波的复杂干涉,使地震波相位和振幅特征发生复杂变化,导致相位及振幅解释的多解性较强。为此,构建了两煤层厚度及煤层间距均连续等步长变化的近距离煤层模型,通过褶积正演分析了近距... 详细信息

近距离煤层的煤层厚度及煤层间距变化易引起多煤层反射波的复杂干涉,使地震波相位和振幅特征发生复杂变化,导致相位及振幅解释的多解性较强。为此,构建了两煤层厚度及煤层间距均连续等步长变化的近距离煤层模型,通过褶积正演分析了近距离煤层复合反射波的相位及振幅变化规律,探讨了振幅属性在煤层厚度、煤层间距变化以及煤层分岔、尖灭等地质现象解释中的适用条件。结果表明:对于近距离的2层煤,其反射波的干涉包括复合单波谷和复合双波谷2类,且当两煤层厚度或间距满足一定条件时,波峰、波谷等特征相位振幅呈现单调递增、单调递减或调谐变化等规律,对近距离煤层的煤层厚度、煤层间距变化及部分地质现象的解释具有一定的指导意义。

关键词：近距离煤层反射波干涉相位及振幅特征褶积正演