巖漿熱事件對煤層變質程度和吸附-解吸特性的影響

王 亮,程龍彪,蔡春城,徐 超,王 偉

(1.中國礦業(yè)大學安全工程學院,江蘇徐州 221116;2.中國礦業(yè)大學煤礦瓦斯治理國家工程研究中心,江蘇徐州 221116;3.上海大屯能源股份有限公司孔莊煤礦,江蘇徐州 221600)

巖漿熱事件對煤層變質程度和吸附-解吸特性的影響

王 亮1,2,程龍彪1,2,蔡春城3,徐 超1,2,王 偉1,2

(1.中國礦業(yè)大學安全工程學院,江蘇徐州 221116;2.中國礦業(yè)大學煤礦瓦斯治理國家工程研究中心,江蘇徐州 221116;3.上海大屯能源股份有限公司孔莊煤礦,江蘇徐州 221600)

為研究巖漿侵入熱事件對煤層變質程度和吸附-解吸特性的作用機制,采用理論分析、實驗室測定和現(xiàn)場驗證的方法,對比分析了淮北礦區(qū)海孜井田巖漿巖侵入?yún)^(qū)和鄰近臨渙井田未受巖漿影響的煤層多元物性參數(shù)變化規(guī)律和孔隙特征,系統(tǒng)研究了采集煤樣的等溫吸附與吸附平衡條件下瓦斯解吸過程,揭示了巖漿巖床下伏煤層瓦斯賦存特征。結果表明:海孜井田巖漿熱演化作用使煤層變質程度顯著增加,煤層揮發(fā)分降低,巖漿巖覆蓋區(qū)域煤層的最大鏡質組反射率梯度為0.53%/100 m,遠大于深成變質作用。巖漿熱演化區(qū)孔徑0.4～0.7 nm之間的微孔極為發(fā)育,其發(fā)育程度是未受巖漿巖覆蓋區(qū)煤樣的數(shù)倍,且越靠近巖漿巖的煤層,微孔發(fā)育程度越明顯。巖漿熱演化區(qū)內(nèi)煤體的吸附能力增強,吸附瓦斯量增大,煤體的瓦斯放散初速度變大,初期解吸速度快且解吸總量大。由于巖漿巖床對下伏煤層的熱變質和封存作用,易造成下伏各煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量增高,煤層的突出危險性增加。……