安徽矿业职业技术学院
毕业设计
（2016届）
题 目 指导教师 院 系 班 级 学 号 姓 名
以上信息横线中字体为楷体GB2312，数字和字母的字体为Times New Roman，三号，居中 论文打印方法：封面颜色为白色；页面设置，边距上3.0cm ，下3.0cm ，左3.0cm 、右3.0cm ，页眉2.0cm ，页脚2.0cm ，A4纸左侧装订；打印方法，封一、题名页、独创性声明页单面打印，摘要之后的部分（含），双面打印；正文部分每一章应从奇数页开始，各章之间使用“分节符”进行分隔，摘要、参考文献、致谢、作者简介也从奇数页开始
二〇一五 年 六 月 十一 日
摘 要
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。应用TOF-SIMS 方面，指出U 、Mo 、Cu 具有较高的活性，而在还原障中可形成次生堆积。
关键词
元素的7
目 录
第一章 引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.1 煤中有害元素对环境和人体健康的危害„„„„„„„„„„„„„„1 1.2 煤中伴生元素的有关术语和分类„„„„„„„„„„„„„„„„„2 1.3 国内外研究现状及发展趋势„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 1.4 研究思路、技术路线及主要工作量„„„„„„„„„„„„„„„„9 第二章 华北地台晚古生代煤中伴生元素地质地球化学习性„„„„„„„„11
2.1 河北峰峰矿区煤中的伴生元素„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
2.2 鄂尔多斯盆地煤中的伴生元素„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 2.3 华北地台晚古生代煤中元素的赋存状态和分布„„„„„„„„„„„17 2.4 华北与西南聚煤盆地煤中伴生元素的分布差异的原因„„„„„„„„19 第三章 煤中稀土元素 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„39 3.1 稀土元素的测试方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„39 3.2 煤中稀土元素的含量„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„40 3.3 煤中稀土元素的分配特征„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„41 3.4 稀土元素的赋存状态 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 48 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„100 致谢 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„110 附录A ‥„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„114
等（1999）总结了全球31个国家褐煤中硫及微量元素含量的分布，主要有害元素的样品都在千个以上（其中我国仅10个左右）[51]；美国著名的专家Finkelman 正在力争建立全球煤中毒害元素的地球化学数据库；二是研究煤中有害物质对人类健康的影响，美国Orem 等（1999）对巴尔干半岛上褐煤淋出的有害有机化合物对地方性肾脏病的影响等[89]；2001年在捷克召开的第9届煤田地质会议上，就有一些煤中有害元素与病理学关系方面的新研究成果，引起了与会学者极大兴趣[90]。三是一些学者开始注重低温热液流体作用下煤中伴生元素的地球化学行为，把流体动力学的原理应用于煤中物质，特别是毒害元素的迁移、转化和富集规律的研究。注重流/岩反应、流/流反应以及沉积有机物自身的有机反应、有机物－水－岩石多相反应和有细菌参与的生物有机化学反应。流体是物质迁移和转化的主要载体，任德贻等（1999）剖析了几种煤中伴生有害元素的富集成因特点[88]，无不与流体有关。近年来低温地球化学的快速发展为此项研究提供了新的思路和可靠的理论参考。
总结国内外研究现状和发展趋势，作者认为煤中伴生元素地球化学的研究在以下几个方面需进一步加强：
（1）我国学者比较系统、深入的研究煤中毒害元素局限于华北的东部和中部、贵州省、四川省及东北个别煤田，积累了不少煤中有害元素分布的基础数据，掌握了一些有害元素的局部的富集规律，但与先进国家相比，全国积累的系统研究数据较少，并且多数集中于煤中伴生元素高异常区，往往使人产生误解，认为中国煤中有害元素普遍偏高。因此，全面评价我国煤炭资源及其环境效应，充分合理地利用丰富的煤炭资源，已有的研究成果和数据仍显不足。
（2）对煤中有害微量元素在有机质聚积、成岩、各种变质作用、热液作用过程中的富集机理及其地质背景探讨尚显不足。对源岩、围岩、岩浆热液活动产物的地球化学研究有待深入。我国黔西、滇东、湘南等地岩浆、构造热液作用是导致局部地区煤中有害元素富集的主要因素。华北地区区域岩浆热变质作用是决定煤级分布的主因，但其对煤中有害元素富集的影响研究甚少。所以从含煤盆地（煤产地）所处的区域地质、地球化学背景和地质发展史角度进行理论总结，归纳出煤中有害元素富集的成因类型或地质模式，尚须深入研讨。
表1.2 1989-2005年统计表
Tab. 1.2 The data in coal mine from 1989 to 2005
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
第三章 违章行为的心理原因问卷调查与因子分析研究
3.1违章行为原因问卷编制与测试
3.1.1违章行为主要原因归纳
通过对国内外已有的有关个体违章行为研究的成果和事故案例及专家意见，将违章行为的主要原因归纳成如下十二个：
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
上述计算方法所求出的主成分数量多时，可与原有指标相等。此时就反映了原有指标的全部信息，但没有减少指标，并非我们的目的。我们的目标是尽量用少数几个主成分反映原指标的绝大多数的信息。如果Z 1, Z 2, Z 3,L,Z p （p ≤n ）的累计贡献率已达到85%以上，这意味着前p 个主成分已能反映原有变量的绝大部分信息。
在主成分分析中将涉及到下列名词，先分别说明： ①相关矩阵
即原指标x 1, x2, x3,L, xn 首先标准化，然后求两两之间的相关系数组成的矩阵：
⎡r 11 r 12 r 13 r 1m ⎤⎢r r r r ⎥
2m ⎥⎢212223
⎢r 31 r 32 r 33 r 3m ⎥ (3.3) ⎢⎥ ⎢⎥⎢r r r r ⎥
mm ⎦⎣m 1m 2m 3
②特征根
即根据上述矩阵得到的特征矩阵：
⎡r 11-λ r 12 r 1m ⎤
⎢ r r -λ r ⎥21222m ⎢⎥
⎢ r 31 r 32 r 3m ⎥ (3.4)
⎢⎥ ⎢⎥⎢ r r r -λ⎥
m 2mm ⎣m 1⎦
使上述行列等于零，可得λ的n 次方程，称为特征方程：
λm -C 1λm -1+C 2λm -2+ +(-1) m -1C m -1λ+(-1) m C m =0 (3.5)
可解得m 个特征根，并使其按大到小排序，得到：
λ1≥λ2≥λ3≥ ≥λm ≥0 (3.6)
③特征根的贡献率
● 主成分Z k 的贡献率为：
λk
∑λ
m
(3.7)
i
i =1
● 前q 个主成分Y 1, Y 2, , Y p 的累计贡献率为：
∑p
λi
i =1∑m
λ
i
i =1(3.8)
[1] 代世峰, 任德贻, 唐跃刚, 等. 高硫煤中硫的地质演化模式——以内蒙古乌达矿区为例[J]. 地质论评,2001,47(4):383-387.
[2] Kostova I, Petrov O, Kortenski J. Mineralogy, geochemistry and pyrite content of Bulgarian subbituminous coals, Pernik Basin[J]. Geological Society, London, Special Publications, 1996, 109(1): 301-314. [3] 叶连俊. 生物有机质成矿作用和成矿背景[M]. 北京:海洋出版社,1998:75-84. [4] Stach E, Mackowsky M, Teichmuller M, et al . Stach’s Textbook of Coal Petrology[J]. Borntraeger, Stuttgart, 1982:12-89. [5] 代世峰, 马凤学. 乌达矿区高硫煤中菌藻类体的发现及意义[J]. 中国矿业大学学报,1999,28(1):57-60.
[6] Chou C L. Geologic factors affecting the abundance, distribution, and speciation of sulfur in coals[C].//Geology of Fossil Fuels, Proc 30th Int Geol Congress. 1997: 47-57. [7] 郑宝山. 地方性氟中毒及工业氟污染研究[M]. 北京:中国环境科学出版社,1992:169-172.
[8] 代世峰. 煤中伴生元素的地质地球化学习性与富集模式[D]. 北京:中国矿业大学(北京), 2002.
机械工程系2015届学生毕业设计 致 谢
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毕业设计
（2016届）
题 目 指导教师 院 系 班 级 学 号 姓 名
以上信息横线中字体为楷体GB2312，数字和字母的字体为Times New Roman，三号，居中 论文打印方法：封面颜色为白色；页面设置，边距上3.0cm ，下3.0cm ，左3.0cm 、右3.0cm ，页眉2.0cm ，页脚2.0cm ，A4纸左侧装订；打印方法，封一、题名页、独创性声明页单面打印，摘要之后的部分（含），双面打印；正文部分每一章应从奇数页开始，各章之间使用“分节符”进行分隔，摘要、参考文献、致谢、作者简介也从奇数页开始
二〇一五 年 六 月 十一 日
摘 要
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。应用TOF-SIMS 方面，指出U 、Mo 、Cu 具有较高的活性，而在还原障中可形成次生堆积。
关键词
元素的7
目 录
第一章 引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.1 煤中有害元素对环境和人体健康的危害„„„„„„„„„„„„„„1 1.2 煤中伴生元素的有关术语和分类„„„„„„„„„„„„„„„„„2 1.3 国内外研究现状及发展趋势„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 1.4 研究思路、技术路线及主要工作量„„„„„„„„„„„„„„„„9 第二章 华北地台晚古生代煤中伴生元素地质地球化学习性„„„„„„„„11
2.1 河北峰峰矿区煤中的伴生元素„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
2.2 鄂尔多斯盆地煤中的伴生元素„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 2.3 华北地台晚古生代煤中元素的赋存状态和分布„„„„„„„„„„„17 2.4 华北与西南聚煤盆地煤中伴生元素的分布差异的原因„„„„„„„„19 第三章 煤中稀土元素 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„39 3.1 稀土元素的测试方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„39 3.2 煤中稀土元素的含量„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„40 3.3 煤中稀土元素的分配特征„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„41 3.4 稀土元素的赋存状态 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 48 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„100 致谢 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„110 附录A ‥„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„114
等（1999）总结了全球31个国家褐煤中硫及微量元素含量的分布，主要有害元素的样品都在千个以上（其中我国仅10个左右）[51]；美国著名的专家Finkelman 正在力争建立全球煤中毒害元素的地球化学数据库；二是研究煤中有害物质对人类健康的影响，美国Orem 等（1999）对巴尔干半岛上褐煤淋出的有害有机化合物对地方性肾脏病的影响等[89]；2001年在捷克召开的第9届煤田地质会议上，就有一些煤中有害元素与病理学关系方面的新研究成果，引起了与会学者极大兴趣[90]。三是一些学者开始注重低温热液流体作用下煤中伴生元素的地球化学行为，把流体动力学的原理应用于煤中物质，特别是毒害元素的迁移、转化和富集规律的研究。注重流/岩反应、流/流反应以及沉积有机物自身的有机反应、有机物－水－岩石多相反应和有细菌参与的生物有机化学反应。流体是物质迁移和转化的主要载体，任德贻等（1999）剖析了几种煤中伴生有害元素的富集成因特点[88]，无不与流体有关。近年来低温地球化学的快速发展为此项研究提供了新的思路和可靠的理论参考。
总结国内外研究现状和发展趋势，作者认为煤中伴生元素地球化学的研究在以下几个方面需进一步加强：
（1）我国学者比较系统、深入的研究煤中毒害元素局限于华北的东部和中部、贵州省、四川省及东北个别煤田，积累了不少煤中有害元素分布的基础数据，掌握了一些有害元素的局部的富集规律，但与先进国家相比，全国积累的系统研究数据较少，并且多数集中于煤中伴生元素高异常区，往往使人产生误解，认为中国煤中有害元素普遍偏高。因此，全面评价我国煤炭资源及其环境效应，充分合理地利用丰富的煤炭资源，已有的研究成果和数据仍显不足。
（2）对煤中有害微量元素在有机质聚积、成岩、各种变质作用、热液作用过程中的富集机理及其地质背景探讨尚显不足。对源岩、围岩、岩浆热液活动产物的地球化学研究有待深入。我国黔西、滇东、湘南等地岩浆、构造热液作用是导致局部地区煤中有害元素富集的主要因素。华北地区区域岩浆热变质作用是决定煤级分布的主因，但其对煤中有害元素富集的影响研究甚少。所以从含煤盆地（煤产地）所处的区域地质、地球化学背景和地质发展史角度进行理论总结，归纳出煤中有害元素富集的成因类型或地质模式，尚须深入研讨。
表1.2 1989-2005年统计表
Tab. 1.2 The data in coal mine from 1989 to 2005
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
第三章 违章行为的心理原因问卷调查与因子分析研究
3.1违章行为原因问卷编制与测试
3.1.1违章行为主要原因归纳
通过对国内外已有的有关个体违章行为研究的成果和事故案例及专家意见，将违章行为的主要原因归纳成如下十二个：
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
上述计算方法所求出的主成分数量多时，可与原有指标相等。此时就反映了原有指标的全部信息，但没有减少指标，并非我们的目的。我们的目标是尽量用少数几个主成分反映原指标的绝大多数的信息。如果Z 1, Z 2, Z 3,L,Z p （p ≤n ）的累计贡献率已达到85%以上，这意味着前p 个主成分已能反映原有变量的绝大部分信息。
在主成分分析中将涉及到下列名词，先分别说明： ①相关矩阵
即原指标x 1, x2, x3,L, xn 首先标准化，然后求两两之间的相关系数组成的矩阵：
⎡r 11 r 12 r 13 r 1m ⎤⎢r r r r ⎥
2m ⎥⎢212223
⎢r 31 r 32 r 33 r 3m ⎥ (3.3) ⎢⎥ ⎢⎥⎢r r r r ⎥
mm ⎦⎣m 1m 2m 3
②特征根
即根据上述矩阵得到的特征矩阵：
⎡r 11-λ r 12 r 1m ⎤
⎢ r r -λ r ⎥21222m ⎢⎥
⎢ r 31 r 32 r 3m ⎥ (3.4)
⎢⎥ ⎢⎥⎢ r r r -λ⎥
m 2mm ⎣m 1⎦
使上述行列等于零，可得λ的n 次方程，称为特征方程：
λm -C 1λm -1+C 2λm -2+ +(-1) m -1C m -1λ+(-1) m C m =0 (3.5)
可解得m 个特征根，并使其按大到小排序，得到：
λ1≥λ2≥λ3≥ ≥λm ≥0 (3.6)
③特征根的贡献率
● 主成分Z k 的贡献率为：
λk
∑λ
m
(3.7)
i
i =1
● 前q 个主成分Y 1, Y 2, , Y p 的累计贡献率为：
∑p
λi
i =1∑m
λ
i
i =1(3.8)
[1] 代世峰, 任德贻, 唐跃刚, 等. 高硫煤中硫的地质演化模式——以内蒙古乌达矿区为例[J]. 地质论评,2001,47(4):383-387.
[2] Kostova I, Petrov O, Kortenski J. Mineralogy, geochemistry and pyrite content of Bulgarian subbituminous coals, Pernik Basin[J]. Geological Society, London, Special Publications, 1996, 109(1): 301-314. [3] 叶连俊. 生物有机质成矿作用和成矿背景[M]. 北京:海洋出版社,1998:75-84. [4] Stach E, Mackowsky M, Teichmuller M, et al . Stach’s Textbook of Coal Petrology[J]. Borntraeger, Stuttgart, 1982:12-89. [5] 代世峰, 马凤学. 乌达矿区高硫煤中菌藻类体的发现及意义[J]. 中国矿业大学学报,1999,28(1):57-60.
[6] Chou C L. Geologic factors affecting the abundance, distribution, and speciation of sulfur in coals[C].//Geology of Fossil Fuels, Proc 30th Int Geol Congress. 1997: 47-57. [7] 郑宝山. 地方性氟中毒及工业氟污染研究[M]. 北京:中国环境科学出版社,1992:169-172.
[8] 代世峰. 煤中伴生元素的地质地球化学习性与富集模式[D]. 北京:中国矿业大学(北京), 2002.
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XXXXXXXXXXXXXXXXXX 。。。。。。。。…………。
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