巖漿巖侵入煤層瓦斯賦存規律及防突對策研究

李治理 王一彤 郄利敏

（永煤集團股份有限公司，河南 商丘 476600）

巖漿的侵入作用是破壞性的，給煤礦采盤區設計、巷道布置增加了難度，造成找煤、巷道改造、支護、防突等一系列問題。因此，研究巖漿侵入形式、形態和地質構造情況[1-5]，探索其瓦斯賦存規律、煤體組分、應力集中情況[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，將要面對手術治療，對手術存在擔心等，使得患者術前多會出現明顯的心理壓力，表現為緊張、恐懼、焦慮、擔憂等，且易于失去信心[3] 。護士應積極與其溝通，告知患者手術治療的有效性，給予關愛、照顧與心理疏導，使其感受到溫暖，并逐步建立起戰勝疾病的信心，促進心態的恢復和平穩。

1 巖漿巖侵入形式

永夏礦區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，以輝綠巖巖性產物為代表；二是燕山運動晚期，以花崗斑巖巖性產物為代表。從地層柱狀圖上來看，永夏礦區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，并向上達到標高200 m 附近（石千峰組）。在二2 煤層平面圖來看，順煤層侵入嚴重程度以新橋煤礦最為嚴重，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）巖漿巖自煤層頂底板侵入，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域巖漿巖及天然焦發育，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，幾何狀態為點塊狀，煤層焦化嚴重，局部為半煤半焦。

8.4 化學防治 采取全園機械棚下噴藥。早春梨樹發芽前，噴3～5波美度石硫合劑。落花后噴第1次化學農藥，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、戊唑醇為基礎藥劑交替使用，另選1～2種配伍殺菌劑為輔助藥劑與基礎藥劑混合使用；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。配制農藥時要根據劑型和濃度，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安全。

2 巖漿巖條帶侵入對煤層瓦斯賦存的影響

永夏礦區巖漿主要沿二2 煤層底板侵入，對煤層賦存產生影響極大，造成厚薄不一，煤焦難分。城郊煤礦十采區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的測定結果見表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造為主構造，次生斷層發育以及煤層露頭，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，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，靠近巖墻以淺區域瓦斯含量較大，最高8.15 m3/t。瓦斯賦存較高區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，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。世界各國在發展過程中，隨著時代和社會的不斷進步與發展，每個國家的文化以及語言都會發生相應的改變。韓語作為韓國文化的一部分，也會隨著韓國文化時代發展的變遷而發生改變。

通過鉆屑量指標來判斷巖漿巖侵入附近煤層應力情況。車集煤礦2906 下巷外段掘進期間，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，說明火成巖侵入形成的巖墻、巖脈硬度、強度較大，遠遠高于煤體，對于煤層圍巖應力起到支撐作用。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。通過統計巖漿巖條帶兩側200 m 范圍內的瓦斯含量，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，瓦斯含量與距巖漿巖條帶兩側距離有較強的線性相關關系。在實際采掘過程中，掘進工作面受巖漿巖侵入影響最大。車集煤礦2611 下巷掘進通尺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分析及鉆屑量影響關系

6.1 巖漿巖侵入煤層與工業分析指標關系

通過統計研究永夏礦區巖漿巖1000 m 范圍內的煤層工業分析指標，見表1，主要包括水分、灰分、揮發分、孔隙率等參數，利用excel 繪制煤層距巖漿巖距離與灰分、揮發分、孔隙率之間的散點圖。通過對距巖漿巖侵入區500 m 內不同距離處的煤樣進行工業分析可知，其灰分、揮發分、孔隙率均無梯度規律，反映巖漿巖侵入對于鄰近區域煤層工業分析指標基本無影響。

表1 巖漿巖附近煤體工業分析數據統計表

6.2 巖漿巖侵入煤層與鉆孔鉆屑量關系

陳四樓煤礦十二采區位于礦井西北翼，距離西翼煤層露頭1800 余米，北距巖漿巖侵入區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。由于經由斷層通道侵入至以淺區域巖漿巖，沿煤層傾向方向來看，形成似“鍋蓋”狀封閉阻隔構造，形成21210 工作面兩側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，并劃分不同風險級別，給出相應的瓦斯治理措施。具體見表2。

表2 巖漿巖侵入煤體分類治理措施

8 結論

1）從傾向上看，永夏礦區煤層受巖漿巖侵入影響，淺埋深區域瓦斯含量普遍低，深部區域（標高-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瓦斯賦存規律具有較強的線性相關關系；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)加固設計應該充分考慮原結構的特點以及使用功能，不影響外觀，選擇合理、有效、經濟的加固方案。加固時，應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、揮發分、水分、鉆屑量等指標基本無相關性。

3）根據巖漿侵蝕程度，提出了巖漿巖侵入區分類分級防突措施技術指導意見。