巖漿侵入對(duì)煤與瓦斯突出的影響研究.pdf

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1、26能源技術(shù)與管理2011年第3期doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2011．03．012巖漿侵入g：-l"燥與瓦斯突幽的鬏響研究亢方超，姬廣亮(河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院，河南焦作454003)[摘要]為了解決巖漿侵入?yún)^(qū)域煤與瓦斯突出問(wèn)題，采用瓦斯地質(zhì)分析方法，從侵入規(guī)律及產(chǎn)狀的角度研究，提出了巖漿侵入對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的主要影響因素，為今后該領(lǐng)域煤與瓦斯突出防治提供了理論指導(dǎo)，更好地保證了煤礦安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。[關(guān)鍵詞]瓦斯突出；瓦斯地質(zhì)；巖漿侵入[中圖分類號(hào)]TDT13[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1672-9943(2011)030262漿

2、沿煤層中部或底板侵入時(shí)，巖漿熱液的侵蝕和0引言烘烤作用，使煤層全部或者部分被吞蝕，使煤層變我國(guó)中、新生代，特別是燕山運(yùn)動(dòng)階段，巖漿質(zhì)程度增高，生成更多的瓦斯；沿煤層頂板侵入活動(dòng)強(qiáng)烈而頻繁，對(duì)我國(guó)煤礦具有廣泛影響。巖漿時(shí)，影響相對(duì)較小]。作為一種高溫、高壓的高能地質(zhì)流體，是影響煤層王營(yíng)煤礦井田南北兩側(cè)分別發(fā)育了兩條走向瓦斯賦存的主要地質(zhì)因素之一，對(duì)煤層瓦斯的生近東西的巖墻帶，堅(jiān)實(shí)致密，節(jié)理不發(fā)育，這些構(gòu)成、運(yùn)移、保存起著一定的控制關(guān)系，厘清巖漿活造阻止了井田內(nèi)瓦斯順層向外運(yùn)移，使王營(yíng)井田動(dòng)對(duì)瓦斯賦存的影響規(guī)律，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)有著成為四周被圈閉單元。截至1991年，王營(yíng)礦l5

3、次不可忽略的意義。瓦斯突出中，有11次發(fā)生在巖漿巖巖墻兩側(cè)區(qū)域，說(shuō)明巖漿巖對(duì)瓦斯突出具有重要控制作用l3。1巖漿侵入規(guī)律1．1巖漿侵入地質(zhì)通道巖漿作為一種高溫高壓的液體，在侵入煤系地層時(shí)，一般沿著壓力最小的方向運(yùn)動(dòng)。多數(shù)情況下，巖漿侵入都受到早期構(gòu)造帶的控制，需要借助構(gòu)造帶，尤其是張l生斷裂帶來(lái)實(shí)現(xiàn)。1_2巖漿侵入體產(chǎn)狀圖1湖南騎田嶺龍?zhí)督M煤變質(zhì)環(huán)狀圖煤礦所見的巖漿侵入體的產(chǎn)狀主要有巖墻和2巖漿侵入對(duì)瓦斯突出的影響巖床兩種。巖漿從地殼深部噴出，以斷層或裂隙作為通道侵入穿插在煤巖層之中，形成與巖層層理許多礦區(qū)，由于巖漿侵入活動(dòng)的破壞，使部分近于垂直或斜交的巖墻，一般厚度較大

4、，分布范圍煤層變成了天然焦，甚至完全被巖漿所吞蝕，給煤較小。巖墻吞噬煤層，使其兩側(cè)的煤層發(fā)生接觸變礦安全生產(chǎn)帶來(lái)很大的影響。主要表現(xiàn)在以下幾質(zhì)作用，形成一個(gè)環(huán)狀的變質(zhì)帶，越靠近巖體，煤個(gè)方面：提高煤的變質(zhì)程度，使煤層瓦斯含量增的變質(zhì)程度越高，從平面和縱向上均應(yīng)表現(xiàn)出由加；破壞煤的連續(xù)性，使煤厚變動(dòng)性增大；巖體推天然焦一無(wú)煙煤一貧煤一瘦煤一焦煤一氣、肥煤擠使煤層受力，揉搓粉碎，煤的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形的帶狀遞變分布特征，其分帶厚度隨巖漿巖的厚成構(gòu)造煤；侵入溫度不均，冷凝后使局部地區(qū)處于薄呈正比變化。湖南騎田嶺龍?zhí)督M煤由于巖漿的應(yīng)力集中的狀態(tài)。大規(guī)模侵入，使周圍產(chǎn)生環(huán)狀的變質(zhì)帶]

5、，如圖12．1巖漿侵入使煤層瓦斯含量增大所示。巖漿沿?cái)鄬忧秩耄仙綔\部煤系地層后，在巖漿侵入過(guò)程中，巖漿中能分離出大量的通常選擇硬度較小的煤層和巖層順層侵入，形成巖漿熱液，是一種具有高溫、高壓和化學(xué)性質(zhì)活潑層狀、薄層狀的巖床，一般厚度較小，分布面積較的流體。巖漿侵入煤層后，一方面，其高溫?zé)嵋菏勾?；侵入位置的不同，?duì)煤層會(huì)有不同的影響。巖煤層發(fā)生了接觸變質(zhì)作用，使煤的變質(zhì)程度增高，2011年第3期亢方超，等巖漿侵人對(duì)煤與瓦斯突出的影響研究27加快了煤的演化速度，增大了煤的產(chǎn)氣速率，進(jìn)一嚴(yán)重破壞，擁有極低堅(jiān)固性系數(shù)和極高瓦斯放散步生成瓦斯，而巖漿作用本身攜帶的CO：、N等氣

6、速度，一旦有掘進(jìn)工程，極容易發(fā)生煤與瓦斯突出。體進(jìn)入煤層空隙之中，則提高了煤層瓦斯含量；另2．4巖漿侵入應(yīng)力異常區(qū)一方面，部分巖漿侵入所形成的巖墻、巖床，阻止一方面，高溫高壓的巖漿熱液侵人煤層，使煤煤層瓦斯順層、層間的運(yùn)移，對(duì)瓦斯的逸散起到封層以及頂?shù)装灞磺懈?，使煤層穩(wěn)定性和連續(xù)性遭閉的作用。到一定程度的破壞，繼而使薄厚不一煤系地層應(yīng)鐵法煤田大興煤礦煤質(zhì)主要為長(zhǎng)焰煤、氣煤，力分布呈現(xiàn)不均衡狀態(tài)，造成局部應(yīng)力集中。平均瓦斯含量為7～8m3／t，局部地區(qū)由于第三紀(jì)輝另一方面，巖漿冷凝時(shí)，由于地質(zhì)條件不同所綠巖的侵入使煤層發(fā)生了接觸變質(zhì)作用，而巖漿導(dǎo)致的溫度差，使得各區(qū)域的冷縮

7、速度不同，繼而侵入所形成的致密巖體對(duì)瓦斯又起到封閉作用，造成煤層各單元應(yīng)力不均衡，產(chǎn)生的相對(duì)(拉、張)致使局部地區(qū)瓦斯含量增高，如表1所示。截止應(yīng)力，使得巖床、巖墻附近節(jié)理裂隙發(fā)育，而這些2010年，該礦6次煤與瓦斯突出都是因?yàn)椴煌塘严栋l(fā)育區(qū)域，也是煤巖體剛度的突變區(qū)域，容易度地受到第三紀(jì)輝綠巖侵入體的影響。發(fā)生剪切破壞，是煤與瓦斯突出的敏感地帶。表1鐵法煤田大興煤礦7—2煤層火成巖侵入?yún)^(qū)鶴崗新興煤礦在開采拓展區(qū)時(shí)，發(fā)生煤與瓦瓦斯含量斯突出，其原因就是巖漿侵入所導(dǎo)致使煤礦15層鉆孑L編號(hào)煤層埋深／m瓦斯含量／(m3．t)煤層