浅析岩浆侵入规律及其对煤层瓦斯成藏的影响

1、浅析岩浆侵入规律及其对煤层瓦斯成藏的影响摘 要：我国岩浆非常活跃，岩浆的活动不仅给煤矿 的生产带来极大的影响，也对煤炭的构造，煤炭性质的改变 及煤炭中瓦斯的生成方面起着非常大的影响。文章从理论结 构出发，首先探究了岩浆侵入规律，其次细致地分析了岩浆 侵入对煤层瓦斯成藏的影响，最后分析了岩浆侵入对煤层的 突出影响。文章站在理论层面对岩浆侵入对煤层瓦斯成藏及 突出影响进行分析，在探究的过程中提出自己的观点及论 断，使分析更加具体深入。关键词：岩浆侵入规律；岩层瓦斯；突出影响岩浆侵入活动是一种自然现象，它上升到一定位置后， 由于覆岩层的外压力大于岩浆的内压力，迫使岩浆停留在地 壳之中冷凝结晶，这种岩

2、浆活动称为岩浆的侵入。岩浆因为 具备极高的温度和很大的内部压力，往往向地壳薄弱或构造 活动地带上升，并在沿途不断融化周围岩石或俘虏崩落的岩 石块，从而不断扩大其侵占的空间，冷凝后形成各种侵入岩 体，地下岩浆上升侵入并占据一定空间的作用叫做岩浆侵入 对其他事物的影响，即外影响。1 岩浆侵入规律岩浆是指地下熔融或部分熔融的岩石，其在侵入地表时 一般沿着受力最小的方向运动。在大多数情况下，岩浆侵入 一定受到地表构造带的影响。岩浆侵入的基本体征是以侵入源为构造带的某一重心 部位，并以该中心向构造带两侧侵入，侵入方向为由井田边 界东西向井田内部深入，由井田内沿向两侧侵入。煤矿中常 见的岩浆侵入状态多为岩

3、墙和岩床两种。岩浆喷出后从断裂 带进入地壳与煤炭层穿插在一起，形成岩墙。岩墙的特征是 厚度大，分布范围小。岩墙与煤层相撞后使其变质后形成以 岩体为中心的环形变质带，越靠近中心的部分煤的变质成分 越高。这就是从无烟煤到肥煤的形成过程。因为岩浆的侵入 导致煤矿性质的变化情况很常见。我们生活中的蜂窝煤，无 烟煤，灰煤大都是由于这种活动所形成的。因为岩浆的活泼 型导致煤层结构发生变化，煤炭性质发生改变。2 岩浆侵入对煤层瓦斯成藏 在许多矿井区域中，因岩浆侵入使煤炭被吞噬，进而影 响煤炭的安全生产，这样的例子在生活中很常见。例如：提 高煤的变质程度，使煤层瓦斯含量增加；破坏煤的连续性， 增加煤炭的变性；

4、岩体推挤煤层，使煤结构发生变化。王营 煤井田有南北两侧岩墙带，坚实密致。这些构造阻止了井田 内瓦斯的外迁移，使王营井田被圈闭在其中。到 1991 年为 止，王营井矿 15 次瓦斯突出中， 11 次发生在岩浆岩岩墙两 侧附近，说明岩浆岩对瓦斯突出有重要的控制作用。2.1 岩浆侵入增大瓦斯含量 在岩浆侵入中，岩浆中的热液具有高温、高压的特点。 岩浆侵入煤层后，高温热液使煤层发生变质，加快煤的产气 速度，生成瓦斯，而岩浆中的二氧化碳、氢气等气体进入煤 层空袭中，则提高了瓦斯含量；另一方面，部分岩浆侵入时 形成的岩墙对封闭瓦斯起着重要作用。因此岩浆侵入使得煤 层上方受到隔绝阻断瓦斯的挥发，因此岩浆侵入

5、使得没层中 瓦斯的含量增大。但是也造成了煤炭及瓦斯开采的工作人员 的难度，其中如何安全的作业也是当今社会探讨的问题之 一。2.2 岩浆侵入加厚煤层 岩浆侵入煤层顶时，底板流动可将全部或者部分煤层溶 蚀，造成煤层突然消失或者出现厚度异常。受岩浆侵入的影 响煤层可比原有煤层增加 23倍。同理而言，岩浆侵入煤 层时，也可将部分煤层溶蚀，造成煤层消失或厚度变化。当 煤层厚度突然变薄时地下瓦斯含量和瓦斯压力不断增加，因 此也频发煤与瓦斯突出崩裂的事件。岩浆侵入使得煤层厚度 增大，对于煤炭的深层堆积也是一种保护，但同时也加强了 煤炭发掘人员的难度，煤炭层更加深厚更加接近地核。因此 煤层对瓦斯的保护更加坚固

6、，减少了瓦斯的挥发。2.3 岩浆侵入的结构变化岩浆侵入煤层对于煤层的破坏是不均衡的，因此使其形 态发生变化。因温度的不同导致岩浆在冷却时局部煤层受力 不均匀，形态失去原有的规律，常出现断层。又因为岩体强 烈的推挤力导致煤系被撑开，产生岩体裂隙，使煤附近的结 构遭到破坏，煤附近产生天然焦、构造煤等煤种。因为煤种 的不同导致瓦斯的分布不同，受到煤种影响瓦斯的固存性也 增大，这也是瓦斯稳定性增加的原因之一。因煤种的相互参 杂，导致瓦斯的泄露减少。岩浆的侵入不仅对于瓦斯有着影响，对于煤层的性质变 化也有一定的制约。一方面高温的岩浆侵入煤层使煤层结构 发生变化，煤层的稳定性及连续性遭到破坏，继而使煤层薄

7、 厚不一， 造成分布不均衡， 局部构造形态失去原有的规律性， 破坏原有生态。另一方面，岩浆冷凝时由于地质条件不同导 致温度差异，冷凝效果不同，煤层应力不均衡，在产生的拉 力与张力的作用下， 岩床， 岩体的断裂带形成， 即为突变区， 是煤炭与瓦斯的敏感地带。在煤炭挖掘工作中如何处理好煤 炭与瓦斯的关系是关键，在煤炭与瓦斯剥离期间，采用适当 的方法是促进收益最大化的关键点，因此如何利用岩石侵入 来促进煤炭与瓦斯之间的关系，如何扭转岩浆侵入对煤炭与 瓦斯的影响就是我们开采部门一直关注的问题。3 岩浆侵入对煤层的突出影响 其一，岩浆侵入破坏煤层。岩浆是高温高压的流体，对 于煤炭层的破坏主要分三种：吞噬

8、，机械，烘烤。岩浆沿着 煤层顶端流动时，可以使煤层融化，使得煤层厚度变小，杂 志变多。 局部地区无煤， 严重破坏了煤层的连续性和完整性， 岩浆溢出时有向上的冲击力，使煤层移位，其原始产状发生 变化，为煤炭的发掘工作增加了难度。岩浆侵入产生的高温 下对煤层烘烤，产生热变质现象，使煤层遭到破坏，煤的工 业价值降低。因此岩浆的侵入对于煤层而言，不仅使煤的质 地发生了变化，也使煤的产量发生了变化。对于煤炭开采工 作也是至关重要的。直接间接地影响着煤炭开采工作。其二，岩浆侵入对煤的变质作用。岩浆侵入煤层后，会 使煤层发生变质作用。煤层发生变质作用后导致土地的表层 也随着变化。岩浆侵入后不仅对于地表有一定

9、的损坏作用， 也对于煤层中间的地质结构起了很大的影响。改变了原来的 地质结构，使新的结构生成。这就改变了原来的生态环境， 容易造成水土流失及土地沙漠化。其三，煤层空隙变化。岩浆侵入产生局部区域热变质， 增大了煤层的空隙数量， 提高了煤层对瓦斯的吸附、 储备能， 提高了煤层自身的渗透性。受岩浆侵入破坏的煤层空隙比原 来扩大 1 倍。阿 在中国淮北，郑州等地均发生过岩浆侵入造成的事故。岩浆不仅导致煤与瓦斯的分布改变，给煤炭开发工作照成困 扰，也对煤层的结构造成破坏，使煤炭性质发生变化，且岩 浆侵入可以促进煤炭的裂隙发育。岩浆侵入不仅对煤层有很 大的破坏作用，也大大地降低了煤的可采性。岩浆侵入也提 高了煤的裂隙度。越靠近岩浆的地带变质越大煤级也就越 高。岩浆侵入也有助于煤炭岩化速度加快，可促进大量瓦斯 气体生成，且煤层由于岩浆侵入透气性变差，故对瓦斯起到 很好的圈闭作用。参考文献1 亢方妞，姬广亮 .岩浆侵入对煤与瓦斯突出的影响研究D. 河南理工大学， 2011， 1（7）： 26-27.2 雷冬记， 赫少攀，李恒乐，等.岩浆侵入对煤与瓦斯突 出的控制作用研究 J. 新河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦 斯治理重点实验室 -省部共建国家重点实验培育基地，2014 ，7（31）：650-656.3 汪涵，