巖漿侵入對(duì)煤層及瓦斯成藏的影響探究

馬健

[摘要]隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦開(kāi)采工作的標(biāo)準(zhǔn)和要求有了進(jìn)一步的提高。煤礦開(kāi)采中巖漿侵入的區(qū)域是煤層瓦斯較為突出的危險(xiǎn)區(qū)域之一，我國(guó)煤礦開(kāi)采中礦井受地質(zhì)條件的影響，常常會(huì)受到巖漿的侵入而形成很大的危害。本文主要對(duì)巖漿侵入對(duì)于煤層及瓦斯成藏的影響進(jìn)行了分析探討。

[關(guān)鍵詞]巖漿侵入 煤層 瓦斯成藏

[中圖分類號(hào)] F407.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-9-122-1

我國(guó)的煤礦礦井較多且分布均勻，地質(zhì)條件又較為復(fù)雜，煤礦開(kāi)采很容易受到巖漿侵入的影響。巖漿侵入會(huì)對(duì)煤層的變質(zhì)程度、裂隙發(fā)育等特性造成很大的影響，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致煤層及煤層中瓦斯的突出參數(shù)發(fā)生改變，對(duì)于巖漿侵入的規(guī)律以及對(duì)煤層的影響研究工作可以對(duì)煤礦開(kāi)采提供科學(xué)的參考依據(jù)，有利于煤礦開(kāi)采工作的順利進(jìn)行。

1巖漿侵入的綜合分析

1.1巖漿侵入的通道分析

巖漿是地球上地幔產(chǎn)生的物質(zhì)，它的溫度和壓力都比較高，它的侵入方式一般是向上侵入，大多數(shù)情況下，它的侵入通道是褶皺和斷層以及軟弱煤層，一般是按照壓力最小的方向運(yùn)動(dòng)的。通常情況下，作為巖漿上升通道的斷層越大，那么巖漿來(lái)源就越豐富，沿著斷層傾向侵入煤層的巖漿深入的越遠(yuǎn)，其分布的面積就越大；巖漿沿?cái)鄬油ǖ狼秩朊簩?，向煤層上山方向比下山方向易于擴(kuò)散。

1.2巖漿侵入的產(chǎn)狀分析

巖漿的侵入產(chǎn)狀主要有巖墻、巖床、巖蓋、巖脈、巖株、巖基等形式。而在實(shí)際的煤礦開(kāi)采中，巖墻和巖床是最常見(jiàn)的兩種，前者是以斷層或者是節(jié)理來(lái)作為侵入的通道，斜交或垂直于煤層，穿插在煤系中，它在平面是以條帶狀出現(xiàn)的，寬度是幾十厘米到幾米不等；后者主要是沿煤層頂板或者是煤層的底板侵入的，但是也可以沿煤層中間侵入或吞蝕整個(gè)煤層，它的形態(tài)主要有層狀、串珠狀、渾圓狀、樹枝狀等。

1.3巖漿選層侵入的特征分析

相對(duì)于其他巖層來(lái)說(shuō)，煤層具有硬度小、孔隙度大的物理特性，對(duì)于巖漿的侵入防御能力較低，頂部和底部密封性較好，加上煤層的導(dǎo)熱性比較差，巖漿侵入的熱量和氣體不容易及時(shí)的向外散發(fā)。而煤層之外的其他巖石一般都相對(duì)致密，在受熱后，體積會(huì)發(fā)生膨脹，對(duì)巖漿的侵入有很好的防御效果，因此在含煤地層中，巖漿的侵入會(huì)首先選擇煤層侵入。

1.4巖漿侵入體的巖性和構(gòu)造分析

侵入到煤系地層巖體的巖性可以分為三種類型，即中性巖、基性巖、酸性巖。中性巖侵入體主要有閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)玢巖等；基性巖侵入體主要有輝綠玢巖、輝綠巖以及煌斑巖等；而酸性巖侵入體主要有花崗巖、花崗斑巖等。

從巖體形成的周期來(lái)看，早期主要是以巖漿的流動(dòng)為主，在流動(dòng)的過(guò)程中形成了原生流動(dòng)構(gòu)造，在后期主要是以巖漿的凝固為主，這一過(guò)程會(huì)出現(xiàn)一系列的原生斷裂構(gòu)造。

2巖漿侵入對(duì)煤層的影響分析

2.1對(duì)煤層的破壞作用

巖漿具有高溫高壓的特性，直接侵入煤層會(huì)對(duì)煤層產(chǎn)生很大的破壞作用，主要有三種，即機(jī)械破壞、吞蝕破壞、烘烤變質(zhì)。巖漿在溢出時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種向上的拱力，破壞了煤層的完整性，不利于煤層的開(kāi)采工作順利進(jìn)行；巖漿在順著煤層的頂板流動(dòng)時(shí)，會(huì)熔蝕部分煤層，造成煤層夾矸增多、可采厚度減小，局部地區(qū)出現(xiàn)無(wú)煤區(qū)或無(wú)煤點(diǎn)現(xiàn)象，嚴(yán)重破壞了煤層的連續(xù)性和完整性，減少了煤炭的可采儲(chǔ)量；巖漿在侵入的過(guò)程中會(huì)對(duì)煤層產(chǎn)生接觸變質(zhì)的作用，使煤的灰分增高，粘結(jié)性減弱，煤質(zhì)變劣，產(chǎn)生天然焦，降低煤的工業(yè)價(jià)值。

2.2對(duì)煤層的變質(zhì)作用的影響

巖漿的高溫會(huì)對(duì)煤層造成不可避免的變質(zhì)作用，在巖漿侵入的作用下會(huì)使煤層的變質(zhì)程度進(jìn)一步加深，煤的變質(zhì)程度越高，它的熱解溫度就越高。另外，煤的變質(zhì)程度決定于侵入體的大小以及煤層與侵入體距離的遠(yuǎn)近，一般侵入體越大，煤的變質(zhì)程度越高，距侵入體近的煤變質(zhì)程度高，遠(yuǎn)離侵入體則變質(zhì)程度較低。

2.3對(duì)煤層的孔隙結(jié)構(gòu)變化

巖漿在侵入煤層的過(guò)程中，它所產(chǎn)生的區(qū)域熱變質(zhì)以及動(dòng)力擠壓作用，會(huì)使煤層中的孔隙數(shù)量增加，巖漿的高溫也加深了煤的變質(zhì)程度從而提高了煤層對(duì)瓦斯的吸附能力。從一些煤礦的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中可以看出，受到巖漿侵入破壞的煤層的孔隙率大約是沒(méi)有受到巖漿侵入影響煤層的2倍，且被侵入煤層的中孔和大孔較發(fā)育。

3巖漿侵入對(duì)瓦斯成藏的影響

3.1對(duì)于瓦斯的生成作用

現(xiàn)在大多數(shù)的煤礦開(kāi)采中，多數(shù)煤層在煤化作用和變質(zhì)作用下產(chǎn)生的瓦斯保存量較小。煤層在巖漿侵入的作用下，巖漿的高溫?zé)嵋簳?huì)對(duì)煤層產(chǎn)生變質(zhì)作用，在高溫和高壓的作用下，煤的分子組成結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，芳香族稠環(huán)的縮合程度得到了提高，烷基側(cè)鏈和含氧官能團(tuán)會(huì)脫落分解，這樣會(huì)使煤的鏡質(zhì)組反射率得到提高，從而增加了煤的變質(zhì)程度，造成煤的二次生烴，產(chǎn)生大量的瓦斯。

3.2對(duì)瓦斯的圈閉作用

煤層的底板、頂板對(duì)于煤層中瓦斯的運(yùn)移有天然的圈閉作用，使瓦斯不容易向外散發(fā)，當(dāng)巖漿侵入煤層時(shí)，主要沿煤層侵入，巖漿侵入體可直接形成煤層的頂板或底板，而巖漿巖結(jié)構(gòu)致密，透氣性差，可以對(duì)煤層中的瓦斯起到很好的圈閉作用，在這一區(qū)域內(nèi)，瓦斯如果缺少散發(fā)條件就會(huì)聚集在煤層之中，形成瓦斯的聚集區(qū)。

4結(jié)語(yǔ)

巖漿侵入破壞了煤的結(jié)構(gòu)，改變了煤層的厚度、物性和頂?shù)装鍘r性，造成了煤的二次生烴和強(qiáng)烈變質(zhì)，影響了煤的開(kāi)采利用價(jià)值高效發(fā)揮，而且會(huì)對(duì)煤層中的瓦斯起到圈閉作用。因此在煤礦開(kāi)采中，應(yīng)十分重視礦區(qū)是否有巖漿侵入活動(dòng)，以防由于巖漿侵入導(dǎo)致的瓦斯高異常區(qū)在開(kāi)采過(guò)程中的潛在危害。

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