巖漿巖侵入煤層瓦斯賦存規(guī)律及防突對策研究

李治理 王一彤 郄利敏

（永煤集團(tuán)股份有限公司，河南 商丘 476600）

巖漿的侵入作用是破壞性的，給煤礦采盤區(qū)設(shè)計、巷道布置增加了難度，造成找煤、巷道改造、支護(hù)、防突等一系列問題。因此，研究巖漿侵入形式、形態(tài)和地質(zhì)構(gòu)造情況[1-5]，探索其瓦斯賦存規(guī)律、煤體組分、應(yīng)力集中情況[6-8]對于防突管理與高效采掘有重要意義。

由于患者的病情較長，癥狀明顯，加之保守治療未能取得滿意的效果，將要面對手術(shù)治療，對手術(shù)存在擔(dān)心等，使得患者術(shù)前多會出現(xiàn)明顯的心理壓力，表現(xiàn)為緊張、恐懼、焦慮、擔(dān)憂等，且易于失去信心[3] 。護(hù)士應(yīng)積極與其溝通，告知患者手術(shù)治療的有效性，給予關(guān)愛、照顧與心理疏導(dǎo)，使其感受到溫暖，并逐步建立起戰(zhàn)勝疾病的信心，促進(jìn)心態(tài)的恢復(fù)和平穩(wěn)。

1 巖漿巖侵入形式

永夏礦區(qū)煤田巖漿巖侵入至少有先后兩個時期，一是華力西運動晚期，以輝綠巖巖性產(chǎn)物為代表；二是燕山運動晚期，以花崗斑巖巖性產(chǎn)物為代表。從地層柱狀圖上來看，永夏礦區(qū)巖漿巖侵入自下而上順地層侵入太原組一2 煤層、二煤、三煤、四煤、五煤全煤組，并向上達(dá)到標(biāo)高200 m 附近（石千峰組）。在二2 煤層平面圖來看，順煤層侵入嚴(yán)重程度以新橋煤礦最為嚴(yán)重，車集煤礦、順河煤礦次之。按對煤層破壞程度不同，永夏礦區(qū)巖漿巖侵入煤系地層的類型主要有以下三種：

1）巖漿巖自煤層頂?shù)装迩秩?，以吞噬煤層或殘留局部煤體或烘烤為天然焦，是對煤體影響程度最大的一種形式。

2）巖漿巖自煤層中部侵入，在煤層內(nèi)形成夾矸層，改變煤層賦存特征，有的形成上、下分層。

2101 工作面東北及西南有兩個區(qū)域巖漿巖及天然焦發(fā)育，合計面積約1.38 萬m2，其中巖漿巖侵蝕面積約0.53 萬m2，天然焦儲量3.65 萬t。巖漿巖侵入呈浸染狀、層狀、串珠狀，呈巖脈狀，幾何狀態(tài)為點塊狀，煤層焦化嚴(yán)重，局部為半煤半焦。

8.4 化學(xué)防治 采取全園機械棚下噴藥。早春梨樹發(fā)芽前，噴3～5波美度石硫合劑。落花后噴第1次化學(xué)農(nóng)藥，果實套袋前5～7天噴第2次，以后每隔15～20天噴1次。殺菌劑以腈菌唑、甲基托布津、戊唑醇為基礎(chǔ)藥劑交替使用，另選1～2種配伍殺菌劑為輔助藥劑與基礎(chǔ)藥劑混合使用；殺蟲劑以高氯馬、阿維菌素、苦參堿為主，6月底之前每次用2種殺蟲劑與殺菌劑混合同期噴施，6月底后混用1種殺蟲劑同期噴施。配制農(nóng)藥時要根據(jù)劑型和濃度，使配制后的每種藥的用量和濃度都符合單獨使用的要求，以確保用藥效果和生產(chǎn)安全。

2 巖漿巖條帶侵入對煤層瓦斯賦存的影響

永夏礦區(qū)巖漿主要沿二2 煤層底板侵入，對煤層賦存產(chǎn)生影響極大，造成厚薄不一，煤焦難分。城郊煤礦十采區(qū)21001 工作面切眼煤層厚度0～2.1 m，煤、天然焦、巖漿巖厚薄不一，其他礦井如順和煤礦2101 膠帶順槽、車集煤礦21102 上巷。

6種獼猴桃酒理化指標(biāo)的測定結(jié)果見表3。由表3可知，以紅陽獼猴桃作為原料釀造的果酒酒精度最高(13.4%vol)，維生素含量最高(244 mg/L)，滴定酸結(jié)果最低(6.2 g/L)；而以海沃德作為原料釀造的果酒酒精度最低(10.2%vol)，總糖含量最低(5.7 g/L)；以翠香作為原料釀造的果酒干浸出物最高(17.4 g/L)，以徐香作為原料釀造的果酒干浸出物最低(15.6 g/L)；以秦美作為原料釀造的果酒維生素含量最低(168 mg/L)。

3 巖漿巖點塊狀侵入對瓦斯賦存的影響

點塊狀侵入方式主要指通過巖漿穿插煤層，形成薄層的巖漿巖夾層，使煤層分岔或占據(jù)煤層大部分空間，使煤層不可采或呈分層，并使煤層全部或部分變質(zhì)為天然焦。以順和煤礦2101 工作面最為典型。

巖漿巖侵入地層后形成的巖墻、巖床對因熱觸或烘烤二次生烴具有阻隔、封閉作用，不利于瓦斯運移。但是永城隱伏大背斜構(gòu)造為主構(gòu)造，次生斷層發(fā)育以及煤層露頭，為煤層瓦斯逸散和運移提供了便利通道，因此巖漿巖侵入引起的瓦斯富集與斷層、煤層露頭形成的瓦斯運移和逸散通道共同作用形成了永夏礦區(qū)特有的瓦斯賦存特征。

3）巖漿巖自煤層上下圍巖侵入，尤其是通過斷層、褶皺造成的薄弱區(qū)，通過烘烤對煤體焦化，形成天然焦。

2101 工作面整體瓦斯含量5 m3/t，如圖1，但局部瓦斯異常，靠近巖墻以淺區(qū)域瓦斯含量較大，最高8.15 m3/t。瓦斯賦存較高區(qū)域主要在切眼向回采方向80 m 及101P4 點前20 ～90 m 膠帶順槽側(cè)，工作面最大原始瓦斯壓力0.1 MPa，說明巖漿巖侵入煤層，造成煤體瓦斯裂隙導(dǎo)通通道隔斷，隔斷或降低局部瓦斯運移，點塊狀侵入造成瓦斯賦存增加。

圖1 2101 工作面巖漿巖及瓦斯賦存分布圖

4 巖漿巖侵入與煤層逸散通道的相互關(guān)系

語言是一個國家特有的文化和歷史象征，也是各個民族的一個重要特征。世界各國在發(fā)展過程中，隨著時代和社會的不斷進(jìn)步與發(fā)展，每個國家的文化以及語言都會發(fā)生相應(yīng)的改變。韓語作為韓國文化的一部分，也會隨著韓國文化時代發(fā)展的變遷而發(fā)生改變。

通過鉆屑量指標(biāo)來判斷巖漿巖侵入附近煤層應(yīng)力情況。車集煤礦2906 下巷外段掘進(jìn)期間，鉆屑量2.6～3.8 kg/m，回采期間鉆屑量2.6～3.8 kg/m，波動范圍均在中值（3 kg/m）范圍內(nèi)，說明火成巖侵入形成的巖墻、巖脈硬度、強度較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤體，對于煤層圍巖應(yīng)力起到支撐作用。如圖2、圖3。

5 巖漿巖侵入對煤層厚度影響

巖漿巖條帶侵入形式以車集煤礦26 采區(qū)最為典型，該條帶斜貫2610 工作面，涉及2608、2610、2612、2609 等工作面，長約2700 m，寬5～76 m。通過統(tǒng)計巖漿巖條帶兩側(cè)200 m 范圍內(nèi)的瓦斯含量，瓦斯含量最小1.58 m3/t、最大9.93 m3/t、平均5.04 m3/t。通過線性分析，在距巖漿巖200 m 范圍內(nèi)，瓦斯含量與距巖漿巖條帶兩側(cè)距離有較強的線性相關(guān)關(guān)系。在實際采掘過程中，掘進(jìn)工作面受巖漿巖侵入影響最大。車集煤礦2611 下巷掘進(jìn)通尺208.9 m附近巖漿自下向上侵入，但未穿過底板巖層侵入煤層，煤層底板巖層受巖漿巖侵入壓力影響向上鼓起，造成煤層受彈性擠壓厚度變化，煤層厚度由2.8 m 變至最薄0.4 m 又漸變至1.8 m，煤層強度降低、煤層松軟，形成應(yīng)力集中，瓦斯治理和采掘難度顯著增大。

6 巖漿巖侵入煤體工業(yè)分析及鉆屑量影響關(guān)系

6.1 巖漿巖侵入煤層與工業(yè)分析指標(biāo)關(guān)系

通過統(tǒng)計研究永夏礦區(qū)巖漿巖1000 m 范圍內(nèi)的煤層工業(yè)分析指標(biāo)，見表1，主要包括水分、灰分、揮發(fā)分、孔隙率等參數(shù)，利用excel 繪制煤層距巖漿巖距離與灰分、揮發(fā)分、孔隙率之間的散點圖。通過對距巖漿巖侵入?yún)^(qū)500 m 內(nèi)不同距離處的煤樣進(jìn)行工業(yè)分析可知，其灰分、揮發(fā)分、孔隙率均無梯度規(guī)律，反映巖漿巖侵入對于鄰近區(qū)域煤層工業(yè)分析指標(biāo)基本無影響。

表1 巖漿巖附近煤體工業(yè)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

6.2 巖漿巖侵入煤層與鉆孔鉆屑量關(guān)系

陳四樓煤礦十二采區(qū)位于礦井西北翼，距離西翼煤層露頭1800 余米，北距巖漿巖侵入?yún)^(qū)740～1360 m，東北距煤層露頭約1260 m，周邊遍布落差5～45 m 正斷層。由于經(jīng)由斷層通道侵入至以淺區(qū)域巖漿巖，沿煤層傾向方向來看，形成似“鍋蓋”狀封閉阻隔構(gòu)造，形成21210 工作面兩側(cè)其他工作面瓦斯逐步降低，多在2～3 m3/t，21210 工作面、21209 工作面瓦斯含量較高，最大11.79 m3/t。

圖2 2906 工作面巖漿巖侵入分布圖

圖3 2906 下巷里段巷鉆屑量S 變化曲線圖

7 巖漿巖侵入工作面防突措施選取與對策

根據(jù)巖漿巖侵入煤體后天然焦占比及侵入方式的不同將巖漿巖侵入煤體分為五大類，并劃分不同風(fēng)險級別，給出相應(yīng)的瓦斯治理措施。具體見表2。

表2 巖漿巖侵入煤體分類治理措施

8 結(jié)論

1）從傾向上看，永夏礦區(qū)煤層受巖漿巖侵入影響，淺埋深區(qū)域瓦斯含量普遍低，深部區(qū)域（標(biāo)高-500 m 以下）局部瓦斯富集；從侵入形式看，條帶狀巖漿侵入兩側(cè)瓦斯賦存規(guī)律具有較強的線性相關(guān)關(guān)系；對于點塊狀巖漿巖侵入煤層底板，由于巖墻阻隔了瓦斯運移通道，造成煤層瓦斯富集。

(2)加固設(shè)計應(yīng)該充分考慮原結(jié)構(gòu)的特點以及使用功能，不影響外觀，選擇合理、有效、經(jīng)濟(jì)的加固方案。加固時，應(yīng)充分考慮建筑物的整體性，在滿足計算的同時考慮合理的構(gòu)造措施。

2）巖漿巖對煤體厚度影響最明顯，從侵蝕距離方面，與煤體灰分、揮發(fā)分、水分、鉆屑量等指標(biāo)基本無相關(guān)性。

3）根據(jù)巖漿侵蝕程度，提出了巖漿巖侵入?yún)^(qū)分類分級防突措施技術(shù)指導(dǎo)意見。