论文部分内容阅读
[摘要]随着我国煤矿开采业的不断发展，煤矿开采工作的标准和要求有了进一步的提高。煤矿开采中岩浆侵入的区域是煤层瓦斯较为突出的危险区域之一，我国煤矿开采中矿井受地质条件的影响，常常会受到岩浆的侵入而形成很大的危害。本文主要对岩浆侵入对于煤层及瓦斯成藏的影响进行了分析探讨。
[关键词]岩浆侵入 煤层 瓦斯成藏
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-122-1
我国的煤矿矿井较多且分布均匀，地质条件又较为复杂，煤矿开采很容易受到岩浆侵入的影响。岩浆侵入会对煤层的变质程度、裂隙发育等特性造成很大的影响，同时也会导致煤层及煤层中瓦斯的突出参数发生改变，对于岩浆侵入的规律以及对煤层的影响研究工作可以对煤矿开采提供科学的参考依据，有利于煤矿开采工作的顺利进行。
1岩浆侵入的综合分析
1.1岩浆侵入的通道分析
岩浆是地球上地幔产生的物质，它的温度和压力都比较高，它的侵入方式一般是向上侵入，大多数情况下，它的侵入通道是褶皱和断层以及软弱煤层，一般是按照压力最小的方向运动的。通常情况下，作为岩浆上升通道的断层越大，那么岩浆来源就越丰富，沿着断层倾向侵入煤层的岩浆深入的越远，其分布的面积就越大；岩浆沿断层通道侵入煤层，向煤层上山方向比下山方向易于扩散。
1.2岩浆侵入的产状分析
岩浆的侵入产状主要有岩墙、岩床、岩盖、岩脉、岩株、岩基等形式。而在实际的煤矿开采中，岩墙和岩床是最常见的两种，前者是以断层或者是节理来作为侵入的通道，斜交或垂直于煤层，穿插在煤系中，它在平面是以条带状出现的，宽度是几十厘米到几米不等；后者主要是沿煤层顶板或者是煤层的底板侵入的，但是也可以沿煤层中间侵入或吞蚀整个煤层，它的形态主要有层状、串珠状、浑圆状、树枝状等。
1.3岩浆选层侵入的特征分析
相对于其他岩层来说，煤层具有硬度小、孔隙度大的物理特性，对于岩浆的侵入防御能力较低，顶部和底部密封性较好，加上煤层的导热性比较差，岩浆侵入的热量和气体不容易及时的向外散发。而煤层之外的其他岩石一般都相对致密，在受热后，体积会发生膨胀，对岩浆的侵入有很好的防御效果，因此在含煤地层中，岩浆的侵入会首先选择煤层侵入。
1.4岩浆侵入体的岩性和构造分析
侵入到煤系地层岩体的岩性可以分为三种类型，即中性岩、基性岩、酸性岩。中性岩侵入体主要有闪长岩、闪长玢岩、石英闪长玢岩等；基性岩侵入体主要有辉绿玢岩、辉绿岩以及煌斑岩等；而酸性岩侵入体主要有花岗岩、花岗斑岩等。
从岩体形成的周期来看，早期主要是以岩浆的流动为主，在流动的过程中形成了原生流动构造，在后期主要是以岩浆的凝固为主，这一过程会出现一系列的原生断裂构造。
2岩浆侵入对煤层的影响分析
2.1对煤层的破坏作用
岩浆具有高温高压的特性，直接侵入煤层会对煤层产生很大的破坏作用，主要有三种，即机械破坏、吞蚀破坏、烘烤变质。岩浆在溢出时会产生一种向上的拱力，破坏了煤层的完整性，不利于煤层的开采工作顺利进行；岩浆在顺着煤层的顶板流动时，会熔蚀部分煤层，造成煤层夹矸增多、可采厚度减小，局部地区出现无煤区或无煤点现象，严重破坏了煤层的连续性和完整性，减少了煤炭的可采储量；岩浆在侵入的过程中会对煤层产生接触变质的作用，使煤的灰分增高，粘结性减弱，煤质变劣，产生天然焦，降低煤的工业价值。
2.2对煤层的变质作用的影响
岩浆的高温会对煤层造成不可避免的變质作用，在岩浆侵入的作用下会使煤层的变质程度进一步加深，煤的变质程度越高，它的热解温度就越高。另外，煤的变质程度决定于侵入体的大小以及煤层与侵入体距离的远近，一般侵入体越大，煤的变质程度越高，距侵入体近的煤变质程度高，远离侵入体则变质程度较低。
2.3对煤层的孔隙结构变化
岩浆在侵入煤层的过程中，它所产生的区域热变质以及动力挤压作用，会使煤层中的孔隙数量增加，岩浆的高温也加深了煤的变质程度从而提高了煤层对瓦斯的吸附能力。从一些煤矿的数据统计中可以看出，受到岩浆侵入破坏的煤层的孔隙率大约是没有受到岩浆侵入影响煤层的2倍，且被侵入煤层的中孔和大孔较发育。
3岩浆侵入对瓦斯成藏的影响
3.1对于瓦斯的生成作用
现在大多数的煤矿开采中，多数煤层在煤化作用和变质作用下产生的瓦斯保存量较小。煤层在岩浆侵入的作用下，岩浆的高温热液会对煤层产生变质作用，在高温和高压的作用下，煤的分子组成结构会发生变化，芳香族稠环的缩合程度得到了提高，烷基侧链和含氧官能团会脱落分解，这样会使煤的镜质组反射率得到提高，从而增加了煤的变质程度，造成煤的二次生烃，产生大量的瓦斯。
3.2对瓦斯的圈闭作用
煤层的底板、顶板对于煤层中瓦斯的运移有天然的圈闭作用，使瓦斯不容易向外散发，当岩浆侵入煤层时，主要沿煤层侵入，岩浆侵入体可直接形成煤层的顶板或底板，而岩浆岩结构致密，透气性差，可以对煤层中的瓦斯起到很好的圈闭作用，在这一区域内，瓦斯如果缺少散发条件就会聚集在煤层之中，形成瓦斯的聚集区。
4结语
岩浆侵入破坏了煤的结构，改变了煤层的厚度、物性和顶底板岩性，造成了煤的二次生烃和强烈变质，影响了煤的开采利用价值高效发挥，而且会对煤层中的瓦斯起到圈闭作用。因此在煤矿开采中，应十分重视矿区是否有岩浆侵入活动，以防由于岩浆侵入导致的瓦斯高异常区在开采过程中的潜在危害。
参考文献
[1]汪涵，王亮，王开信，孙凯，李晨.岩浆侵入对煤层瓦斯成藏及突出的影响[J].能源技术与管理，2013，（05）：4-6.
[2]雷东记，赫少攀，李恒乐，郭晓洁.岩浆侵入对煤与瓦斯突出的控制作用研究[J].采矿与安全工程学报，2014，（04）：650-656.
[3]李恒乐，张玉贵，秦勇，赫少攀.淮北矿区祁东井田中生代岩浆侵入作用对煤层瓦斯赋存的影响[J].煤炭学报，2013，（11）：1982-1987.
[4]安鸿涛，康彦华，孙四清.岩浆侵入破坏区煤层瓦斯地质规律[J].矿业安全与环保，2010，（05）：52-54+58+95.
[关键词]岩浆侵入 煤层 瓦斯成藏
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-122-1
我国的煤矿矿井较多且分布均匀，地质条件又较为复杂，煤矿开采很容易受到岩浆侵入的影响。岩浆侵入会对煤层的变质程度、裂隙发育等特性造成很大的影响，同时也会导致煤层及煤层中瓦斯的突出参数发生改变，对于岩浆侵入的规律以及对煤层的影响研究工作可以对煤矿开采提供科学的参考依据，有利于煤矿开采工作的顺利进行。
1岩浆侵入的综合分析
1.1岩浆侵入的通道分析
岩浆是地球上地幔产生的物质，它的温度和压力都比较高，它的侵入方式一般是向上侵入，大多数情况下，它的侵入通道是褶皱和断层以及软弱煤层，一般是按照压力最小的方向运动的。通常情况下，作为岩浆上升通道的断层越大，那么岩浆来源就越丰富，沿着断层倾向侵入煤层的岩浆深入的越远，其分布的面积就越大；岩浆沿断层通道侵入煤层，向煤层上山方向比下山方向易于扩散。
1.2岩浆侵入的产状分析
岩浆的侵入产状主要有岩墙、岩床、岩盖、岩脉、岩株、岩基等形式。而在实际的煤矿开采中，岩墙和岩床是最常见的两种，前者是以断层或者是节理来作为侵入的通道，斜交或垂直于煤层，穿插在煤系中，它在平面是以条带状出现的，宽度是几十厘米到几米不等；后者主要是沿煤层顶板或者是煤层的底板侵入的，但是也可以沿煤层中间侵入或吞蚀整个煤层，它的形态主要有层状、串珠状、浑圆状、树枝状等。
1.3岩浆选层侵入的特征分析
相对于其他岩层来说，煤层具有硬度小、孔隙度大的物理特性，对于岩浆的侵入防御能力较低，顶部和底部密封性较好，加上煤层的导热性比较差，岩浆侵入的热量和气体不容易及时的向外散发。而煤层之外的其他岩石一般都相对致密，在受热后，体积会发生膨胀，对岩浆的侵入有很好的防御效果，因此在含煤地层中，岩浆的侵入会首先选择煤层侵入。
1.4岩浆侵入体的岩性和构造分析
侵入到煤系地层岩体的岩性可以分为三种类型，即中性岩、基性岩、酸性岩。中性岩侵入体主要有闪长岩、闪长玢岩、石英闪长玢岩等；基性岩侵入体主要有辉绿玢岩、辉绿岩以及煌斑岩等；而酸性岩侵入体主要有花岗岩、花岗斑岩等。
从岩体形成的周期来看，早期主要是以岩浆的流动为主，在流动的过程中形成了原生流动构造，在后期主要是以岩浆的凝固为主，这一过程会出现一系列的原生断裂构造。
2岩浆侵入对煤层的影响分析
2.1对煤层的破坏作用
岩浆具有高温高压的特性，直接侵入煤层会对煤层产生很大的破坏作用，主要有三种，即机械破坏、吞蚀破坏、烘烤变质。岩浆在溢出时会产生一种向上的拱力，破坏了煤层的完整性，不利于煤层的开采工作顺利进行；岩浆在顺着煤层的顶板流动时，会熔蚀部分煤层，造成煤层夹矸增多、可采厚度减小，局部地区出现无煤区或无煤点现象，严重破坏了煤层的连续性和完整性，减少了煤炭的可采储量；岩浆在侵入的过程中会对煤层产生接触变质的作用，使煤的灰分增高，粘结性减弱，煤质变劣，产生天然焦，降低煤的工业价值。
2.2对煤层的变质作用的影响
岩浆的高温会对煤层造成不可避免的變质作用，在岩浆侵入的作用下会使煤层的变质程度进一步加深，煤的变质程度越高，它的热解温度就越高。另外，煤的变质程度决定于侵入体的大小以及煤层与侵入体距离的远近，一般侵入体越大，煤的变质程度越高，距侵入体近的煤变质程度高，远离侵入体则变质程度较低。
2.3对煤层的孔隙结构变化
岩浆在侵入煤层的过程中，它所产生的区域热变质以及动力挤压作用，会使煤层中的孔隙数量增加，岩浆的高温也加深了煤的变质程度从而提高了煤层对瓦斯的吸附能力。从一些煤矿的数据统计中可以看出，受到岩浆侵入破坏的煤层的孔隙率大约是没有受到岩浆侵入影响煤层的2倍，且被侵入煤层的中孔和大孔较发育。
3岩浆侵入对瓦斯成藏的影响
3.1对于瓦斯的生成作用
现在大多数的煤矿开采中，多数煤层在煤化作用和变质作用下产生的瓦斯保存量较小。煤层在岩浆侵入的作用下，岩浆的高温热液会对煤层产生变质作用，在高温和高压的作用下，煤的分子组成结构会发生变化，芳香族稠环的缩合程度得到了提高，烷基侧链和含氧官能团会脱落分解，这样会使煤的镜质组反射率得到提高，从而增加了煤的变质程度，造成煤的二次生烃，产生大量的瓦斯。
3.2对瓦斯的圈闭作用
煤层的底板、顶板对于煤层中瓦斯的运移有天然的圈闭作用，使瓦斯不容易向外散发，当岩浆侵入煤层时，主要沿煤层侵入，岩浆侵入体可直接形成煤层的顶板或底板，而岩浆岩结构致密，透气性差，可以对煤层中的瓦斯起到很好的圈闭作用，在这一区域内，瓦斯如果缺少散发条件就会聚集在煤层之中，形成瓦斯的聚集区。
4结语
岩浆侵入破坏了煤的结构，改变了煤层的厚度、物性和顶底板岩性，造成了煤的二次生烃和强烈变质，影响了煤的开采利用价值高效发挥，而且会对煤层中的瓦斯起到圈闭作用。因此在煤矿开采中，应十分重视矿区是否有岩浆侵入活动，以防由于岩浆侵入导致的瓦斯高异常区在开采过程中的潜在危害。
参考文献
[1]汪涵，王亮，王开信，孙凯，李晨.岩浆侵入对煤层瓦斯成藏及突出的影响[J].能源技术与管理，2013，（05）：4-6.
[2]雷东记，赫少攀，李恒乐，郭晓洁.岩浆侵入对煤与瓦斯突出的控制作用研究[J].采矿与安全工程学报，2014，（04）：650-656.
[3]李恒乐，张玉贵，秦勇，赫少攀.淮北矿区祁东井田中生代岩浆侵入作用对煤层瓦斯赋存的影响[J].煤炭学报，2013，（11）：1982-1987.
[4]安鸿涛，康彦华，孙四清.岩浆侵入破坏区煤层瓦斯地质规律[J].矿业安全与环保，2010，（05）：52-54+58+95.