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摘要
为探究断层构造作用对煤化学结构特征和微晶结构特征的影响，采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)分析，对红庆梁矿和段王矿的原生煤及断层构造煤进行分析。结果表明，受断层构造作用影响，红庆梁、段王断层构造煤中苯环二取代、苯环四取代的含量明显大于原生煤，苯环三取代和苯环五取代的含量低于原生煤，断层构造煤中C—O—C伸缩振动、—CH2反对称弯曲振动、—CH3、—CH2和芳环—OH含量均多于原生煤，断层构造煤中醚C—O振动、芳烃CC、—CH和OH—π含量低于原生煤。红庆梁、段王断层构造煤的芳碳率fa是原生煤的1.01和1.03倍，芳环缩合度DOC是原生煤的1.01倍和3.7倍，CH2/CH3值是原生煤样的0.933倍和0.94倍，芳香度I分别是原生煤样的1.01倍和1.34倍。说明断层构造作用促使官能团和脂肪链脱落，增加煤的缩聚程度，降低煤中脂肪侧链的长度，增大芳香结构含量。XRD测试结果表明，原生煤和断层构造煤具有相近的矿物组分，断层构造作用未对煤中矿物组分的类型产生明显的改变。在2θ=26°附近存在特征(002)带，表明存在少量的层状石墨结构，然而在2θ=45°附近并没有清楚地显示(100)带，说明煤中石墨结构的基面生长水平较低。红庆梁、段王断层构造煤的晶间间距d002值与原生煤相比变化很小，微晶堆积高度Lc值分别是原生煤的0.904 5倍和0.902 7倍，芳香度fa-XRD值分别是原生煤的1.143 9倍和1.066 9倍，晶体堆叠平均层数Nave值分别是原生煤的0.909 45倍和0.923 56倍。断层构造作用减小煤的芳香层片堆砌度，增大煤的芳香度，减少了煤微晶结构单元的堆叠层数，说明断层构造促进煤中非芳香化合物向芳香化合物的转化。断层构造煤的芳香度、成熟度更高，断层构造煤的燃烧反应性弱于原生煤。
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