南天煤矿地质报告.docx
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南天煤矿地质报告.docx
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南天煤矿地质报告
新疆维吾尔自治区昌吉市庙尔沟
新疆化工集团南天煤矿有限责任公司
生产地质报告
新疆煤田地质局一六一煤田地质勘探队
2005年8月
报告名称:
新疆维吾尔自治区昌吉市庙尔沟新疆化工集团南天煤矿有限责任公司生产地质报告
编制单位:
新疆煤田地质局一六一煤田地质勘探队
队长:
陶瑞(高级工程师)
总工程师:
王宝成(高级工程师)
地质科科长:
孟福印(高级工程师)
项目负责:
黄伟(工程师)
编制人员:
地质赫毅(工程师)施哈宁(高级工程师)
闫连群(助理工程师)丁艳(助理工程师)
程虹(工程师)彭明娟(助理工程师)
魏翠英(助理工程师)
测量魏聚瑞(高级工程师)徐建(工程师)
水文张国强(工程师)盖春平(工程师)
煤质李晓峰(工程师)
测井刘建强(工程师)
计算机制图:
施哈宁赫毅闫连群丁艳
彭明娟程虹魏翠英刘建强
徐建
文字打印:
赫毅
附图目录
顺序号图号图名比例尺
11区域地质图1:
10万
22矿区地形地质图1:
5000
33矿区水文地质图1:
5000
44岩煤层对比图1:
500
55矿区巷道图1:
1000
66-11勘探线剖面图1:
2000
76-22勘探线剖面图1:
2000
871勘探线水文地质图1:
2000
98-1A1号煤层底板等高线及资源量估算图1:
5000
108-2A2号煤层底板等高线及资源量估算图1:
5000
118-3A3号煤层底板等高线及资源量估算图1:
5000
128-4A4号煤层底板等高线及资源量估算图1:
5000
138-5A5号煤层底板等高线及资源量估算图1:
5000
148-6A6号煤层底板等高线及资源量估算图1:
5000
158-7A7号煤层底板等高线及资源量估算图1:
5000
169-11-1钻孔柱状图1:
500
179-21-2钻孔柱状图1:
500
189-32-1钻孔柱状图1:
500
199-42-2钻孔柱状图1:
500
附图目录
顺序号图号图名比例尺
2010测井对比图1:
500
2111-11-1测井曲线图1:
500
2211-21-2测井曲线图1:
500
2311-32-1测井曲线图1:
500
2411-42-2测井曲线图1:
500
25121-2钻孔抽水试验综合成果图表1:
500
26132-2钻孔注水试验综合成果图表1:
500
第一章概况
第一节目的和任务
新疆化工集团南天煤矿有限责任公司南天煤矿位于新疆昌吉市庙尔沟境内,煤炭资源十分丰富。
本次生产地质工作是由新疆化工集团南天煤矿有限责任公司与我队签署的协议合同,根据生产矿井的分布状况及为满足规划9万吨生产矿井的需要,重新在划定矿界范围内,充分利用前期生产矿井资料,完成地质工作,并编制提交煤矿生产地质报告,从而满足9万吨规划生产矿井对地质资料的需要。
本次工作的主要目的是在以往工作的基础上,根据《煤、泥炭地质勘查规范》的要求,进行地质工作,为建设9万吨矿井提供准确、详实的地质资料,主要地质任务及工作程度如下:
1、导入国家正规测量系统,完成控制测量、地形测量、地形地质填图、机械岩芯钻探、物探测井及样品采集化验工作;
2、完成对现有巷道的全仪器测量工作,同时完成对掘进巷道的地质测量和编录工作;
3、查明主要构造形态及其复杂程度;
4、详细了解可采煤层的层数、层位、厚度、结构和分布范围;
5、查明煤层的煤质特征,并确定煤类;
6、初步查明矿区的水文地质条件;
7、详细调查了解矿区的瓦斯情况,井下涌水、煤层自燃,主要煤层顶底板的稳定程度等;
8、在完成上述工作的基础上,编制生产地质报告,以满足规划矿井建设及设计的需要,并提交主采煤层的资源量。
第二节位置与交通
新疆化工集团南天煤矿有限责任公司南天煤矿位于昌吉庙尔沟镇以南,行政区划属昌吉庙尔沟乡管辖。
东距乌鲁木齐市70公里,北距昌吉市85公里,距庙尔沟镇9公里,矿区有简易公路与通往庙尔沟的沥清公路相连,交通较为便利。
整个矿区呈不规则近方形近南北向展布,长1.50公里,宽1.40公里,总面积约2.12平方公里。
其工作区中心地理座标为:
东经:
86°55′10″Y:
29493500
北纬43°27′06″X:
4813000
其拐点座标为:
矿区拐点坐标
表1-1-1
点号
纵坐标
X
横坐标
Y
点号
纵坐标
X
横坐标
Y
S1
4812160
29493570
S4
4814000
29493867
S2
4812500
29493980
S5
4813590
29492500
S3
4813160
29494135
S6
4812160
29492940
第三节自然地理
1、地貌特征
井田位于头屯河西侧,海拔高度1600~2100米,相对高差500米。
头屯河沿矿区东界流过,矿区展布于群山之中,属侵蚀、剥蚀中山地貌。
地势北高南低,东高西低。
2、水系
东侧边界处头屯河为一条区域性地表常年水流,由南西流向北东。
河道宽20~60米,河床宽150~300米,河流流量随季节变化较大,据昌吉市气象站在上游制材厂、下游哈地坡观测,年平均迳流量,制材厂站为6.34~8.24立方米/秒,哈地坡站为8.44~9.97立方米/秒。
该河流可满足生活及工业用水。
3、气象
本区属大陆性气候,冬季寒冷,夏季炎热,春秋雨季气候多变,据昌吉气象站观测资料,全年最低气温在1~2月份,为-14.8℃~17.3℃,极值达-28℃。
最高气温在7、8月份,为23.4℃~25.8℃,极值达30℃,昼夜温差大一般为10℃。
全年降水量少,蒸发量大,年降水量467.2mm;7~8月降水量最大为25.6~52.2mm,年蒸发量1117.7mm,最大月蒸发量在7月份为356.5mm,日最大蒸发量为252mm,每年10月底开始结冻,冻土深最大为1米,次年三月解冻。
最大风速2.9米/秒,一般为1.2~2米/秒,风向以西南为主。
4、地震
头屯河区位于北天山强震断裂带中,地震活动以强度大、频率高、小震较多为特征,据新疆地震局资料记载,近20年来在乌鲁木齐南包括头屯河区,东南发生4级以上地震10次,一般震中裂度在8度左右,地震动峰加速度为0.20g。
第四节以往地质工作评述
自建国以来,曾有不少单位在本区进行过地质工作,但多属区域性地质调查。
1、1956年石油局16队曾在此进行过1:
5万地质调查。
2、1957~1959年石油局118、119等队在本区进行过1:
5万地质填图。
3、1960~1977年新疆地质局区调队在本区进行了1:
20万地质填图。
第五节矿井与小窑
区内目前有一对矿井在生产,现依据矿井调查情况简述如下:
该矿井为斜井开拓方式,顺延A2号煤层底板开拓斜井巷,井巷坡度18°~23°,目前斜井全长382米,巷道向西北方向延伸约287米,目前尚未进行规模开采,采掘水平为+1544米,主采A2煤层,目前只是在掘进运输巷道及回风巷道的过程中,巷道掘进方向为330°左右。
采煤方法为走向后退式仓储法采煤。
矿井主井旁30米布设一人行走巷,并作通风井用,通风系统为中央抽出式,矿井内顶板管理采用锚杆或坑木支护,在采区内采取一次采全高,自然放顶法采煤。
由于该矿井建于头屯河旁,因此在主井10~40米段渗水现象十分严重,井下日排水量400~480米3。
其煤层井下发火情况尚未发生,但地面堆积煤炭,其自燃发火期一般为3个月左右。
在矿井主斜井的东部,向北延伸约200米为前人所挖掘的采空区,目前均已封闭,准确位置已无法查清,只能选择大体的区域进行圈划。
第二章区域地质
第一节区域地层
本区出露的地层有古生界石炭系、中生界侏罗系、三叠系及新生界第三系和第四系。
石炭系为中统的前峡组(C2px)、三叠系为小泉沟群郝家沟组(T3h);侏罗系主要有中下统水西沟群(J1-2sh)的八道湾组(J1b)、三工河组(J1s)和西山窑组(J2x)。
其上有侏罗系中统头屯河组(J2t)和上统齐古组(J3q)、喀拉扎组(J3k)。
新生界主要有第三系上新统(N2)和第四系的中更新统(Q2)、上更新统(Q3)和全新统(Q4)。
现由老至新分述如下:
石炭系中统前峡组(C2px):
主要以一套灰绿色、灰黑色火山凝灰岩、凝灰砾岩为主,夹石英斑岩及流纹斑岩和石灰岩透镜体,地层厚度2290~6780米。
三叠系小泉沟群郝家沟组(T3h):
以一套灰黑、灰绿色的砂岩及粉砂岩组成夹砾岩及薄煤层,局部含菱铁矿结核,地层厚度大于440米,与下伏石炭系地层呈不整合接触。
下侏罗统八道湾组(J1b):
主要分布于郝家沟一带。
为一套河床相夹沼泽及泥炭沼泽相沉积。
岩性组合主要为浅灰绿色、灰色砂岩、砂砾岩和灰黑色泥岩,炭质泥岩夹煤层组成,地层厚约680米。
与下伏三叠系小泉沟群郝家沟组地层呈不整合接触。
三工河组(J1s):
主要分布于头屯河西南部。
为一套湖泊相、河床相、泥炭沼泽相沉积,岩性组合为浅灰绿、黄灰色、黄绿色中细砂岩,与灰绿色粉砂岩、泥岩不等厚互层状组成,地层厚850米。
与下伏八道湾组地层整合接触。
中侏罗统西山窑组(J2x):
主要分布于头屯河向斜、阿克德向斜南翼,为区域性主要含煤地层。
其岩性组合:
上部不含煤或含少量煤线,岩性主要以砂岩为主,下部岩性较细,含煤较多,煤层集中,为西山窑组主要含煤段,岩性为灰绿、灰色、深灰色中砂岩、粗砂岩,含砾粗砂岩、浅灰色中细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层、炭质泥岩组成,地层厚度280-498米。
与下伏三工河组整合接触。
头屯河组(J2t):
分布于头屯河区东北部,头屯河向斜及阿克德向斜南翼,多为河湖相,山麓堆积相的沉积,局部有泥炭沼泽相的沉积,岩性为一套暗红色、灰褐色、灰绿色泥岩、细砂岩、粉砂岩,以条带状及红黄绿颜色组成“杂色条带”,地层厚500米。
与下伏西山窑组地层整合接触。
上侏罗统分为齐古组,与喀拉扎组。
齐古组(J3q):
为一套湖泊相的沉积,岩性为紫红色泥岩、灰绿色粉砂岩、中厚层状蔷薇色凝灰质粉砂岩。
地层厚700m。
与下伏地层整合接触。
喀拉扎组(J3k):
分布于头屯河北部,为一套山麓河流相沉积,其岩性为褐色、灰褐色厚层状中粒砂岩,含砾粉砂岩组成。
与下伏齐古组呈整合接触。
地层厚150米。
第四系(Q):
覆盖层与下伏所有地层均是角度不整合接触。
上更新统(Q3):
在头屯河区分布广泛,沉积物以亚砂土、冲积、坡积的砾石层为主,厚0-12米。
全新统(Q4):
多分布于沟谷河床中为现代沉积之砂土及砂砾石层厚0-8米。
第二节区域构造
头屯河区大地构造位于北天山褶皱带乌鲁木齐山前波状坳陷带,第三排构造之中,其构造线展布与天山褶皱带方向基本一致,由一系列北西西向的向背斜和断裂组成,中间发育有次一级的近东西向展布的断裂构造。
区内主要构造形态为头屯河—阿克德向斜、阿什里背斜。
第三章矿区地质
第一节矿区地层
本井田内主要出露三叠系小泉沟群郝家沟组地层、侏罗系下统八道湾组地层和第四系全新统Q4,现分述如下:
三叠系小泉沟群郝家沟组(T3h)
地层厚度大于440米,以一套灰绿、灰黑、灰色的砂岩及粉砂岩构成,夹薄煤层及灰黄色泥岩,含银杏类化石碎片,钻孔最大揭露厚度为23.79米。
侏罗统下统八道湾组(J1b1)
根据岩层组合的岩性旋回特征分为上下两段。
地层厚490米。
下段(J1b1)是八道湾组主要的含煤层段,地层厚度350米,为一套湖泊相、湖滨相、泥炭沼泽相、沼泽相沉积。
岩性组合是由灰色灰黑色、深灰色粉砂岩、细砂岩、泥岩及灰白色厚层状中粗砂岩,炭质泥岩和煤层组成。
在矿区内已知含煤7层,其编号从下至上依次为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7号煤层,厚度均达到可采标准。
该段底部以一层稳定的灰黑色砂砾岩与下伏郝家沟组分界,呈不整合接触。
钻孔最大揭露厚度为335.19米。
上段(J1b2)为一套河流相、湖滨相、沼泽相的沉积,岩性组合为灰绿色,灰色含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩泥岩及少量炭质泥岩和薄煤层、煤线组成。
底部以一巨厚层状的含砾中粗砂岩,与下段分界,地层厚130~150米,平均厚140米,钻孔最大揭露厚度58.55米。
从八道湾组整体观察,上段以粗粒的岩层为主,下段以细粒的岩层和煤层为主,有着明显的旋回特征。
第四系(Q)在井田内多有分布,其地貌显示为陡崖峭壁顶上分布及在沟谷中分布有全新统(Q4)的坡积物,风水搬运形成的亚粘土及砂砾层,为现代沉积物厚度一般0.20~8.00米。
第二节矿区构造
矿区位于头屯河西岸,阿什里向斜南翼,总体呈一单斜构造,地层走向呈北西~南东向,倾向40°~60°,倾角为15°~32°之间,矿井北部地层倾角大于矿区南部地层倾角,在矿区的西北部,地层走向向西偏转,倾向为20°左右。
区内无断裂构造。
本区无岩浆岩侵入现象。
第四章煤层
一、含煤性
本区含煤层为侏罗系下统八道湾组下段(J1b1)地层,根据2-1孔揭露资料,本区共含煤7层,沿用历史编号,煤层自下而上依次为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7煤层,该段地层总厚335.19米,煤层总厚33.41米,含煤系数为10%。
二、煤层
1、A1煤层:
全区共有见煤点3个,均达到可采标准,最大厚度10.00米,最小厚度7.53米,平均厚度8.84米,含1~2层夹矸。
全区广泛分布,与A2煤层间距约42.90米。
2、A2煤层:
全区共有2个钻孔揭露,均达到可采标准,最大厚度8.22米,最小厚度6.54米,平均厚度7.38米,目前矿井即在A2煤层中掘进,该煤层在全区广泛分布,与A3煤层间距约98.00米左右。
3、A3煤层:
全区共有2个钻孔控制,均达到可采标准,该煤层结构较复杂,含1~4层夹矸,最大厚度8.11米,最小见煤厚度6.97米,平均厚度7.54米,该地层在区内大部地区均有赋存,在矿区的东部露头区域均被火烧,与A4煤层间距约40.0米左右。
4、A4煤层:
全区仅有1个钻孔控制,煤层厚度2.87米,该煤层在浅部均被剥蚀或火烧,含一层夹矸,与A5煤层间距约33.84米。
5、A5煤层:
全区共1个钻孔控制,煤厚度1.97米,含一层夹矸,主要赋存于本区的西北部,浅部均被剥蚀或火烧,与A6煤层间距约17.94米。
6、A6煤层:
全区有1个钻孔控制,煤层厚度1.69米,含一层夹矸,赋存于本区的西北部,上部均被剥蚀,与A7煤层间距约29.87米。
7、A7煤层:
全区有1个钻孔控制,见煤厚度0.97米,煤层结构单一。
与A8煤层的间距8.05米。
煤层特征一览表
表4-1
煤层
编号
煤层厚度
煤层间距
顶底板岩性
可采性
稳定性
最小值~最大值
平均值(点数)
最小值~最大值
平均值(点数)
顶板
底板
A7
0.97
(2)
29.87
(2)
粉砂岩
粉砂岩
局部可采
A6
1.69
(2)
细砂岩
粉砂岩
局部可采
17.94
(2)
A5
1.97
(2)
粉砂岩
粉砂岩
局部可采
33.84
(2)
A4
2.87
(2)
粉砂岩
粉砂岩
局部可采
40.34
(2)
A3
6.97~8.11
7.54(3)
炭质泥岩
粉砂岩
大部可采
较稳定
86.62~109.66
98.14
(2)
A2
6.54~8.22
7.38(3)
细砂岩
细砂岩
全区可采
较稳定
30.63~55.17
42.90
(2)
A1
7.53~10.00
8.84(3)
炭质泥岩
粉砂岩
全区可采
较稳定
三、煤层对比
由于本区煤层层数较多,但厚度大于5米的煤层仅有A1、A2、A3三层煤,A2和A3之间的间距较大,在100米左右,而A2和A1之间的间距仅40米左右,加之A2煤层为结构单一煤层,基本不含夹矸,而A1和A3煤层为复杂结构煤层,含1~4层夹矸,另外,从煤质上亦可明显的区分出来,A3为弱粘煤,A2为中粘煤;A1为气煤。
通过测井曲线的观察,A1煤层在全区各钻孔的曲线反映相对稳定,视电阻率曲线均由2~4个高值单峰构成,上部峰值低,下部峰值高,峰面较圆滑,天然伽玛曲线呈两块状,中间由一尖沟形态相连,特明显。
综上所述,通过上述综合方法在本区进行煤层对比,是可靠易行的。
四、火烧区
本区煤层火烧严重,地表出露煤层大部火烧,在矿区北部一带煤层火烧更加严重,所有煤层全部烧尽,火烧深度达到距地表343米,煤层火烧深度已超过河床侵蚀基准面。
2-2孔原设计为探火区深度和探A1煤层的钻孔,结果侏罗系地层在该孔内全部烧变,地表火烧部分许多地方已被植被覆盖,估计地下的火烧面积将更大。
根据本区所作的磁法探火成果,在本区的北部2-2孔附近最大火烧深度达到了480~510米,上部煤层在矿区的东部全部被火烧,详见《新疆化工集团有限责任公司南天煤矿磁法探测煤层自燃火区总结》。
第五章煤质
第一节物理性质和煤岩特征
本次工作根据规范及设计的要求,对本次钻探施工中所见可采煤层均进行了煤芯煤样及其它各种设计要求的专门样品的采取工作。
并收集了本区可利用的各种样品的化验成果,通过本次煤质采样工作初步查明了区内各主要可采煤层的煤质特征,了解了煤的工艺性能及煤的工业利用方向,并对煤层瓦斯、煤的自燃、煤尘爆炸等其它开采技术条件做出了相应评价。
现对本区煤层的煤质特叙述如下:
一、物理性质
本区各可采煤层均属下侏罗统八道湾组,其煤的物理性质基本相似,颜色均黑色、灰黑色,弱沥青光泽及暗淡无光泽状,参差状断口,坚硬,比重较大,各煤层视(相对)密度在1.29~1.52t/m3之间,其中主要可采煤层A3为1.35t/m3、A2为1.33t/m3、A1为1.35t/m3,节理不明显,煤岩组分为暗煤为主,宏观煤岩类型为暗淡型煤。
二、显微煤岩特征
根据所采煤样镜下观察可知:
各煤层的显微组分含量均以镜质组分含量为主,其含量在62%~73%之间,平均含量为66.2%,镜质组分主要以无结构镜质体中的基质镜质体和碎屑镜质体为主,惰质组分主要以无结构镜质体中的基质镜质体和碎屑镜质体为主,惰质组分含量次之,在25.7~36.5%之间,平均含量为32.0%,惰质组分以丝质体和半丝质体为主,可见碎屑惰质体,半镜质组分主要为基质间镜质体,其含量为1.0%,壳质组分少量多小于1%,主要为呈蠕虫状或偏环状分布的小孢子体。
矿物质含量以呈浸染状或薄层状分布的粘土矿物为主,其含量在8.9~25.8%之间,平均含量为17.1%及少量呈脉状分布的碳酸盐类矿物。
三、显微煤岩分类
根据煤岩鉴定结果,依据GB/T15589-1995《显微煤岩类型分类》标准,本区各煤层其显微煤岩分类为微泥质煤~微镜惰煤,主要可采煤层A3、A2、A1均为微镜惰煤。
各煤层镜质组最大反射率在0.63~0.75%之间。
各煤层均为Ⅱ级变质阶段。
主要可采煤层煤岩特征鉴定成果表表5-1-2
煤号
去矿物基%
含矿物基%
反射率
变质
阶段
显微煤岩
类型
镜质组分
半镜质组
惰质组
壳质组
显微组分组总量
粘土类
A3
66.5
1.2
30.8
1.5
82.4
17.6
0.69
Ⅱ
微镜惰煤
A2
67.6
1.0
30.4
1.0
88.1
11.9
0.74
Ⅱ
微镜惰煤
A1
66.5
1.4
30.4
1.5
86.9
13.1
0.71
Ⅱ
微镜惰煤
第二节煤的化学性质及工艺性能
一、煤的化学性质
㈠、煤的工业分析
1、水分、灰分产率和挥发份产率:
各煤层原煤分析基水分(Mad)在0.90~1.74%之间,平均为1.38%。
煤层原煤干燥基灰分产率(Ad)在8.10~25.46%之间,平均为17.48%,精煤干燥基灰分产率在34.33~43.10%之间,平均39.12%,经洗选后,各煤层分析基水份(Mad)在1.42~2.80%之间,平均2.23%,干燥基灰分产率在2.04~4.39%之间,平均3.15%,挥发份产率在31.23~38.53%之间,平均36.43%,根据规范,各煤层属低中灰煤,高挥发份、低水份煤层,经洗选后为低水、特低灰、高挥发份煤层。
2、发热量:
各煤层原煤干燥基弹筒发热量(Qb.d)在24.36~31.23MJ/kg之间,平均为27.22MJ/kg,原煤干燥基无灰基弹筒发热量在32.12~33.99MJ/kg,平均为32.97MJ/kg,属高热值煤层。
主要可采煤层工业分析成果表(平均值)
表5-2-1
煤层
编号
原煤分析
精煤分析
M.ad
(%)
A.d
(%)
V.daf
(%)
Qb.d
(MJ/Kg)
Qb.daf
(MJ/Kg)
M.ad
(%)
A.d
(%)
V.daf
(%)
Qb.d
(MJ/Kg)
A3
1.55
12.62
38.94
25.63
30.39
5.33
4.36
37.23
30.99
A2
1.41
12.67
38.61
24.91
30.18
5.95
4.84
36.58
31.07
A1
1.28
17.48
38.75
27.13
30.59
5.92
4.88
34.38
31.07
3、有害元素
各煤层有害元素干燥基磷(P.d)含量在0.012~0.059%之间,平均为0.03%,属低硫分煤,硫主要成份以有机硫(SO.d)含量为主,其成份在0.07~0.38%之间,硫化物硫(Sp.d)含量次之,其含量在0.04~0.14%之间,硫酸盐硫含量为0(见表5-2-2),干燥分析基氟(F.ad)含量在42~144ug/g之间,平均86ug/g,分析基砷元素(As.ad)含量平均为4ug/g,属一级含砷煤,干燥基氯元素含量(Cl.d)为0.05%,属低氯煤,原煤干基全硫(St.d)含量为0.31%,属特低硫煤层。
主要煤层各种硫分析成果表(平均值)
表5-2-2
煤层
编号
硫含量
煤层
编号
硫含量
St.d
(%)
Ss..d
(%)
Sp.d
(%)
So.d
(%)
St.d
(%)
Ss..d
(%)
Sp.d
(%)
So.d
(%)
A4
0.26
0
0.08
0.18
A2
0.17
0
0.06
0.11
A3
0.28
0
0.09
0.19
A1
0.19
0
0.05
0.13
4、灰成份及在熔融性
各煤层灰成份均以SiO2含量为主,其含量为36%,氧化钙含量次之,为20.65%,三氧化二铁及三氧化二铝含量在15%左右,氧化镁、三氧化硫及TiO2等含量少量,多在5%以下。
灰熔融性其煤灰软化温度为1240℃,属较低软化温度灰煤层。
主要煤层有害元素及灰熔融性成果表(平均值)
表5-2-3
煤层编号
有害元素
灰成份(%)
灰熔融性℃
P.d(%)
F.ad(ug/g)
Cl.d(%)
As.ad(ug/g
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