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石墨是晶态单质碳，在地球上广泛存在。可能是有机物经过复杂的沉积变质，或许经历过构造一岩浆变形一改造等过程才形成的。在树根底下发现具有一定偶然性，可能恰好这棵树长在了石墨矿床的上面。由于不了解1564年及以前巴罗代尔的地质背景，无法根据成矿时代、成矿环境、物源等推理具体的石墨矿床的成因。以下文献仅供参考：《天然石墨的成因、晶体化学特征及对石墨烯产业化的约束》 （刘剑）。里面有讲天然石墨的成矿过程。《中国石墨矿床成矿规律概要》，有讲矿床成因。《中国石墨矿床类型、成矿区带划分及成矿规律》，有讲矿床成因。
石墨矿床的成因主要有两种说法，一种是认为石墨矿床主要是地层中的有机物经过变质作用还原而形成的；另一种认为石墨是由一氧化碳，二氧化碳经还原结晶而成。其来源由岩浆带来或变质作用过程中从灰岩释放而来。
石墨的用途是非常广泛的，在很多地方都可以用到，石墨矿床就是可以开采石墨的矿床，那么这个矿床是怎么形成的呢？下面我就来跟大家说一说石墨矿床的成因。
石墨矿床的成因有四种：
1、区域变质型石墨矿床，产于元古宙陆壳基底褶皱带中。矿体呈层状，透镜状产于大理岩、变粒岩中，群集产出。矿石所含为晶质石墨，含矿率8%-15%，如陕西丹凤石墨矿床。
2、混合岩化型石墨矿床，产于元古宙或上古生代陆壳基底褶皱带中。矿体呈层状、似层状、透镜状产于混合岩化片麻岩中。矿石所含为晶质石墨，有石墨片岩型、石墨片麻岩型、石墨大理岩型、石墨透辉岩型和石墨变粒岩型5种矿石类型，其中又各分为风化型和未风化型矿石两类。风化型矿石，因易选而质佳，含矿率3%-22%。如山东莱西南墅、黑龙江柳毛、内蒙古兴和石墨矿床。是中国主要的石墨矿床成因类型。
3、混染同化型石墨矿床，系古生代或中生代花岗岩浆混染同化含碳高的岩层而成矿，矿体由含石墨混染花岗岩组成，呈囊状、透镜状、不规则状成群分布。晶质石墨矿石，呈鳞片状集合体或团块状，含矿率3%-6%。如新疆尉犁县托克布拉克、新疆奇台县苏吉泉石墨矿床。
4、接触变质型石墨矿床，系煤系受中生代酸性岩浆作用，在有盖层封闭的低压中温条件下，煤层接触变质为半石墨和石墨。矿体层状，多层。矿石为土状（隐晶质）石墨，含矿率60%-90%。如湖南鲁塘、吉林磐石石墨矿床。
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来源丨DeepTech深 科技 （ID：deeptechchina）
作者丨杨一鸣
近日，中国科学院高鸿钧团队传出喜讯，他们实现了 在石墨烯上高精度的结构制作，精度已经达到了原子的级别。
这样的研究成果不仅显示了研究团队对于纳米结构制作的高超技术，也再次将石墨烯这一纳米器件制作平台推到了科学研究的最前沿，对于可控制造特殊性质的纳米器件，例如量子器件，有重要研究意义。
此项成果以论文的形式发表于 9 月 6 日的 Science 杂志上，高鸿钧院士对DeepTech 表示，在本次工作中，团队利用课题组长期积累的扫描隧道显微学原子操纵技术，实现了原子级精准的石墨烯可控折叠，目前也在尝试六方氮化硼等其他二维材料的可控折叠，以及利用原子级精准的可控折叠技术，构筑更为复杂的二维纳米结构。
据介绍，高鸿钧课题组长期致力于石墨烯的制备、物性研究及潜在应用，是国际上最早的在金属衬底上外延生长高质量、大面积石墨烯的课题组之一。
图 | 麻省理工 科技 评论
在这次重要突破中，如此精细的原子级制作，必定使用了非常高深难懂的手法吧！其实不然，文章的第一作者是来自中科院的陈辉、张现利和张余洋，他们在文中用的词汇是“Origami”——折纸艺术。
事实上，他们只是用 STM（扫描隧道显微镜）将石墨烯折叠了一下。没错，他们登上 Science 的文章，仅仅是将一小块石墨烯折叠了一下，得出了很奇妙的现象。
这种反差萌其实和石墨烯的特色发迹史一脉相承，石墨烯于 2004 年由英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃消洛夫（Konstantin Novoselov）发现。当时获取石墨烯的方法名称很响亮：“机械剥离法”，也就是从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。
而他们也因为对于石墨烯研究的卓越贡献，于 2010 年被授予诺贝尔物理学奖，那年的诺奖也被称为是“用胶带撕出来”的。只能说我们身边的科学有很多是源于生活，而高于生活的。
折纸艺术 | pixabay
一直以来，石墨烯都被认为是“新材料之王”，这种特殊的材料，也是科学家发现的首批二维材料之一，是由碳原子以 sp² 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
石墨烯突出的特点是，高载流子迁移率、强度高、带隙可调等，是半导体研究、纳米材料研究的热点材料。
其次，石墨烯是制作一系列纳米材料的“母体”，我们能够以石墨烯为“出发点”，制作一系列有独特特性的材料，例如像足球一样的“富勒烯”，可以认为是由石墨烯的片段卷积而成；还有“碳纳米管（CNT）”，可以认为是用石墨烯“卷”起来的。最近，MIT 的研究团队基于碳纳米管制作了一款具有超过 14,000 个晶体管的 16 位微处理器，刚刚登上 Nature 期刊。而按照不同的角度“卷”起来的碳纳米管，它们会有不同的物理特性。
那么，如果能够精确控制制作工艺，在石墨烯这个平台上制作我们想要的纳米材料就具有十分重大的研究意义和广阔的应用前景了，也能为 探索 石墨烯的新性能打开新方向。
如何实现精细操作呢？研究团队选择了可能是当今世上最精贵的仪器——“STM（扫描隧道显微镜）”进行操作，这种基于“量子隧穿效应”的仪器也是当今世上最精密的测试仪器之一，能够 通过仪器中原子尺寸级别的探针与样品之间的相互作用来实现“原子操纵（Atomic Manipulation）”，即对单原子进行移动，并以此制作纳米结构。
曾登上化学高考试题的“中国”，由我国科学家在 199 3年首次利用超真空扫描隧道显微镜技术，在一块晶体硅（由硅原子构成）的表面直接移动硅原子写下了“中国”两字
选择了石墨烯，选择了利器 STM，研究人员就放开手脚大干了一场。他们首先使用 STM 将一小块石墨烯（原文是 graphene island，即石墨烯小岛），进行折叠和展开操作，折叠方向可以是随机的，也可以是精确控制沿着指定方向进行折叠。
这一次的折叠，是当今世界上最小的一次对石墨烯的折叠，并且不仅能折叠，还能复位，如果没有十分精确的控制是不可能完成的。
高鸿钧解释道：“单纯的折叠和复原其实比较快，就是在秒的量级。但是为了实现原子级精度的可控折叠，需要首先在高定向裂解石墨上获得合适尺寸的石墨烯纳米片，我们目前使用的是氢离子轰击技术，一般需要 10 个循环的氢离子轰击，这个过程需要 10 个小时左右。一旦有了我们设计尺寸的石墨烯纳米片，折叠和复原就可以很快，并且成功率也很高，可重复性也非常好。”
STM实现的石墨烯折叠和复原 | Science
接着，研究团队在折叠处发现了具有特殊性质的结构——“褶子”，研究团队将其称为“1D tubular”，如上图中 C 和 D 所示，清晰地记录了这个结构的高度尺寸。他们发现这个结构和碳纳米管结构很类似，都是石墨烯卷起来一样的，那么它的性质会是怎样的呢？
电学测试表明，与碳纳米管类似，这样的结构具有一维材料的特性，电子在这种结构上只能做一维的运动，即向前或者向后。
高鸿钧
但是，该结构与传统碳纳米管相比也略有不同，对此高鸿钧解释道：“利用石墨烯折叠出来的 1D tubular 结构与传统的 CNT 相比，有着自身的特点。从原子结构角度来讲，折叠出来的 1D tubular 是一个非闭合结构，这种非闭合结构也会对其电子结构造成影响，我们的理论计算表明，1D tubular 除了具有传统 CNT 的 1D van Hove 奇点特征以外，还具备一些有限尺寸石墨烯片的电子结构特点。”也就是说， 1D tubular 是利用石墨烯卷起来的非闭合结构，它既有碳纳米管的一些特性，也具有石墨烯的特性。
于是高鸿钧团队开始考虑如何利用这种结构制作器件，根据石墨烯具有的“双晶”特性，他们首先尝试了“ 异质结 ”器件（一个器件由两种不同性质材料组成）的制作。
石墨烯折叠形成 | Science
所谓“双晶”特性，就是一层石墨烯上可能会出现两种排列方向不同的蜂窝结构，即使都是六边形，就好像是用两张饼拼成了一张饼一样（如上图中的 A）。换一种说法，我们也可以认为是在一层双晶石墨烯上能存在两种不同属性的石墨烯，也就是两种不同的材料。
如果我们能够以一种可控的方式将这层双晶石墨烯以一定的角度折叠起来，那么在折叠的地方就能出现两种材料的界面，也就能形成异质结的结构。
这种处于一维结构上的异质结可能会显示出不一样的电子特性，例如文章中报道的局部电子奇点等，也许会成为新型一维器件的制作方式。
对于材料的应用，高鸿钧充满自信地表示：“如果利用双晶石墨烯片进行可控折叠，可以得到传统 CNT 研究中科学家一直想要获得的结构可控的一维纳米线异质结，这样的一维纳米线异质结两端的电子结构可以相差很大，通过精心设计，可以做成传统半导体器件中的 pn 结，进而构建更加丰富的信息功能器件”。
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果壳
ID：Guokr42
整天不知道在科普些啥玩意儿的果壳
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超级材料—石墨烯
“超级材料”这个词近来被大量的使用——陶瓷超级材料，气凝胶超级材料，弹性体超级材料。但是有一种超级材料把它们都淹没了，它让它的发现者获得了诺贝尔奖，并为科学的炒作和兴奋定义了上限。它有可能使处理、电力储存、甚至太空 探索 发生革命性的变化，这就是石墨烯材料。那么石墨烯的市场应用主要有哪些方面的呢？
石墨烯是由单层碳原子排列成六边形晶格的一种异形体(形式)。它是碳的许多其他异形体的基本结构元素，如石墨、钻石、碳、碳纳米管和富勒烯。石墨烯有许多不同寻常的性质，它能有效地传导热量和电，它的导电性也非常高，而且几乎是透明的。它不仅具有令人难以置信的物理特性，还被广泛引用为每一重量基础上创造的最坚固的材料。例如，石墨烯在原子小的情况下，可以使处理器中的晶体管更加紧密地封装，并允许许多电子行业向前迈进一大步。
在未来的石墨烯时代，随着批量化生产以及石墨烯技术等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，未来，石墨烯将会在以下领域率先实现商业化应用：
01 基础研究方面的应用
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中，电子的质量仿佛是不存在的，这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动，从而必须用相对论量子力学来描述，这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向：一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验，可以在小型实验室内用石墨烯进行。
02 传感器方面的应用
石墨烯可以做成化学传感器，这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的，根据部分学者的研究可知，石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。
03 新能源电池方面的应用
新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源 汽车 电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。
04 防腐涂料领域的应用
目前国内防腐涂料消费量近180万吨，占世界防腐涂料总消费量的40%以上。我国防腐涂料需求主要集中在船舶、石油化工、桥梁、集装箱等领域。涂料中添加石墨烯后，石墨烯能够形成稳定的导电网格，有效提高锌粉的利用率，同时，石墨烯涂层能在金属表而与活性介质之间形成物理阻隔层，对基底材料起到良好的防护作用。
近年石油化工、铁路交通、新能源、基础设施建设等更是蓬勃发展，为防腐涂料提供了广阔的市场空间。烯旺 科技 致力于对石墨烯涂料进行大规模商业和工业应用，为全球客户提供高效产品和全方位解决方案，打破中国重防腐涂料和核心原料严重依赖进口的局面，为涂料行业工业提供坚实的基础。 作为石墨烯应用的开拓者，石墨烯防腐涂料和功能性涂料成为烯旺 科技 重点发展战略之一。烯旺 科技 整合集团投资的涂料资源，组织顶尖科研人员，率先开发了石墨烯复合陶瓷耐蚀树脂和涂料系列产品以及独特的石墨烯改性锌粉底漆等。
05 医疗 健康 领域的应用
今年3月，南京医科大学和烯旺 科技 共同研发的一项石墨烯无创治疗肿瘤新技术，被美国生物医学顶级期刊《Advanced Therapeutics》(先进医疗) 作为封面论文发表，这种无创、低副作用、低成本的全新治疗策略，或将成为治愈癌症的一大进步，有望成为未来肿瘤治疗的主流方法之一。
在慢性病的治疗上，石墨烯具有巨大的医疗潜力。石墨烯释放的远红外，作用于人体时会引发细胞原子与分子的共振，共振效应可将远红外线的热能传递到人体皮下的较深部分，作用于血管微循环系统，可加速血液循环，强化各组织间的新陈代谢，调理身体，促进慢性病的康复。石墨烯在医疗领域的发展令人惊喜，运用非药物疗法治病，一方面减少损伤，一方面节省费用，不仅让医疗技术变得更加成熟，提高医疗活动的效率和质量，更可以与传统医疗技术形成互补，同时降低医疗成本。借助这样治疗方式，才能不断让优质的医疗资源普惠到更多人群中。
石墨烯 科技 为医学领域带来了重大突破，更为人类 健康 贡献了非凡力量。烯旺 科技 在石墨烯医疗领域的更多应用，让更多科学以及医学专家坚信，在未来数十年内，更多现在无法解决的问题，石墨烯将发挥更大的作用。
总而言之，从现今石墨烯技术的实际应用以及技术水平来看，对石墨烯的很多发展已经有了决定性的进度，其中在防腐涂料及医疗 健康 领域，烯旺 科技 已发展到可以规模商业应用的阶段。我们相信，随着越来越多成熟石墨烯应用的加速落地，石墨烯，将重新定义世界，让我们一起期待世界的改变。
平顶山一矿瓦斯地质规律
平顶山一矿井田位于矿区中部，北西、南东向展布的郭庄背斜、牛庄向斜、牛庄逆断层，由十矿跨入该矿井田东部的二水平和三水平，与位于其下方的竹园逆断层、张家逆断层构成北西、南东向展布的构造带，控制着一矿井田东部和深部，以压(扭)作用为主的构造形态(图)。
表 平顶山矿区瓦斯地质特征表
图 平顶山一矿构造纲要图(比例尺1∶50000)
一矿井田构造特征，概括起来可以划分为三部分:二水平及其以上，大致以30勘探线为界可划分为东、西两部分;三水平及其深部。
(1)东部，与十矿一起，主要是受北西、南东向展布的牛庄向斜、牛庄逆断层作用的控制，煤层构造以压性、压(扭)性作用为主，兼具有张(扭)作用，煤层受到强烈的挤压、剪切破坏，煤层中的小揉皱，剪切滑动很普遍，“构造煤”特别发育，戊8－10煤层中的“构造煤”厚度一般在1～以上。该部构造比较复杂，为了区分，可以简称“东部构造复杂区”。
(2)西部，在30勘探线以西至四矿井田边界，构造特征与四矿相似。并且与四矿、六矿一起位于锅底山断裂的东北盘，构造比较简单，构成了整个平顶山矿区相对的构造简单区。以北东、北北东向正断层比较发育为主要特征，并在喜马拉雅期近北东向右旋力偶作用时，表现为张(扭)性活动。煤层中的“构造煤”远不如东部发育，～左右，一般都在以下。
(3)三水平及其以深，主要受北西、南东向展布的郭庄背斜的倾伏端、竹园逆断层、张家逆断层的控制，构造特征主要是挤压剪切应力为主。郭庄背斜的倾伏端，煤层的倾向、倾角和走向都发生急剧的变化，这种变化会使煤层遭受强烈的挤压和剪切破坏;竹园逆断层和张家逆断层连成带状，控制了三水平及其以深的大半部;仅井田深部边界的西北端构造稍简单。
受矿区构造的控制，井田东部和三水平及其以深主要受北西、南东向展布褶皱和逆断层的控制，构造复杂，煤层受挤压、剪切强烈，煤层破坏严重，构造煤发育，有利于瓦斯的储集，开采时瓦斯涌出和煤与瓦斯突出危险性大;西部主要以北东、北北东正断层比较发育，有利于瓦斯的释放，开采时瓦斯涌出和煤与瓦斯突出危险性较小。
平顶山五矿瓦斯地质规律
井田位于李口向斜的西南翼，总体为一走向北西、南东、倾向北东的单斜构造，井田内褶皱较发育，主要有山庄向斜和诸葛店背斜，背、向斜仅发育在己煤段和庚煤段地层中。断裂构造极为发育，以走向北西西的锅底山正断层为主导(落差100～200m)，伴生和派生的压性(压扭性)和张性(张扭性)中、小构造并存的复杂构造格局，并显示距锅底山断层愈近，中、小构造愈发育的特点，断层破碎带较宽，受强烈挤压破碎，扭转成“麻花状”(图)。
图 平顶山五矿矿井构造纲要图
锅底山正断层为平顶山矿区五矿最大的断裂构造，呈北西、南东向展布，西起十一矿，贯穿整个五矿井田，向东南延伸至七矿。锅底山正断层为矿井的主要控气构造，控制着整个井田的瓦斯赋存分布规律。此断层虽宽度较大，但断层带被灰白色铝土质胶结物夹砂砾岩等充填，致使其成为阻水隔气断层，在开采过程中，断层两侧瓦斯涌出量较大。在锅底山断层的上盘，由于旁生断层较多，地质构造复杂，煤与瓦斯突出较严重，发生9次煤与瓦斯突出中8次发生在该区。受锅底山断层影响，下盘区域构造相对简单，发育有背斜构造，轴部瓦斯涌出量较两翼小，瓦斯涌出量变化不稳定。远离锅底山断层和背斜构造，瓦斯涌出变化渐趋稳定，与埋藏深度更加密切。同时，小断层数量增加，尤其是逆断层的存在，增加了煤与瓦斯突出危险性。
平顶山八矿瓦斯地质规律
平顶山八矿位于李口向斜轴的南东转折仰起端，井田西侧与十矿、十二矿井田内分布的北西向展布的牛庄向斜、郭庄背斜以及原十一矿逆断层的末端相邻，并受其控制;而井田东侧靠近北东向展布的洛岗大断裂。该井田既受北西向构造的控制，又受北东向构造的控制，处于区域北西向构造与北东向构造的交汇部位，井田内既有北西向展布的任庄断裂、张湾断裂，又有北东向展布的辛店断裂，既有北东向展布的前聂背斜，又有北西向与北东向构造复合作用控制的焦赞背斜，且又有北西向构造与北东向构造联合作用控制的盆形构造任庄向斜。该井田构造极为复杂(图)，煤层破坏强烈，构造煤极其发育，煤与瓦斯突出非常严重。
图 平顶山八矿构造纲要图
发育顺煤层滑动断层的地带是构造煤发育的地带，多为Ⅳ、Ⅴ类构造煤，也是煤与瓦斯突出危险地带;北西向展布的小断层附近构造煤普遍比北东向展布的小断层要发育，也是煤与瓦斯突出的危险地带;八矿井田背斜向斜构造较发育，小褶皱引起煤层增厚，易于形成煤与瓦斯突出危险。无论是戊组煤层还是己组煤层都存在煤厚分叉合并现象，在煤层合并区域，煤层瓦斯含量和瓦斯压力会急剧变大，导致瓦斯涌出量明显增大，也是煤与瓦斯突出危险性大的地段。
平顶山十矿瓦斯地质规律
平顶山十矿井田总体为一由南西向北东倾斜的单斜构造，位于李口向斜西南翼的中偏东部，与八矿相邻，整个井田被北西西向展布的郭庄背斜、十矿向斜、牛庄逆断层、原十一矿逆断层和赵庄逆断层等一系列压扭性构造带所贯穿，是属于平顶山矿区的构造复杂区。受北西西向展布的十矿向斜、牛庄逆断层、原十一矿逆断层、郭庄背斜等一系列压扭性构造带的控制，将井田分成十矿向斜区、位于十矿向斜和郭庄背斜间而由牛庄逆断层和原十一矿逆断层共同作用形成的地垒区和郭庄背斜北翼区(图)。
图 平顶山十矿井田构造纲要图
(1) 十矿向斜区十矿向斜是一个宽缓的向斜，煤层倾角5°～10°，又是位于靠近煤层露头方向的井田浅部。对于丁组煤和戊组煤大部分都处在始突深度以上，戊9－10煤层始突深度420m，丁6煤层始突深度580m。但是对于己组煤层在位于向斜倾伏端靠近向斜轴部的煤层就具有煤与瓦斯突出危险性。
(2) 地垒区由于牛庄逆断层靠近十矿向斜北翼、原十一矿逆断层靠近郭庄背斜的南翼，这两者实际上是一个共用翼，地垒区是由两个逆断层的上盘共同作用控制的隆起区，这本来是一个构造作用强烈的复杂区，如在戊五采区构造煤厚一般都在2m以上。但是由于戊组煤和丁组煤大部分都处在始突深度以上，所以目前还没有发生过煤与瓦斯突出。但是对于己组煤层埋藏深，在靠近两个逆断层附近的深部煤层就具有煤与瓦斯突出危险性。
(3) 郭庄背斜北翼区郭庄背斜是一个在井田中部强烈突起的褶皱构造，它在南东端仰起、北西端倾伏，由东到西贯穿整个井田。由背斜轴部向北翼，煤层倾角由5°增大至27°。这说明它是一个构造作用强烈的紧闭褶皱构造。煤层倾角的急剧变化是构造挤压变形作用的结果，戊组煤、丁组煤、己组煤已发生的40余次煤与瓦斯突出均位于煤层倾角急剧变化的该区。
(4) 小型断裂构造实践证明，煤与瓦斯突出往往发生在小断层附近，尤其是压扭性小构造。十矿统计了1553条断层，落差小于2m的断层占总数的85%。十矿小断层北西西向是以压扭作用为主的次级断裂(曾经也发生过张扭作用);北北东向是以张扭作用为主的次级断裂(曾经也发生过压扭作用);北西向和北东东向分别是来自南西向北东推挤的主应力作用产生的共轭断裂，是以剪切作用为主的。
煤矿安全管理摘要：煤矿安全生产是一项长期而艰巨的工作，必须建立和落实长效机制，才能彻底扭转安全上的不利局面。关键词：煤矿安全生产长效机制事故是一个可怕的黑洞，一旦发生就会影响生产甚至造成全面停产，形成巨大的损失，而且它吞噬生命，损害健康，给人留下一生的遗憾和心灵上的创伤。党和国家本着为人民群众生命财产负责任的精神，正确地提出了“安全第一、预防为主”的安全生产方针，明确了安全的地位和安全工作的根本方法。又提出了“管理、装备、培训并重”的原则，进一步为安全生产工作指明了方向。但是在实际执行过程中，由于受各种因素的影响，安全生产方针和原则不能长期得到贯彻执行，存在时张时弛的现象。造成了安全生产中的漏洞，使事故屡屡发生。笔者认为必须建立安全生产的长效机制，制约企业和有关部门的各项活动，以保证安全生产方针和原则真正意义上的贯彻和落实。具体包括以下几个长效机制：一、建立健全责任制约机制1、理顺管理体制宏观体制国家监督首先要确立国家在安全生产管理中的地位和作用，国家监督体现了国家对安全生产工作的重视和负责精神，国家强制力是安全监督实施的保障，保证安全监督能够顺利进行，并从根本上影响企业和个人对安全管理的思想和行为对安全的关注。国家煤矿安全监察局是国家对煤矿行使安全监察的职能部门，自从2001年建立以后，全国煤矿安全生产形势已逐年好转。从近几年私挖乱采和越界开采及不具备安全生产基本条件的小煤矿的治理情况来看,落实地方人民政府的煤矿安全监督管理职责是至关重要的措施。在建立地方人民政府领导分工联系本地区煤矿安全生产工作制度的基础上，认真落实煤矿安全生产许可证制度，促进煤矿安全法制、安全责任、安全科技、安全投入、安全文化等各项要素到位。行业管理安全工作范围广泛，各个区域又有其各种不同的特点，所以有必要在国家统一领导下分行业进行管理，以保证安全管理的专业性。我国的行业管理已经比较完善。企业负责在市场经济条件下，企业是生产经营的基本单位，企业的一切工作都由企业决定和实施，安全管理也不例外，所以企业也是安全管理的基本单元。只要企业重视安全、安全投入充实，安全管理到位，全国的安全生产才有保障。《安全生产法》规定企业的法定代表人是安全第一责任人，进一步把企业的安全责任落实到个人。企业内部体制安全生产管理机构安全管理职能需要相应的机构和人员，而且一定要设置专门机构和专职工作人员，机构和人员一旦兼职必然使安全管理职能削弱，甚至名存实亡。现实的情况往往是，发生重大事故之后的单位管理机构健全，而未发生事故单位的管理机构就要薄弱得多。在这方面，一定要坚持预防为主的方针，消除因事故而设机构的不正常现象。管生产必须管安全的原则各级生产或行政管理人员，必须对自己负责区域的安全工作负责。分级管理原则在正确设立管理机构的基础上，一定要坚持分级管理的原则，按现场作业人员——班组——区队（车间）——井——矿的顺序，按职能分级进行安全管理，能由下级管理的尽量由下级负责，让上级集中精力来抓更重要的工作，处理更重大的问题。2、建立安全生产责任制明确国家机关、国家工作人员和各企业、企业内部各部门、各岗位的安全生产责任制，使每个人的权利清楚，责任明确，权责一致。形成一个包涵国家机关、国家工作人员、企业负责人、企业内部各岗位的真正意义上的健全的责任体系。3、责任体系落实责任联系和制约各个责任制之间并不是独立的，它们之间存在着紧密联系。在企业内部有上级对下级的管理，也有下级对上级的监督，还有职能部门的指导和监管。在宏观上，还有企业与企业及煤矿安全监察局、国土资源局和煤炭行业管理部门相互之间的责任联系。所以必须以系统的观点来看待责任落实问题。责任体系落实保障健全与责任制相配套的法律法规，规章制度落实责任制必须要有相应的考核和奖罚措施，严格考核，才能保障落实。否则责任制就成了一纸空文。国家机关责任必须首先落实现在我矿周围小窑越界引起的重大安全隐患长期得不到解决，首先就是煤矿安全监察局、国土资源局、地方政府等国家机关责任不明、监管不力的问题。二、教育培训机制1、教育培训的意义作用人是安全工作最活跃、最关键的因素,在安全生产中处于主导地位。为了贯彻以人为本原则，充分发挥人在安全生产中的积极作用，必须做好安全教育培训工作。教育和培训的基础地位是由以下几个方面决定的。安全教育培训是认识安全重要性的最基本手段安全教育培训可以使人们在较短时间内比较系统地获得对安全的基本认识。尤其对新工人的安全培训更为重要，使他们在工作之前先了解安全和认识安全。在工作之前先树立安全意识。安全教育和培训是获得安全知识和掌握安全技能的最基本手段通过安全教育和培训，使人了解怎样安全怎样危险，什么是企业提倡的，什么是企业反对的，严格执行规章制度。在认识安全的基础上，掌握安全生产的基本操作和技术，从个体上消除人的不安全因素。事故案例教育从反面激励人们引以为戒以往事故的严重后果和惨痛教训能引起人们心灵深处的强大振憾，自觉地支持和维护安全生产的良好局面，增强与不安全行为作斗争的勇气。现场急救培训是减少事故伤亡的重要方法一旦发生了事故,人的生命相对来说是脆弱的。专业医护人员的救助往往显得时间过于漫长,可望而不可及。现场人员在第一时间的自救和互救往往生死悠关。
5. 2. 2. 1 演马庄矿井瓦斯地质规律
焦作矿区中部韩王—演马—九里山等三井田组成三角形断块，南部以东西向凤凰岭断层为界、北以北北东向九里山断层为界、东以北西向方庄断层为界。演马庄井田位于焦作矿区中部三井田三角状断块内，地层走向北 50° ～70°东，倾向南东，倾角 4° ～14°，一般9°左右，为宽缓的背斜构造。区内断层发育，褶皱不发育，偶有宽缓褶曲或波状起伏现象出现，主要有北东—北北东、北北东、北东东向三组断裂，控制了该井田张裂隙延展方向总体为北东向，对瓦斯释放有利，如图 5. 3。
图 5. 3 焦作演马庄井田构造纲要图
演马庄井田靠近凤凰岭断层，井田内马坊泉断层走向北东 35°，北北东向展布，延展长度大于 3000 m，是井田中的一个分划性断层。断层以北，主要发育北东—北北东向断裂，主要发育北东—北北东向断裂，燕山期表现的挤压作用，四川期又反转为拉张作用。断层以南，主要发育北东东向断层，主要是受控于印支期作用，相比之下，构造比较简单。马坊泉断层以南煤层瓦斯含量普遍较高，最高达 31. 8 m3/ t。研究表明，自西向东，煤层瓦斯含量有增大的趋势，由南向北，煤层瓦斯含量呈减小的趋势; 马坊泉断层以北主要发育北东—北北东向断裂，小断层比较发育，断层导水性强，靠近小断层的工作面瓦斯含量很小; 马坊泉断层以南主要发育北东东向断裂，相比之下，构造比较简单，地下水径流弱，同时沿着煤层的倾向，井田内煤层埋深由北向南逐渐增大，瓦斯含量逐渐增大( 图 5. 4) 。
5. 2. 2. 2 九里山矿井瓦斯地质规律
井田内发育有北东向、北西向和近东西向 3 组高角度正断层，大、中型断层主要是北东向和北西向，无近东西向。整体为一走向北 40°东，倾向南东的单斜构造，地层倾角平缓，10° ～15°。井田构造以断裂为主，褶曲不发育，局部受断裂影响，形成宽缓的褶曲( 图 5. 5) 。
图 5. 4 煤层标高与瓦斯含量关系图
图 5. 5 九里山构造纲要图
煤层瓦斯与断层的类型、落差大小有密切关系，落差大的开放性断层，若使煤层与富水性或透气性较好的太原组、奥陶系地层与上覆砂岩段对接，从而有利于瓦斯的逸散而出现瓦斯含量低值区，开放性马坊泉断层、西仓上断层、方庄断层，煤层瓦斯含量并不随深度的增加而增加，反而具有明显的降低趋势，由此可知，大、中型断层对煤层瓦斯具有释放作用。如在井田东部，由于受北西向方庄断层 ( 落差 100 ～210 m) 的影响，瓦斯含量降低，含量等值线沿煤层倾向延展。在断层影响带 100 m 区域内，煤层瓦斯含量小于
九里山矿井褶皱构造比较微弱，但对瓦斯的控制还是比较明显。东部一一采区为向斜区，应力比较集中，小断层成组发育，实测瓦斯含量达到20m3/t，回采过程中发生很多次的突出，瓦斯涌出量较大。一二采区东翼背斜构造明显，实测瓦斯含量，回采过程中仅发生一次小型突出。马坊泉断层上盘牵引形成的向斜构造对瓦斯保存作用比较明显，瓦斯含量达。
九里山井田的二1煤层甲烷含量为～，平均，瓦斯分布以马坊泉断层为界，西北盘瓦斯含量小，东南盘瓦斯含量大。西北盘瓦斯又分为西部低东部高，东南盘瓦斯含量中部高，靠近马坊泉断层、西仓上断层瓦斯含量有所降低。研究表明，在同一瓦斯地质单元内，瓦斯含量具有随埋深增加而增大的整体趋势。
古汉山矿井瓦斯地质规律
古汉山矿井位于焦作煤田的东北部，夹持于古汉山断层和油房蒋断层之间，其基本构造轮廓为一向南东缓倾的单斜构造，地层产状大致走向为北东40°，倾角为12°～17°。井田内构造形式以断裂为主，局部出现小的挠曲，主要断层为北东东或北东向，总体构造简单(图)。
图 古汉山矿井构造纲要图
就整个井田而言，自东向西，含气量有增大的趋势，而由南向北，含气量呈现减少的趋势，深部断块的含气量高于浅部(图)。井田内的断层是造成煤层瓦斯含量分布不均衡的主要原因，在断层附近，特别是大断层，煤层瓦斯含量普遍降低。在井田西部，由于受北西向界碑断层(落差100～210m)的影响，瓦斯含量降低，含量等值线沿煤层倾向延展。在断层影响带100m区域内，煤层瓦斯含量小于15m3/t。
在井田中部，由于受团相断层的影响，煤层瓦斯含量呈现有规律的变化。在煤层底板等高线－600m以深，断层沿煤层倾向延展，落差达到150～200m，断层所处的方位有利于煤层瓦斯由深部向浅部运移，断层两侧形成宽约800m的瓦斯释放带，瓦斯含量小于15m3/t。在煤层底板等高线－600m以浅，断层走向转为北东向，与煤层走向趋于一致，断层落差逐渐变小直至尖灭。瓦斯由深部向浅部运移过程中，由于受到对盘岩层的阻挡，在断层两侧形成了宽约200m的高瓦斯带，瓦斯含量在20m3/t以上。
在井田南部，由于受油坊蒋村断层、团相断层(落差为250～300m)的影响，在距断层400m范围内，瓦斯含量为20～25m3/t。该断层对瓦斯的释放能力较前述两条断层明显降低，其原因与煤层埋深有关，因为此区域内煤层上覆地层厚度在1000m以上，煤层中的瓦斯难以通过如此巨厚的岩层逸散。
中马村矿井瓦斯地质规律
中马村矿位于焦作煤田中部，西南部及南部处于九里山断层(F14)下降盘，西部紧依凤凰岭断层，本井田构造格局受上述两条大断裂影响和控制。矿井总体构造形态为一缓倾斜的单斜构造，以近东西和北东向断层为主，均为高角度正断层，局部发育北西向正断层。井田西部断层较多，东部断层较少，全区构造复杂程度属中等(图)。
图 煤层瓦斯含量与煤层底板标高散点图
图 中马村矿井构造纲要图
北西向断层以张扭作用为主，对瓦斯释放有利。近东西向断层印支期以压扭作用为主，燕山期以张扭作用为主，四川期以压扭作用为主，现代构造应力场表现为张扭活动，对瓦斯释放和导水有利。北东、北北东向构造喜马拉雅期以压扭作用为主，四川期反转为正断层，现代构造应力场以压扭活动为主，对煤与瓦斯突出起控制作用。矿井瓦斯含量含量总体具有中部较高，东、西部较低，而且具随煤层埋深的增大而升高的变化趋势(图)。
位村矿井瓦斯地质规律
位村矿井位于焦作煤田的东北部，魏村断层和北碑村断层之间，其基本构造轮廓总体呈一单斜构造，走向北35°～42°南，倾向南东，走向长，倾向长，井田总面积，煤层倾角13°～21°，平均16°。井田内构造形式以断裂为主，局部出现小的挠曲，主要断层为北东向、北北东、北东东、北西向3组，总体构造简单。如图。
图 中马村矿瓦斯含量与煤层底板标高关系图(标高取正值)
图 位村矿井构造纲要图
图 瓦斯含量与标高回归趋势线
井田内普遍发育的正断层是造成煤层瓦斯含量分布不均衡的主要原因，在断层附近，特别是大断层，煤层瓦斯含量普遍降低。在井田西部，由于受北西向界碑断层 ( 落差 100 ～210 m) 的影响，瓦斯含量降低，含量等值线沿煤层倾向延展。就整个井田总体而言，瓦斯含量具有随埋深增加而增大的整体趋势 ( 图 5. 11) 。
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超级材料—石墨烯
“超级材料”这个词近来被大量的使用——陶瓷超级材料，气凝胶超级材料，弹性体超级材料。但是有一种超级材料把它们都淹没了，它让它的发现者获得了诺贝尔奖，并为科学的炒作和兴奋定义了上限。它有可能使处理、电力储存、甚至太空 探索 发生革命性的变化，这就是石墨烯材料。那么石墨烯的市场应用主要有哪些方面的呢？
石墨烯是由单层碳原子排列成六边形晶格的一种异形体(形式)。它是碳的许多其他异形体的基本结构元素，如石墨、钻石、碳、碳纳米管和富勒烯。石墨烯有许多不同寻常的性质，它能有效地传导热量和电，它的导电性也非常高，而且几乎是透明的。它不仅具有令人难以置信的物理特性，还被广泛引用为每一重量基础上创造的最坚固的材料。例如，石墨烯在原子小的情况下，可以使处理器中的晶体管更加紧密地封装，并允许许多电子行业向前迈进一大步。
在未来的石墨烯时代，随着批量化生产以及石墨烯技术等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，未来，石墨烯将会在以下领域率先实现商业化应用：
01 基础研究方面的应用
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中，电子的质量仿佛是不存在的，这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动，从而必须用相对论量子力学来描述，这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向：一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验，可以在小型实验室内用石墨烯进行。
02 传感器方面的应用
石墨烯可以做成化学传感器，这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的，根据部分学者的研究可知，石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。
03 新能源电池方面的应用
新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源 汽车 电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。
04 防腐涂料领域的应用
目前国内防腐涂料消费量近180万吨，占世界防腐涂料总消费量的40%以上。我国防腐涂料需求主要集中在船舶、石油化工、桥梁、集装箱等领域。涂料中添加石墨烯后，石墨烯能够形成稳定的导电网格，有效提高锌粉的利用率，同时，石墨烯涂层能在金属表而与活性介质之间形成物理阻隔层，对基底材料起到良好的防护作用。
近年石油化工、铁路交通、新能源、基础设施建设等更是蓬勃发展，为防腐涂料提供了广阔的市场空间。烯旺 科技 致力于对石墨烯涂料进行大规模商业和工业应用，为全球客户提供高效产品和全方位解决方案，打破中国重防腐涂料和核心原料严重依赖进口的局面，为涂料行业工业提供坚实的基础。 作为石墨烯应用的开拓者，石墨烯防腐涂料和功能性涂料成为烯旺 科技 重点发展战略之一。烯旺 科技 整合集团投资的涂料资源，组织顶尖科研人员，率先开发了石墨烯复合陶瓷耐蚀树脂和涂料系列产品以及独特的石墨烯改性锌粉底漆等。
05 医疗 健康 领域的应用
今年3月，南京医科大学和烯旺 科技 共同研发的一项石墨烯无创治疗肿瘤新技术，被美国生物医学顶级期刊《Advanced Therapeutics》(先进医疗) 作为封面论文发表，这种无创、低副作用、低成本的全新治疗策略，或将成为治愈癌症的一大进步，有望成为未来肿瘤治疗的主流方法之一。
在慢性病的治疗上，石墨烯具有巨大的医疗潜力。石墨烯释放的远红外，作用于人体时会引发细胞原子与分子的共振，共振效应可将远红外线的热能传递到人体皮下的较深部分，作用于血管微循环系统，可加速血液循环，强化各组织间的新陈代谢，调理身体，促进慢性病的康复。石墨烯在医疗领域的发展令人惊喜，运用非药物疗法治病，一方面减少损伤，一方面节省费用，不仅让医疗技术变得更加成熟，提高医疗活动的效率和质量，更可以与传统医疗技术形成互补，同时降低医疗成本。借助这样治疗方式，才能不断让优质的医疗资源普惠到更多人群中。
石墨烯 科技 为医学领域带来了重大突破，更为人类 健康 贡献了非凡力量。烯旺 科技 在石墨烯医疗领域的更多应用，让更多科学以及医学专家坚信，在未来数十年内，更多现在无法解决的问题，石墨烯将发挥更大的作用。
总而言之，从现今石墨烯技术的实际应用以及技术水平来看，对石墨烯的很多发展已经有了决定性的进度，其中在防腐涂料及医疗 健康 领域，烯旺 科技 已发展到可以规模商业应用的阶段。我们相信，随着越来越多成熟石墨烯应用的加速落地，石墨烯，将重新定义世界，让我们一起期待世界的改变。
2018年，年仅22岁的中国天才少年——曹原，登上了全球顶级科学杂志《自然》（Nature）当年影响世界的十大科学人物，而且位于第一位。两年后的现在，曹原又携两篇一作Nature强势归来。
那么，曹原到底是何许人也？他在科学界做出了什么突出贡献呢？
曹原的“开挂”人生很早就开始了，他年仅14岁就进入了中国科学技术大学少年班，19岁开始攻读世界顶级学府麻省理工学院（MIT）的博士学位。曹原从中学时代就对超导现象产生了浓厚的兴趣，读了博士之后，他废寝忘食地在实验室中钻研超导材料，他以石墨烯作为切入点。
石墨烯是近年来研究非常热门的一种材料，目前已被广泛应用于各种领域。石墨烯的结构十分特别，它是由碳原子排列成蜂巢晶格的二维结构，其厚度为一个碳原子，碳原子之间通过共价键紧密结合在一起。
石墨烯的特殊结构使其表现出很多优异的性能，其结构稳定、强度非常高、导热性能好、电阻率极低。考虑到石墨烯的优异导电性能，这种材料被用于超导研究，这也是曹原的研究方向。
曹原通过研究发现，如果偏转两层石墨烯的方向，使其夹角变为度，那么，在开氏度（零下摄氏度）的情况下，石墨烯将会表现出超导特性，这个奇特的旋转角度被称为“魔角”。
看到魔角石墨烯变成超导的温度，大家可能会犯嘀咕了，这个超导温度比绝对零度还高不到2度，远远低于室温，在现实中并没有使用价值。要知道，一些超导材料的超导温度远高于这种石墨烯，最高的已经达到零下23摄氏度。那么，魔角石墨烯又有什么意义呢？
事实上，这种超导石墨烯的意义十分重大，其成果是开创性的，这可能是人类破解超导原理所迈出的重大一步。此前，超导材料的研制都是基于掺杂原理，而魔角石墨烯只是通过简单的角度旋转就能产生超导现象，意味着超导的根本原理或许没有那么复杂。
这让物理学家感到非常兴奋，一个全新的高温超导研究方向就此开启。如果基于此能够最终揭开超导之谜，研制出常温超导材料，这个世界将会发生翻天覆地的变化。
正因为意义重大，曹原的研究很快就发表在《自然》（Nature）杂志上，一口气发了两篇。此后，曹原又继续研究魔角石墨烯，以期进一步揭开超导原理。
经过两年的潜心研究，曹原更加深入地探究了石墨烯的魔角，相关结果又发了两篇Nature论文。也就是说，目前的曹原已经有四篇Nature在手。
对于做科学研究的人而言，Nature和Science杂志无疑是最为顶级的杂志，很多人终其一生都发不了一篇。而曹原今年才24岁，就已经发了四篇。按照这个趋势下去，不要说中科院院士的位置已经预定，有可能就连诺贝尔物理学奖都在向他招手。
比你聪明的人还比你更努力，这也许是“最可怕”的事情，曹原无疑应该成为年轻一代的榜样。
石墨烯的创新用途论文我们可以帮助您的，