大同煤田接触变质煤的煤岩煤质变化规律 论文

大同煤田位于中国山西省大同市附近，是主要的煤炭资源产区之一。在石炭-二叠纪时期，该地区的煤层中发生了岩浆岩侵入事件，形成了接触变质煤。接触变质煤，顾名思义，是在岩浆侵入煤层的热力作用下，煤层物质结构和性质发生了变化的煤炭。这种变质作用通常会降低煤炭的利用价值，因为变质煤炭中的水分、灰分含量增加，而挥发分产率降低，煤质变硬，燃烧性能变差。研究接触变质煤的煤岩煤质变化规律，对于提高煤炭开采和利用效率具有重要的实践意义。研究者通过地质编录、系统采样、煤岩学分析、工业分析和元素分析等方法，对大同煤田中的辉绿岩岩墙及其周围煤层进行了详细的考察与测试。辉绿岩岩墙是岩浆侵入形成的地质构造，属于岩浆岩体的一种，这些岩墙的出现往往伴随着煤层的接触变质作用。研究中所提及的塔山井田是位于大同煤田的一个主要矿区，而塔山井田5222巷则是具体的研究地点。接触变质煤的形成条件和特征主要包括以下几点：在高温条件下，煤炭内部会发生结构变化，形成如镶嵌结构、流动结构、热解碳等天然焦的微观结构；侵入体对煤层的瞬时加热作用会显著提升热变煤的煤级，即镜质体最大反射率从正常的0.67%~0.87%增至接触变质煤的0.94%~3.67%；此外，接触变质煤中水分含量和灰分产率显著升高，挥发分产率降低。从元素组成上来看，靠近岩墙的煤样中碳（C）含量上升，而氢（H）、氮（N）、氧（O）含量下降。这些变化反映了煤质的化学成分在接触变质作用下产生了明显的分异。在实际应用方面，研究结果表明，岩墙接触变质作用对煤层的影响范围大约为4.5米，即大约是岩墙宽度的1.25倍，而严重变质带的范围为1.6米。这意味着，为了合理规划煤矿的开采与利用，必须充分考虑接触变质煤带的物理化学特性，从而对煤矿的开采方案进行科学的调整和优化。在关键词方面，本研究涉及辉绿岩、岩墙、接触变质作用、煤岩学等多个方面。其中，“辉绿岩”是指一种颜色为绿色的细粒的火成岩，常见于岩浆岩侵入体；“岩墙”指的是岩浆在地壳运动中侵入时形成的岩脉；“接触变质作用”是指热力作用导致的岩浆体与围岩之间发生化学和结构变化的过程；而“煤岩学”则是研究煤层岩石学特征和变化规律的科学。本论文为大同煤田接触变质煤的煤岩煤质变化规律提供了较为详尽的研究成果和数据支持，对于深入理解大同煤田的煤炭资源特性以及改进煤层开采技术具有重要的参考价值。通过对接触变质作用的研究，可以更好地评估煤田的开采潜力，制定合理的煤炭资源开发计划，从而提高煤炭资源的利用效率，减少开采成本，并促进煤矿的安全可持续发展。