岩浆侵入对煤与瓦斯突出的影响研究.pdf

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1、26能源技术与管理2011年第3期doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2011．03．012岩浆侵入g：-l"燥与瓦斯突幽的鬏响研究亢方超，姬广亮(河南理工大学安全科学与工程学院，河南焦作454003)[摘要]为了解决岩浆侵入区域煤与瓦斯突出问题，采用瓦斯地质分析方法，从侵入规律及产状的角度研究，提出了岩浆侵入对煤矿安全生产的主要影响因素，为今后该领域煤与瓦斯突出防治提供了理论指导，更好地保证了煤矿安全生产的顺利进行。[关键词]瓦斯突出；瓦斯地质；岩浆侵入[中图分类号]TDT13[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2011)030262浆

2、沿煤层中部或底板侵入时，岩浆热液的侵蚀和0引言烘烤作用，使煤层全部或者部分被吞蚀，使煤层变我国中、新生代，特别是燕山运动阶段，岩浆质程度增高，生成更多的瓦斯；沿煤层顶板侵入活动强烈而频繁，对我国煤矿具有广泛影响。岩浆时，影响相对较小]。作为一种高温、高压的高能地质流体，是影响煤层王营煤矿井田南北两侧分别发育了两条走向瓦斯赋存的主要地质因素之一，对煤层瓦斯的生近东西的岩墙带，坚实致密，节理不发育，这些构成、运移、保存起着一定的控制关系，厘清岩浆活造阻止了井田内瓦斯顺层向外运移，使王营井田动对瓦斯赋存的影响规律，对煤矿安全生产有着成为四周被圈闭单元。截至1991年，王营矿l5

3、次不可忽略的意义。瓦斯突出中，有11次发生在岩浆岩岩墙两侧区域，说明岩浆岩对瓦斯突出具有重要控制作用l3。1岩浆侵入规律1．1岩浆侵入地质通道岩浆作为一种高温高压的液体，在侵入煤系地层时，一般沿着压力最小的方向运动。多数情况下，岩浆侵入都受到早期构造带的控制，需要借助构造带，尤其是张l生断裂带来实现。1_2岩浆侵入体产状图1湖南骑田岭龙潭组煤变质环状图煤矿所见的岩浆侵入体的产状主要有岩墙和2岩浆侵入对瓦斯突出的影响岩床两种。岩浆从地壳深部喷出，以断层或裂隙作为通道侵入穿插在煤岩层之中，形成与岩层层理许多矿区，由于岩浆侵入活动的破坏，使部分近于垂直或斜交的岩墙，一般厚度较大

4、，分布范围煤层变成了天然焦，甚至完全被岩浆所吞蚀，给煤较小。岩墙吞噬煤层，使其两侧的煤层发生接触变矿安全生产带来很大的影响。主要表现在以下几质作用，形成一个环状的变质带，越靠近岩体，煤个方面：提高煤的变质程度，使煤层瓦斯含量增的变质程度越高，从平面和纵向上均应表现出由加；破坏煤的连续性，使煤厚变动性增大；岩体推天然焦一无烟煤一贫煤一瘦煤一焦煤一气、肥煤挤使煤层受力，揉搓粉碎，煤的结构发生变化，形的带状递变分布特征，其分带厚度随岩浆岩的厚成构造煤；侵入温度不均，冷凝后使局部地区处于薄呈正比变化。湖南骑田岭龙潭组煤由于岩浆的应力集中的状态。大规模侵入，使周围产生环状的变质带]

5、，如图12．1岩浆侵入使煤层瓦斯含量增大所示。岩浆沿断层侵入，上升到浅部煤系地层后，在岩浆侵入过程中，岩浆中能分离出大量的通常选择硬度较小的煤层和岩层顺层侵入，形成岩浆热液，是一种具有高温、高压和化学性质活泼层状、薄层状的岩床，一般厚度较小，分布面积较的流体。岩浆侵入煤层后，一方面，其高温热液使大；侵入位置的不同，对煤层会有不同的影响。岩煤层发生了接触变质作用，使煤的变质程度增高，2011年第3期亢方超，等岩浆侵人对煤与瓦斯突出的影响研究27加快了煤的演化速度，增大了煤的产气速率，进一严重破坏，拥有极低坚固性系数和极高瓦斯放散步生成瓦斯，而岩浆作用本身携带的CO：、N等气

6、速度，一旦有掘进工程，极容易发生煤与瓦斯突出。体进入煤层空隙之中，则提高了煤层瓦斯含量；另2．4岩浆侵入应力异常区一方面，部分岩浆侵入所形成的岩墙、岩床，阻止一方面，高温高压的岩浆热液侵人煤层，使煤煤层瓦斯顺层、层间的运移，对瓦斯的逸散起到封层以及顶底板被切割，使煤层稳定性和连续性遭闭的作用。到一定程度的破坏，继而使薄厚不一煤系地层应铁法煤田大兴煤矿煤质主要为长焰煤、气煤，力分布呈现不均衡状态，造成局部应力集中。平均瓦斯含量为7～8m3／t，局部地区由于第三纪辉另一方面，岩浆冷凝时，由于地质条件不同所绿岩的侵入使煤层发生了接触变质作用，而岩浆导致的温度差，使得各区域的冷缩

7、速度不同，继而侵入所形成的致密岩体对瓦斯又起到封闭作用，造成煤层各单元应力不均衡，产生的相对(拉、张)致使局部地区瓦斯含量增高，如表1所示。截止应力，使得岩床、岩墙附近节理裂隙发育，而这些2010年，该矿6次煤与瓦斯突出都是因为不同程裂隙发育区域，也是煤岩体刚度的突变区域，容易度地受到第三纪辉绿岩侵入体的影响。发生剪切破坏，是煤与瓦斯突出的敏感地带。表1铁法煤田大兴煤矿7—2煤层火成岩侵入区鹤岗新兴煤矿在开采拓展区时，发生煤与瓦瓦斯含量斯突出，其原因就是岩浆侵入所导致使煤矿15层钻孑L编号煤层埋深／m瓦斯含量／(m3．t)煤层