淺析巖漿侵入規律及其對煤層瓦斯成藏的影響

摘 要：我國巖漿非常活躍，巖漿的活動不僅給煤礦的生產帶來極大的影響，也對煤炭的構造，煤炭性質的改變及煤炭中瓦斯的生成方面起著非常大的影響。文章從理論結構出發，首先探究了巖漿侵入規律，其次細致地分析了巖漿侵入對煤層瓦斯成藏的影響，最后分析了巖漿侵入對煤層的突出影響。文章站在理論層面對巖漿侵入對煤層瓦斯成藏及突出影響進行分析，在探究的過程中提出自己的觀點及論斷，使分析更加具體深入。

關鍵詞：巖漿侵入規律；巖層瓦斯；突出影響

巖漿侵入活動是一種自然現象，它上升到一定位置后，由于覆巖層的外壓力大于巖漿的內壓力，迫使巖漿停留在地殼之中冷凝結晶，這種巖漿活動稱為巖漿的侵入。巖漿因為具備極高的溫度和很大的內部壓力，往往向地殼薄弱或構造活動地帶上升，并在沿途不斷融化周圍巖石或俘虜崩落的巖石塊，從而不斷擴大其侵占的空間，冷凝后形成各種侵入巖體，地下巖漿上升侵入并占據一定空間的作用叫做巖漿侵入對其他事物的影響，即外影響。

1 巖漿侵入規律

巖漿是指地下熔融或部分熔融的巖石，其在侵入地表時一般沿著受力最小的方向運動。在大多數情況下，巖漿侵入一定受到地表構造帶的影響。

巖漿侵入的基本體征是以侵入源為構造帶的某一重心部位，并以該中心向構造帶兩側侵入，侵入方向為由井田邊界東西向井田內部深入，由井田內沿向兩側侵入。煤礦中常見的巖漿侵入狀態多為巖墻和巖床兩種。巖漿噴出后從斷裂帶進入地殼與煤炭層穿插在一起，形成巖墻。巖墻的特征是厚度大，分布范圍小。巖墻與煤層相撞后使其變質后形成以巖體為中心的環形變質帶，越靠近中心的部分煤的變質成分越高。這就是從無煙煤到肥煤的形成過程。因為巖漿的侵入導致煤礦性質的變化情況很常見。我們生活中的蜂窩煤，無煙煤，灰煤大都是由于這種活動所形成的。因為巖漿的活潑型導致煤層結構發生變化，煤炭性質發生改變。

2 巖漿侵入對煤層瓦斯成藏

在許多礦井區域中，因巖漿侵入使煤炭被吞噬，進而影響煤炭的安全生產，這樣的例子在生活中很常見。例如：提高煤的變質程度，使煤層瓦斯含量增加；破壞煤的連續性，增加煤炭的變性；巖體推擠煤層，使煤結構發生變化。王營煤井田有南北兩側巖墻帶，堅實密致。這些構造阻止了井田內瓦斯的外遷移，使王營井田被圈閉在其中。到1991年為止，王營井礦15次瓦斯突出中，11次發生在巖漿巖巖墻兩側附近，說明巖漿巖對瓦斯突出有重要的控制作用。

2.1 巖漿侵入增大瓦斯含量

在巖漿侵入中，巖漿中的熱液具有高溫、高壓的特點。巖漿侵入煤層后，高溫熱液使煤層發生變質，加快煤的產氣速度，生成瓦斯，而巖漿中的二氧化碳、氫氣等氣體進入煤層空襲中，則提高了瓦斯含量；另一方面，部分巖漿侵入時形成的巖墻對封閉瓦斯起著重要作用。因此巖漿侵入使得煤層上方受到隔絕阻斷瓦斯的揮發，因此巖漿侵入使得沒層中瓦斯的含量增大。但是也造成了煤炭及瓦斯開采的工作人員的難度，其中如何安全的作業也是當今社會探討的問題之一。

2.2 巖漿侵入加厚煤層

巖漿侵入煤層頂時，底板流動可將全部或者部分煤層溶蝕，造成煤層突然消失或者出現厚度異常。受巖漿侵入的影響煤層可比原有煤層增加2～3倍。同理而言，巖漿侵入煤層時，也可將部分煤層溶蝕，造成煤層消失或厚度變化。當煤層厚度突然變薄時地下瓦斯含量和瓦斯壓力不斷增加，因此也頻發煤與瓦斯突出崩裂的事件。巖漿侵入使得煤層厚度增大，對于煤炭的深層堆積也是一種保護，但同時也加強了煤炭發掘人員的難度，煤炭層更加深厚更加接近地核。因此煤層對瓦斯的保護更加堅固，減少了瓦斯的揮發。

2.3 巖漿侵入的結構變化

巖漿侵入煤層對于煤層的破壞是不均衡的，因此使其形態發生變化。因溫度的不同導致巖漿在冷卻時局部煤層受力不均勻，形態失去原有的規律，常出現斷層。又因為巖體強烈的推擠力導致煤系被撐開，產生巖體裂隙，使煤附近的結構遭到破壞，煤附近產生天然焦、構造煤等煤種。因為煤種的不同導致瓦斯的分布不同，受到煤種影響瓦斯的固存性也增大，這也是瓦斯穩定性增加的原因之一。因煤種的相互參雜，導致瓦斯的泄露減少。

巖漿的侵入不僅對于瓦斯有著影響，對于煤層的性質變化也有一定的制約。一方面高溫的巖漿侵入煤層使煤層結構發生變化，煤層的穩定性及連續性遭到破壞，繼而使煤層薄厚不一，造成分布不均衡，局部構造形態失去原有的規律性，破壞原有生態。另一方面，巖漿冷凝時由于地質條件不同導致溫度差異，冷凝效果不同，煤層應力不均衡，在產生的拉力與張力的作用下，巖床，巖體的斷裂帶形成，即為突變區，是煤炭與瓦斯的敏感地帶。在煤炭挖掘工作中如何處理好煤炭與瓦斯的關系是關鍵，在煤炭與瓦斯剝離期間，采用適當的方法是促進收益最大化的關鍵點，因此如何利用巖石侵入來促進煤炭與瓦斯之間的關系，如何扭轉巖漿侵入對煤炭與瓦斯的影響就是我們開采部門一直關注的問題。

3 巖漿侵入對煤層的突出影響

其一，巖漿侵入破壞煤層。巖漿是高溫高壓的流體，對于煤炭層的破壞主要分三種：吞噬，機械，烘烤。巖漿沿著煤層頂端流動時，可以使煤層融化，使得煤層厚度變小，雜志變多。局部地區無煤，嚴重破壞了煤層的連續性和完整性，巖漿溢出時有向上的沖擊力，使煤層移位，其原始產狀發生變化，為煤炭的發掘工作增加了難度。巖漿侵入產生的高溫下對煤層烘烤，產生熱變質現象，使煤層遭到破壞，煤的工業價值降低。因此巖漿的侵入對于煤層而言，不僅使煤的質地發生了變化，也使煤的產量發生了變化。對于煤炭開采工作也是至關重要的。直接間接地影響著煤炭開采工作。

其二，巖漿侵入對煤的變質作用。巖漿侵入煤層后，會使煤層發生變質作用。煤層發生變質作用后導致土地的表層也隨著變化。巖漿侵入后不僅對于地表有一定的損壞作用，也對于煤層中間的地質結構起了很大的影響。改變了原來的地質結構，使新的結構生成。這就改變了原來的生態環境，容易造成水土流失及土地沙漠化。

其三，煤層空隙變化。巖漿侵入產生局部區域熱變質，增大了煤層的空隙數量，提高了煤層對瓦斯的吸附、儲備能，提高了煤層自身的滲透性。受巖漿侵入破壞的煤層空隙比原來擴大1倍。

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在中國淮北，鄭州等地均發生過巖漿侵入造成的事故。巖漿不僅導致煤與瓦斯的分布改變，給煤炭開發工作照成困擾，也對煤層的結構造成破壞，使煤炭性質發生變化，且巖漿侵入可以促進煤炭的裂隙發育。巖漿侵入不僅對煤層有很大的破壞作用，也大大地降低了煤的可采性。巖漿侵入也提高了煤的裂隙度。越靠近巖漿的地帶變質越大煤級也就越高。巖漿侵入也有助于煤炭巖化速度加快，可促進大量瓦斯氣體生成，且煤層由于巖漿侵入透氣性變差，故對瓦斯起到很好的圈閉作用。

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作者簡介：張斌（1976-），男，安徽宿州人，助理工程師，從事水文地質、煤田地質勘探。