岩浆侵入对煤层瓦斯成藏及突出的影响

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1、能源技术与管理2013年第38卷第5期4EnergyTechnologyandManagementVo1．38No．5doi：103969／j．issn．1672-9943．2013．05．002岩浆侵入对煤层瓦斯成藏及突出的影响汪涵，王亮，王开信，孙凯，李晨(中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州221116)[摘要]岩浆侵入的矿井往往存在煤与瓦斯突出危险性，为了研究岩浆侵入对矿井煤层瓦斯成藏和突出灾害的控制作用，基于理论分析和实验研究，探讨了岩浆侵入的一般规律，研究了岩浆侵入对煤层的破坏以及对瓦斯生成一圈闭的作用，并以淮北卧龙湖井

2、田岩浆侵蚀严重的l0煤层为研究对象，验证岩浆侵入对煤层的瓦斯圈闭和突出的控制作用。结果表明：在岩浆的热演化作用下，煤的变质程度增加，比表面积增大，微孔较发育，吸附、解吸瓦斯能力增强，岩浆的侵入对瓦斯突出灾害具有控制作用。[关键词]岩浆侵入；煤层瓦斯；瓦斯圈闭；煤与瓦斯突出[中图分类号]TD712[文献标识码]A[文章编号]1672_9943(2013)05()f)4_O3一些学者对岩浆的侵入产状进行过归纳和分0引言类，主要包括：岩墙、岩床、锥形、杯形、飞碟形、岩我国岩浆活动非常频繁，给煤矿的安全生产盆、岩盘、岩盖、环型岩墙或岩床⋯

3、。在生产矿井中带来极大影响。鹤壁、郑州、窑街、淮北、淮南、鹤所见的岩浆侵入体的形状主要有岩墙和岩床两岗、铁法等矿区均发生过因岩浆侵入影响造成突种，图1所示的为岩床形态。岩墙是以断层或节理出或瓦斯涌出异常，岩浆侵人的区域是煤与瓦斯作为通道侵入，穿插在煤系中，与煤层面斜交或垂突出的危险区域之一。淮北矿区卧龙湖煤矿自建直，在平面上呈条带状，宽度几十厘米至几米，有矿以来共发生了3次煤与瓦斯突出事故，事故后时达几十米，长度不一[2]。岩床可沿煤层顶板或底调查发现突出区域均位于岩浆岩侵蚀边界。岩浆板侵入，也可沿煤层中间侵入或吞蚀整个煤层的的侵

4、入，对煤体的破坏变质、裂隙发育、吸附一解吸大部，在巷道剖面有层状、似层状、波状、浑圆状、特性等都产生了极大的改变，也导致煤与瓦斯突串珠状、树枝状、扁豆状等形态。出参数发生了极大的改变。基于理论分析和实验研究，文章探讨了岩浆侵入的一般规律，研究了岩浆侵入对煤层的破坏，对瓦斯生成一圈闭的影响，并通过淮北矿区卧龙湖煤矿实例分析了岩浆侵入对突出灾害的控制作用。图1岩床的形态1．3岩浆选层侵入特征1岩浆侵入矿井的一般规律煤层与岩层相比，存在疏松、多孔、硬度小、脆1．1岩浆侵入通道度大等物理l生质，致使其抵抗岩浆侵入的能力较岩浆是一种高温高压

5、的液体，从岩浆源向上低。同时，由于煤层的顶、底板密封性好、导热性侵入，多数情况下，岩浆岩侵入通道是褶皱及断层差，岩浆热量和气体不易向外散出。而其它各类的裂隙、断裂及软弱煤层，一般沿着压力最小的方向岩石，其受热后体积会有膨胀，岩浆不易侵入。因运动。一般来说，作为岩浆上冲通道的断层越大，此，在煤与其它岩类共同构成的含煤地层中，岩浆则岩浆岩越丰富；沿断层倾向侵入煤层的岩浆深首先选择煤层侵入。入越远，分布面积越大；岩浆沿断层侵入煤层，向1．4岩浆侵入体的岩性及构造煤层上山方向比向下山方向易于扩散。侵入煤系地层岩体的岩性，分类主要有中性1．

6、2岩浆侵入产状岩、基性岩和酸性岩。闪长岩、闪长玢岩、石英闪长岩、石英闪长玢岩等属于中性岩的侵入体；辉绿玢基金项目：国家自然科学青年基金(51004106)岩、辉绿岩和煌斑岩属于基性岩的侵人体；花岗2013年10月Feb．，2013汪涵，等岩浆侵入对煤层瓦斯成藏及突出的影响5岩、花岗斑岩属于酸『生岩的侵入体⋯。岩体形成早段产生的瓦斯，其保存量很小，约占10％左右。期，是以岩浆流动为主，在流动过程中形成了原生岩浆侵入煤层时，其高温热液使煤层发生了变质流动构造；岩体形成后期，是以岩浆凝固为主，在作用，在温度和压力的作用下，煤的分子组成发

7、生凝固过程中产生一系列原生断裂构造。改变，芳香族稠环的缩合程度提高，烷基侧链及含氧官能团脱落分解，使煤的镜质体反射率提高，变2岩浆侵入对煤层的影响质程度增高，在岩墙的两侧依次形成了天然焦一高2．1岩浆侵入对煤层的破坏作用变质煤一构造煤一正常煤的带状分布[6]。同时，岩浆岩浆为高温高压的熔融体，其对煤层的破坏的侵入，使煤的演化速度加快，产气速率增大，产方式主要有三种：吞蚀熔化、机械破坏、烘烤变生大量瓦斯气体，形成热力二次成气。海孜煤矿在质l3]。岩浆顺煤层顶板流动时，可以将全部或部分燕山早中期，岩浆活动剧烈，侵入5煤层的巨厚火煤层熔

8、化，使煤层夹矸增多、厚度变小，局部地区成岩，在区域热变质作用下，使下伏中组煤层煤化造成无煤区或无煤点，严重地破坏了煤层的连续程度达到焦煤、贫煤甚至无烟煤阶段，二次产生大性和完整性，从而降低了煤层的可采性；岩浆溢出量瓦斯气体，生成瓦斯量达到270～4