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地质报告
第一章绪言
第一节目的任务
米泉市苏源煤矿是米泉主要矿山之一,为适应矿产资源规划管理的要求,促进地方经济发展,变资源优势为经济优势,以满足人民生活对煤炭的需要,加快经济发展。
新疆矿业联合会科技咨询中心受米泉市苏源矿山区委托,于2003年4月中旬对该矿进行了地面地质调查、生产井、水文地质及工程地质调查,对矿山开采现状,可采煤层层数、厚度、煤层结构、煤质等进行了全面调查,对井下石门进行了系统编录,结合工作需要利用了前人在本区的煤田地质成果,计算出了井田范围内的煤炭储量,为矿山改扩建提供了资源保证。
第二节位置与交通
米泉市苏源煤矿位于米泉市东偏南约27千米处,距柏杨河魏家泉东南方向约3千米,距柏杨河乡人民政府约9千米,有简易公路直通矿区,交通十分方便。
(见交通位置图)
井田呈北东—南西方向,基本呈一四方形,长约1.10千米,宽约1.10千米,面积约1.21平方千米。
井田中心坐标为
东经87°57′40″
北纬43°59′40″
井田拐点坐标:
S1X4872992,Y29576762;
S2X4873600,Y29577725;
S3X4872570,Y29578200;
S4X4871990,Y29577270。
第三节自然经济地理概况
矿区属博格达山北麓山前低山丘陵地带,地势东高西低,南高北低,海拔高程最大为+1086米,最小为+973米,最大高差113米。
一般高程为980~1050米,高差约70米。
本区属大陆性干旱一—半干旱气候,根据米泉市气象局近10年统计资料,历年月平均气温最高为+27℃(7月份);最低为-15.4℃(1月份);年降水量141.2~259.7毫米,历年平均降水为206.00毫米。
年蒸发量2010~2241.7毫米。
每年11月份开始结冻,翌年3月解冻,冻土深度1.0~1.2米,最大积雪厚度380毫米。
本区地震基本烈度为七度边缘区。
矿山供电电源为米泉市供电局供电,6KV的高压、线路引至矿区。
生活用水由水车拉运取之3千米之外的魏家泉泉水。
区内一切生产及生活物质主要靠米泉市及乌鲁木齐市供应。
第四节地质研究程度
本地区地质研究程度较高。
从二十纪二十年代至今先后有中外地质学者、专家及不同专业地质单位从事各种地质调查与研究工作。
主要有:
一、1930年我国著名学者袁复礼教授在博格乡北麓进行较为详细的地质和古生物工作,首先确定和划分了二迭系、三迭系和侏罗系地层。
二、1935年—1942年间,先后有M·H·萨依道夫、B·C萨依洛夫和MN杜瓦那夫等人在天山北坡和准噶尔盆地南缘做过地质调查。
他们从各自不同的观点出发,对矿区的地层及主要构造单元做了初步划分。
三、1965年新疆石油局地调处45/46、20/38分队对准南地区进行综合研究,对下、中侏罗统首先划分出了八道湾组、三工河层、西山窑层、头屯河层。
四、从1955年起新疆地质局昌吉地质大队和西北煤田地质局156队,先后进行了不同程度的煤田地质勘探工作。
五、1983年煤田勘探公司161队在准南煤田乌鲁木齐河—白杨河一带开展了煤田地质普查勘探工作。
以2000米间距进行了钻孔控制。
对下、中侏罗统含煤地层的分布、煤层、煤质、构造及水文地质等到进行了较为详细的工作,圈定了C级储量,为本区进行生产地质调查提供了较好的基础资料。
从乌河—白杨河东西长27千米区间,从2000米线距排线布设了13条勘探线,施工169个钻孔,计算了C+D级储量。
总之前人在该区进行了大量地质工作,累积了丰富的地质资料,特别是煤田地质成果,为本次生产地质工作提供了丰富的地质依据。
第五节煤矿开采利用现状
苏源煤层现有生产井三座。
即苏源煤矿主斜井、独山子村煤矿主斜井、公安煤矿主斜井。
将上述煤矿开采现状简述于后:
一、苏源煤矿:
该矿于1988年建井,1999年投入生产,已有十多年的开采历史。
井型为3万吨/年,开拓方式为斜井阶段开拓,主采2号煤层,用石门通3号煤层及1号煤层。
3号煤层目前尚未开采。
主斜井斜深(长)425m,现采水平为+812水平,采空区下限为+818水平。
由于仅采单一煤层,服务年限短,故每采一个水平,必须开拓下一个水平。
因此主斜井已开拓至+732水平。
矿山建有主斜井,风井兼安全出口,付井已形成完整的开拓系统。
依据煤层赋存条件和采煤方法等因素,本矿以64米斜高(长)为一阶段开采。
井下布置了一个,为双翼采区开采2号煤层,东翼走向长130米,西翼走向长263米。
掘进煤层运输巷,该巷道掘进至井田边界后即可掘进风眼,利用上水平运输巷作为回风巷,开采程序为后退式。
工作面采用电钻打眼,爆破式落煤,仓储式采煤,绞车提升,通风方式为中央并列式通风,水泵接力排水,总之矿山已形成完整的开拓开采系统。
矿山有供电、供水源地,提升机械运输设备,通风、排水等基本齐全,管理制度、安全措施、人员配制等基本到位,生产能力正常,条件良好。
二、独山子村煤矿:
位于井田中段,该矿建于1989年,1990年投入生产,井型3万吨/年,主采2号煤层,开拓方式为斜井阶段开拓。
现采水平为+818水平已经采空,主斜井向下继续开拓。
矿山开拓方式、开采技术条件和苏源煤矿基本相同。
三、米泉市公安煤矿:
位于井田东段,矿山建于1988年,1989年投入生产,井型3万吨/年,主采2号煤层,斜井开拓、仓储式采煤。
主斜井井口标高+999米,现采水平为+822水平。
并用石门沟通3号及1号煤层,现已开拓至+734水平,尚未进行巷道开采。
本矿东邻为魏家泉连新煤矿。
1988年建矿,1989年投产,该矿核定能力为3万吨/年,矿山开拓方式为斜井开拓,主采2号煤层和本矿相同。
+800.8水平以上采空,现采水平为+773.8水平。
井筒沿煤层倾斜方式布设。
目前已建有斜井、人行走巷和东风井,已形成完整的开拓系统。
斜井开拓、两翼展开,仓储式采煤,煤电钻打眼,放炮落煤,机械抽出式通风,水泵接力排水,矿坑涌水量为10m3/h。
本矿山西邻为米泉市煤炭供销公司煤矿,和苏源煤矿间隔仅30米,现采水平为+788水平,开采2号煤层,开采技术条件和本矿基本相同。
第六节生产地质工作
一、工作方法及工作部署
米泉市苏源煤矿,地处柏杨河魏家泉地区,该区小煤矿较多,所有矿山主要开采2号煤层,除连新煤矿对3号煤层开采外,其它矿山均未开采3号以下煤层。
苏源煤矿用石门对3号煤层进行了探矿,打算开采。
鉴于此种情况,本次生产地质工作的重点放在了井下开拓与开采情况的调查上。
同时系统收集、分析、研究与利用前人以往地质成果,进行了探采对比,探采结合,编制系列图件,真实准确地反映出井田内煤矿地质特征。
依据有关规范要求,并结合矿山需要的原则,编制了1:
2000地形地质图、井上下对照图、勘探线剖面图、井下石门编录、生产井开拓和矿山调查、样品采集等项工作。
二、工作质量评述
(一)1:
2000地形地质图修测
井田内第四系覆盖厚度大,分布广,没有基岩出露,基本属隐伏井田。
根据本井田边界实际情况地质图采用修测方法。
矿山1:
2000地形图由乌鲁木齐矿务局1994年实测,采用1954年北京坐标系,1956年黄海高程系,等高距为2米。
为确定原有1:
2000地图的可靠程度以便于利用前人成果之目的,本次生产地质调查测量工作,主要采用对原1:
2000地形图和矿山各生产井田进行检查测量,本次测量工作由新疆测绘工程院测量组承担。
本次测量工作便于施普康GTS—222.5“全站仪”施测。
对地物点、地形特征点采集数据,内业计算坐标展点方法进行检查,通过与图上地物点及注记高程点、等高线距对比,该区1:
2000地形图平面高差尚可,地物注意基本准确,高程误差小于1/3等高线,基本符合规范规程要求。
地质修测工作,鉴于本区覆盖面积大,修测工作主要是对基岩露头进行圈定,点线距不作具体规定,以能准确圈定地质体为原则。
重要地质点及塌陷区地质点定位用全仪器法,一地质点用半仪器法结合地貌特征进行定位,完全满足工作要求。
(二)1:
2000井上下对照图
为准确反映矿山开拓现状,编制了井上下对照图。
因井田内大面积覆盖,地形地质图图面内容不多,因此,利用1:
2000地形图作底图。
将地形地质图与井上下对照图合并编制。
井下开拓系统依据矿山提供的行产巷道开拓图,再有本次测量组用全占仪测制而成,其精度符合要求。
(三)井下地质编录
苏源煤矿主采2号煤层,并有石门通3号煤层。
工作中对2号煤层工作面及贯通石门进行了地质编录与定位。
对煤层厚度点及其它地质界线,用半仪器法进行定位。
原始资料,经计算整理编制成图,结矿山提供的编录成果进行实地检查验证、利用。
符合有关地质编录要求。
(四)1:
2000勘探线剖面图编制
目前井田西段+818水平以上已采空。
苏源主斜井井深已达+732水平;井田东段采空区为+822水平,公安煤矿主斜井井深已达+734水平。
依据矿山开拓情况,并利用井巷控制深度,结合石门贯通相关资料,编录了A-A,、B—B,二条勘探线剖面图,资料较为齐全,成果可靠。
(五)浅井:
工作中在A-A,及B—B,剖面北段施工了二个浅井,控制煤层露头,对OJ2浅井进行拉叉,控制风氧化带深度,并进行了煤样采集与测试。
(六)样品采集与测试
井田内各矿山均有十余年开采历史,积累了一定的煤质资料。
本次工作,对已采煤层及未采工业煤层缺少煤质资料或资料不足的进行了煤层煤样的采集,对主要煤层缺少顶底板力学试样者进行了样品采集。
对井下水及供水水源均取了水样,以满足矿山需要,采样方法、样品规格按规范要求执行。
样品测试工作由新疆维维吾尔自治区煤炭产品质量监督检查站承担。
该单位为国家认可的资质单位。
本次工作完成主要工作量见表1—6。
完成主要工作量一览表
表1
项目名称
单位
工作量
备注
1:
2000地形地质修测
Km2
1.21
地形图矿山提供
1:
2000勘探线剖面图
m
2200
2条
井下石门素描
m
52
控制点测量
个
31
巷道测量
m
1350
煤岩样
件
2
煤层煤岩
件
4
收集2件
水化学样
件
2
斜井
m
30
浅井拉叉
第二章地层与构造
第一节区域地质概况
一、地层
工作区位于位于准噶尔盆地地层分区,吉木萨尔地层小区。
区内中生界地层分布广泛,新生界第四系也普遍可见。
区域内从老到新出露的侏罗系地层有侏罗系下侏罗统八道湾组(J1b)、三工河组(J1s)、中侏罗统西山窑组(J2x)及第四系(Q)。
由老至新分述如下:
(一)下侏罗统八道湾组(J1b):
分布在矿区的之中,为湖沼相沉积。
岩性以灰白色、灰色、灰绿化粉砂岩、泥岩、细砂岩为主,夹二至三层中砂岩及菱铁矿结核,局部岩性呈浅红色,灰绿色。
本组为主要含煤地层之一,含煤8—27层,含煤系数2.25%。
底部为一层中砂岩,与下伏地层呈断层接触。
本组厚度760米。
本组含化石:
Equisetites,Neocalamites.SP.
(二)三工河组(J1s)
为河湖相沉积,以一套灰绿色砂岩,灰黑色泥岩,炭质泥岩及煤线。
上部砂岩粒度由西向东逐渐变细,泥岩层数增多;下部砂岩粒度较粗,为中粗粒砂岩,并夹有薄层泥岩粉砂岩。
底部为交错层发育的厚层状灰黄绿色砂岩,砂砾岩及细砾岩层。
与下伏地层呈整合接触。
本组厚度625m。
含Equisetites,ferganensisConiopteris等化石。
(三)西山窑组(J2x)
分布在区域中部,以泥炭沼泽相沉积为生,伴有河流相沉积,岩性一般由灰色、深灰色泥岩、炭质泥岩、粉砂岩、细砂岩组成,夹不稳定的中砂岩及粗砂岩。
在局部范围内可作为对比标志层。
本组为主要含煤地层,地层平均厚度为765m和上覆头屯河组及下伏三工河组均为整合接触。
(四)第四系(Q)
分布广泛,厚薄不一,覆盖于一切较老地层之上。
本区划分为:
上更新统下段(Q31)为半胶及未胶结的砾石层夹透镜状,砂粘土层,万分复杂,多为洪积,冲积的火成岩块及变质岩块,其次为砂岩块,颜色一为灰色、灰绿色、杂色、分选差,砾石大小不一,粒径一在5—10之间,大者在0.5-1m,一般厚0-196m,平均厚80m。
上更新统上段(Q32)为土黄色粉砂质粘土及粘砂土,厚度一般在0~30m之间,平均厚度为6~13m。
二、构造
准南煤田位于天山纬向构造体系的二级构造带中,称准南中、新生代沉降带。
矿区地处准南煤田的东南段,为二级构造带中的次级褶皱、断裂带。
多由短轴向斜、背斜及逆冲性断裂组成。
总的构造方向为北东东向,与天山纬向构造带的展布方向基本一致。
下面就本区的褶皱与断裂构造述如下:
(一)褶皱
1、七道湾背斜
背斜轴向30°—45°,轴面南倾,倾角36°—44°,背斜长度大于18千米,向西倾伏向东翘起。
背斜北翼被F2断层所切开形成北单斜。
背斜北翼即八道湾向斜南翼。
背斜轴部地层为三工河组,两翼为西山窑组、头屯河组。
2、八道湾向斜:
该向斜规模较大,由于第四第覆盖,也只有部分出露,出露部分已长达18千米,并继续向西南延伸,西宽东窄,构造轴线方向与七道湾背斜基本平行,东部30°-45°,向西渐转为30°-55°。
二、断层
碗窑沟断层(F2):
该断层是本区最大的断裂构造,对主要煤层43和45号有一定破坏。
断层走向西部为50,东部为70,呈向北突出的弧形,顺走向切割七道湾背斜北翼,向东断距渐小,断面倾向北,倾角84°-85°,最小73°,北盘上冲。
(插图2)
第二节矿区地层
矿区出露的地层为下侏罗统八道湾组(J1b)
岩性(含井田及周围地区)以灰白色、灰色、灰绿色粉砂岩、泥岩、细砂岩为主。
夹有中砂岩及菱铁矿结核。
本组为主要含煤地层之一,含煤8层以上,含煤系数2.25%。
底部为一层中砂岩与下伏地层呈断层接触。
地层厚度760.0米。
由于该井田划定范围甚小,出露煤层3层,所见岩性主要为泥质粉砂岩、砂质泥岩、泥岩等细碎屑沉积。
二.第四系上更新统(Q3)
广泛覆盖于老地层之上,上部为土黄色粉砂岩砂质粘土和粘砂土,细而均匀,主要分布于山坡阶地上,厚度为0~15米。
下部为洪积层,为杂色砾石,由各种变质岩火成岩碎屑体组成,分选差。
厚10~35米。
另外,冲沟中见第四系全新统冲一洪积物零星分布。
第三节矿区构造
井田地处准南煤田的东南部,为天山纬向构造体系二级构造带中的次级构造带内。
本井田构造应力主要来源于南北向的压应力,因而形成了八道湾向斜,七道湾背斜构造,井田位于七道湾背斜南翼,总体为一单斜构造。
地层走向50°,倾向160°,倾角20°-28°。
断层构造:
井田内有二条平推断层,由于地面大片覆盖,不易看清,但在井下开采巷道中明显可见,现分叙如下:
f1平推断层
始见于原苏源煤矿主斜井西+812m水平运输巷道120米处(测点9)。
煤层错断,向前掘石门,由测点10打到测点11,见下盘煤层。
+732水平遇到f1断层通过,可与测点9相连。
井下工程控制点(+812~+732水平)连线走向方向为294°。
断层平面走向305°,倾向北东,倾角61°,水平断距45~60米。
断层西盘南推,东盘北推,属左旋型断层。
受断层影响,煤层错位、破碎、松软。
f2平推断层
该断层和f1断层二者断层线方向大致相同,但规模较小,断层线方向为315°,断距约8~12米,断面倾向北东,倾角63°,将2号煤层断开,但向上未穿过主斜井已消失,向下未影响到+650水平,断层小对煤层破坏不大。
断层西盘南移,东盘北推,属左旋型断层。
第三章煤层
第一节含煤性
八道湾组煤层呈北东—南西向展布,本井田位于七道湾背斜南翼。
背斜南翼出露八道湾组地层厚度为760米,含可采煤层8~27层,2、3、7、8、13、15号可采煤层总厚:
17.08米,含煤系数2.25%。
由于井田范围狭小,仅是八道湾组煤系地层一个小的组成部分,出露地层属八道湾组中部。
井田内出露煤层总计3层,煤层总厚度5.4米,由于煤层结构简单,无夹矸,有益厚仍为5.40米。
第二节煤层对比
下侏罗统八道湾组(J1b)为一套陆源碎屑沉积,岩性相沿走向及倾向虽有变化,但变化不大。
依据井田内具体情况,采用标志层、煤层厚度、层位层间距等特征进行对比。
一、厚度层位对比
2号煤层、层位稳定,厚度相对较大,从井田西主斜井、巷道,到井田东段井下巷道中,长达1千米,煤层厚度虽有变化,但变化不大。
是良好的对比标志。
二、标志层对比
3号煤层位于2号煤层之下,其顶板为泥质粉砂岩,内含泥质结核较多,结核直径1-3厘米,表面呈棕灰色,分布较均匀,特征明显,可作良好对比标志。
三、层间距对比
2号煤层和3号煤层层间距16-17米左右,间距较大,而且沿走向及倾向无大的变化,可作为煤层对比的重要依据。
第三节可采煤层
九万吨矿井田只考虑煤层3层,煤层总厚5.4米,煤层自上而下编号为1号、2号、3号。
其中1号煤层厚度为1.06-0.80米,东部较厚,向西部及深部变薄,已不可采,因此井田内可采煤层仅为2号及3号二层煤,现由上而下逐层叙述。
一、2号煤层
位于井田偏上部位,为矿山主采煤层,煤层厚度3.10~2.60米,平均厚2.93米,属中-厚煤层,结构简单,无夹矸,煤层稳定,全区可采。
顶板岩石:
泥质粉砂岩
底板岩石:
泥岩
二、3号煤层
位于2号煤层下部层位,井田内该煤层基本上未进行开采。
煤层厚度1.90~1.40米,平均厚度1.67米,属中厚煤层,结构简单,无夹矸,全区稳定可采。
顶板岩石:
含泥质结核泥质粉砂岩
底板岩石:
砂质泥岩。
各煤层厚度、结构、层间距等详见表3—3。
各煤层厚度、结构、层间距等特征表
表3—3
煤
层
编号
煤层厚度(米)
层间距(米)
夹矸
厚度(米)
结构
稳定
性
可采性
顶底板岩性
煤层厚
有益厚
顶板
底板
2
号
3.10-2.60
2.93(11)
3.10-2.60
2.93(11)
无
简单
稳定
可采
泥质粉砂岩
泥岩
16-17
3号
1.90-3.40
1.67(8)
1.90-3.40
1.67(8)
无
简单
稳定
可采
含结核粉砂岩
粉砂泥质岩
第四章煤质
第一节煤的物理性质及煤岩特征
一、煤的物理性质
井田内各煤层的物理性质基本相同。
肉眼观察,颜色一般为黑色、棕黑色,条痕为褐黑色,煤岩组分以亮煤为主,暗煤次之,镜煤少量,沥青光泽,玻璃光泽,条带状及均一结构,质硬性脆、节理发育,以平坦断口为主,次为参差状。
燃烧试验表现为焰长、烟浓。
二、宏观煤岩类型
肉眼观察:
煤岩组分以亮煤为主,次为暗煤,有少量镜煤,宏观煤岩类型为光亮煤型。
三、显组分
显微煤岩特征:
有机组成主要有镜质组分(93.80%)、半镜质组分(0.20%)、惰性组分(0.2%)。
镜质组分主要以结构镜质体和无结构镜质体为主,结构镜质体,细胞结构保存较差,植物细胞壁已膨胀变形,也有细胞腔闭合后显示线条结构的,无结构镜质体主要是基质镜质体、碎屑镜质体和均质镜质体。
基质镜质体无固定形态,不显示细胞结构,不显突起,油浸反射色,由深灰色向浅灰色过渡。
碎屑镜质体粒径较小,呈不规则状分布。
均质镜质体呈窄条状分布,油浸反射色为深灰色,表面纯净、平整。
半镜质组分主要为基质半镜质体,不显示细胞结构,无固定形态,略呈突起,油浸反射色为灰白色。
惰质组分以碎屑惰质体为主,碎屑惰质体油浸反射色为黄色,不具细胞结构,观察中未发现壳质组分。
矿物组成主要是粘土矿物(5.20%)和黄铁矿(0.60%)。
粘土矿物呈浸染状和胞腔充填状分布。
黄铁矿呈浸染状分布。
四、显微煤岩类型
显微煤岩类型:
微亮型
根据反射率测定:
Rmax为0.50,其变质阶段为Ⅰ阶段。
第二节煤的化学性质、工艺性能、煤类
一、煤的化学性质
(一)工业分析
1、水份(Mad)
各煤层水分含量在3.53-3.38%之间,平均含量为3.46%。
其中2号煤层平均含量为3.53%;3号煤层含量为3.38%。
2号煤层水份含量略高于3号煤层。
2、灰份(Ad)
井田内各煤层灰分产在6.30-5.81%之间,平均为6.06%。
其中2号煤层灰分产平均为5.81%;3号煤层为6.30%,2号煤层图低于3号煤层,二者均属特低灰煤。
3、挥发份(Vdaf)
井田内各煤层挥发分产率在49.22-47.21%之间,平均为48.27%。
其中,2号煤层平均为49.22%,3号煤层为47.31%。
前者略高于后者,二者挥发分产率均高。
(二)元素分析
1、碳(Cdaf)
煤层碳元素含量在75.25-68.68%之间,平均为71.97。
其中2号煤层平均含量为75.25%,3号煤层含量为68.68%。
2号煤层明显高于3号煤层。
2、氢(H
各煤层氢的含量在5.58-5.11%之间,平均为5.35%。
其中2号煤层平均含量为5.58%,3号煤层为5.11%,2号煤层明显高于3号煤层。
3、氮(N)
煤层中氮的含量为1.71%。
4、氧化硫(O+S)daf
煤层中氧加硫含量为13.33%,井田内煤质变化不大,因此,尽管为2号主煤层测试成果。
但具有一定的代表性。
(三)煤的有害组分
煤层中主要有害组他为硫和磷,依据测试成果看煤层中有害组分含量普遍较低。
原煤中硫的含量为0.57%-0.54%,平均含量为0.56%。
其中2号煤硫平均含量为0.57%,3号煤层为0.54%,二者含量均小于1%,均低硫煤。
磷的含量为0.002%,属特低磷煤。
二、煤的工艺性能
(一)发热量
井田内煤的发热量属中-高发热量。
各煤层原煤恒温干燥发热量在29.81-27.12Mj/kg之间,平均为28.27Mj/kg,其中,2号煤层平均为29.85Mj/kg,3号煤层为27.12Mj/kg。
可燃基发热量为32.11-28.33Mj/kg,平均为30.22Mj/kg。
其中2号煤层平均为32.11Mj/kg,3号煤层为28.33Mj/kg。
以上可见2号煤层均高于3号煤层。
(二)固定碳(FC)含量
固定碳含量在45.08-42.77%之间,平均为44.93%。
其中,2号煤层平均值为42.77%,3号煤层为45.08%,前者低于后者。
米泉市苏源煤矿煤质测试成果表一览表
表4-1-2
煤层编号
样品编号
水
分Mad
%
灰分Ad
%
挥
发
分Vadf
%
磷
P
%
全
硫
St.d
%
发
热
量
Qgr.d
MJ/kg
发热量
Q.daf
MJ/kg
碳
Cda%
氢Had
氮Ndaf%
氧+硫(o+S)daf
固定碳FC%
粘结性GRI
焦渣特征
胶质层厚度(y)
mm
煤种
灰熔融性
DT
℃
ST℃
FT℃
2
(3米煤)
2R2-49
原煤
精煤
(三)煤灰熔性
依据测度成果,各煤层的变形温度(DT℃
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