浅析岩浆侵入规律及其对煤层瓦斯成藏的影响
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赵官井田岩浆岩侵蚀特征对瓦斯赋存影响规律研究摘要:赵官井田内地质构造发育,有断层、褶曲、裂隙,并有三层岩浆岩侵入。
工作面内小断层发育,引起煤层破坏、粉化、增厚、减薄等变形作用和煤的降解、缩聚等变质作用的产物,造成瓦斯异常。
赵官矿井为高瓦斯矿井,也是黄河北煤田新开发矿井,研究井田内岩浆岩侵蚀对瓦斯赋存的影响,通过对地质构造的分析,预测瓦斯赋存分布规律,有计划的进行防治,提高薄煤层工作面单产和安全生产具有重要意义。
关键词:岩浆岩侵蚀;瓦斯赋存规律;安全生产赵官矿井于2009年10月正式投产,矿井设计生产能力90万吨/年,设计服务年限48年。
本井田可采煤层及局部可采煤层五层,主要开采煤层为7、10、11煤层,矿井现开采-415m水平7煤层,矿井地面标高在+30.00m左右,采用三个立井、集中大巷、石门开拓方式,水平沿煤层布置上、下山开采。
采用走向长壁式采煤法,全部陷落法管理顶板,后退式开采。
1井田地质条件简述1)地层本井田位于黄河北煤田的中西部,为全隐蔽的华北型石炭~二叠系煤田,煤系以中、下奥陶系地层为基底,沉积了中石炭统本溪组、上石炭统太原组、下二迭统山西组、下石盒子组,上二迭统上石盒子组,上覆新近系和第四系。
2 )煤层赋存及瓦斯条件a煤层井田含煤地层为上石炭统太原组和下二迭统山西组,平均总厚度260.85m。
其中山西组4煤层局部可采。
太原组地层平均总厚163.23m,共有4个可采煤层,分别为7、10、11、13煤层,煤层中以薄煤层为主。
矿井现开采煤层为7煤层,煤厚0~1.42m,平均厚0.83m,西南部沉缺,属较稳定煤层。
b 煤质由于本区煤层受岩浆岩侵入影响较大,煤质变化较大,煤种牌号复杂。
区内5个可采煤层共有弱粘煤、不粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、贫煤、无烟煤10个煤种,另外第11层煤还有部分天然焦。
总体上7层煤以贫煤为主,次为无烟煤;第10、11、13层煤以无烟煤为主,次为气煤、气肥煤、贫煤。
卧龙湖煤矿岩浆岩分布特征及岩浆侵入对煤层的影响研究的开题报告题目:卧龙湖煤矿岩浆岩分布特征及岩浆侵入对煤层的影响研究一、研究背景卧龙湖煤矿是一个典型的煤火灾区,由于煤与周围岩石的热作用引起的地质灾害频繁发生,给矿山生产和矿工安全带来了很大威胁。
岩浆岩作为一种常见的构造岩石,常常与煤层发生接触,导致煤层发生破裂和变形,进一步加剧了地质灾害的发生。
二、研究内容和目标本研究旨在探究卧龙湖煤矿岩浆岩分布特征和岩浆侵入对煤层的影响,主要研究内容包括:1.对煤层进行野外调查,收集煤层地质资料,包括煤层厚度、倾角、煤质等信息。
2.使用遥感技术获取该区域的岩浆岩分布信息,并结合矿山地质情况分析其空间分布特征。
3.使用现代物理勘探技术(如地震勘探、电磁勘探等),对煤层周围的岩石进行探测,了解岩浆岩的侵入深度和形态。
4.通过野外实验和室内试验,探究岩浆侵入对煤层地质构造和性质的影响,进一步明确岩浆对煤层的影响机理。
通过本研究,旨在为卧龙湖煤矿地质环境监测、预防煤火灾、保障矿工生命安全提供科学依据,同时为类似煤矿地质灾害的防治提供有益的借鉴。
三、研究方法1.野外调查:利用矿山地质图和现场调查收集卧龙湖煤矿地质情况,收集煤层厚度、倾角、煤质等信息。
2.遥感技术:利用遥感技术获取卧龙湖煤矿地区岩浆岩分布情况。
3.现代物理勘探技术:采用地震勘探、电磁勘探等技术对煤层周围的岩石进行探测,了解岩浆岩的侵入深度和形态。
4.室内实验:采用岩石切割、浸泡等方法,模拟岩浆侵入煤层的过程,并观察煤层的变形和性质变化。
四、研究意义卧龙湖煤矿在我国煤炭资源开发中具有重要的地位,研究其地质环境对保障煤矿安全生产和矿工生命安全至关重要。
本研究将为卧龙湖煤矿地质灾害的防治和煤层资源的开发提供科学依据。
五、论文结构和预期结果本论文将分为以下几个部分:1.绪论:介绍研究背景、内容及意义。
2.文献综述:综述国内外有关岩浆岩及其对煤层的影响的研究现状。
3.研究方法:介绍野外调查、遥感技术、现代物理勘探技术和室内实验等方面的方法。
袁店二矿岩浆侵入特征及对煤层的影响摘要通过对袁店二矿已揭露岩浆侵入体的详细调查,初步分析了岩浆活动规律和岩浆侵入煤层的特征;探讨岩浆侵入对煤层的影响。
关键词岩浆侵入;特征;煤层;影响本文以袁店二矿资料为例,由于该井田为新投产矿井,实测资料还不是太丰富,尤其是岩浆岩的揭露情况。
因此,本文是通过建井前的勘察资料和已开采7211工作面的实测资料及部分7213切眼现场资料相结合,试分析了有关岩浆岩的侵入特征及对煤层的影响。
1 矿井地质概况袁店二矿位于安徽省濉溪县与涡阳县的交界处,在高长营孜~徐楼一带,行政区划属于濉溪县和涡阳县,总体上为一走向北东~北东东,倾向北西~北的单斜断块,褶曲不发育,局部有小的起伏。
地层倾角较平缓,一般5°~15°。
断层较发育,走向以北东向为主,其次为近南北向,个别为北西向和近东西向。
本区主要含煤地层为二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组,含10个煤组,20余层煤,煤层总厚10.91 m,其中可采煤层5层(32、72、81、82、10煤),总厚7.88 m。
本井局部有岩浆活动,侵入层位从10煤到7煤,其中7~8煤受影响较大。
2 岩浆岩的基本特征2.1 岩浆岩的分布特征岩浆以顺层的方式侵入在7、8、10煤层组中,主要集中在井田东部28-33线间。
72煤层18个点,厚度0.19 m~8.40 m;81煤层5个点,厚度0.45 m~3.00 m;82煤层7个点,厚度0.25 m~6.45 m;10煤层3个点,厚度6.80 m~14.33 m。
侵入在煤层中间者,以夹矸形式出现,一般一层。
2.2 岩浆岩的岩性特征经安徽省煤田地质局第三勘探队对袁店二矿岩体的岩矿鉴定分析,侵入本井田的岩浆岩为中性闪长玢岩和基性辉绿岩及蚀变岩浆岩。
造成岩石不同类型的原因是岩浆的分异作用。
闪长玢岩为暗灰~灰~绿灰色~草绿色,致密块状,锯齿状~棱角状断口,方解石细脉发育,加稀盐酸剧烈起泡。
岩浆侵入对煤层及瓦斯成藏的影响探究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。
标签:岩浆侵入煤层瓦斯成藏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。
浅析地质因素对矿井瓦斯含量的影响及其灾害事故的防范措施摘要:瓦斯灾害事故一直威胁着煤矿安全生产的健康发展,在煤矿安全生产事故中瓦斯灾害事故占主导地位,而瓦斯爆炸事故在瓦斯灾害事故中又特别突出。
本文通过瓦斯的形成、影响矿井瓦斯的地质因素来了解瓦斯的形成和赋存情况,同时对瓦斯灾害事故(瓦斯爆炸)的防范提出措施。
煤矿瓦斯爆炸必须同时具备三个条件:一是瓦斯浓度在5%—16%;二是氧气浓度达到12%以上;三是有650℃—750℃的引火源;而引起瓦斯爆炸的两个必备条件是瓦斯和火源。
所以,在煤矿的现场安全管理中,防范瓦斯爆炸事故的重点是防止瓦斯积聚和火源管理。
关键词:瓦斯、地质因素、防范措施1.瓦斯的形成瓦斯的形成与煤及煤系地层中的有机质密切相关,主要是在成煤过程中形成的,根据成因,可分为三种形成方式。
1.1.生物化学作用形成在植物成煤第一阶段,有机质分解,当氧气充足时,形成二氧化碳和氮气等气体;当缺氧条件下,由于细菌作用分解析出甲烷、重碳氢化合物、氢及其它气体。
在这个阶段形成的瓦斯,由于离地表近,大多逸散到大气中,在煤层中保存数量较少。
1.2. 煤变质作用形成泥炭被其它沉积物覆盖,受地压和地热影响,其化学成分发生变化,氧、氢、硫、氮的含量降低,碳含量相对富集,并形成了以甲烷、氢为主的气体及重碳氢化合物等其它气体。
岩浆侵入煤层发生接触变质时,同样可生成重碳氢化合物、氢和甲烷。
这个阶段生成的瓦斯,由于在地下深处,不容易逸散。
目前煤层中含有的瓦斯绝大部分属于这种成因。
1.3.油气型来源主要是指矿井瓦斯的来源是油气田的瓦斯侵入。
2.影响矿井瓦斯含量的地质因素2.1.瓦斯含量瓦斯含量是指单位重量(或体积)的煤体或岩体在自然条件下所含的瓦斯量数量(包括游离瓦斯和吸附瓦斯),单位m3/t。
2.2.影响矿井瓦斯含量的地质因素影响矿井瓦斯含量的因素有很多,概括起来可分为两类:一是影响瓦斯生成量多少的因素;二是瓦斯的保存和逸散因素。
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;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2~3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,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,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。
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作者简介:张斌(1976-),男,安徽宿州人,助理工程师,从事水文地质、煤田地质勘探。