岩浆岩侵入煤层瓦斯赋存规律及防突对策研究

李治理 王一彤 郄利敏

（永煤集团股份有限公司，河南 商丘 476600）

岩浆的侵入作用是破坏性的，给煤矿采盘区设计、巷道布置增加了难度，造成找煤、巷道改造、支护、防突等一系列问题。因此，研究岩浆侵入形式、形态和地质构造情况[1-5]，探索其瓦斯赋存规律、煤体组分、应力集中情况[6-8]对于防突管理与高效采掘有重要意义。

由于患者的病情较长，症状明显，加之保守治疗未能取得满意的效果，将要面对手术治疗，对手术存在担心等，使得患者术前多会出现明显的心理压力，表现为紧张、恐惧、焦虑、担忧等，且易于失去信心[3] 。护士应积极与其沟通，告知患者手术治疗的有效性，给予关爱、照顾与心理疏导，使其感受到温暖，并逐步建立起战胜疾病的信心，促进心态的恢复和平稳。

1 岩浆岩侵入形式

永夏矿区煤田岩浆岩侵入至少有先后两个时期，一是华力西运动晚期，以辉绿岩岩性产物为代表；二是燕山运动晚期，以花岗斑岩岩性产物为代表。从地层柱状图上来看，永夏矿区岩浆岩侵入自下而上顺地层侵入太原组一2 煤层、二煤、三煤、四煤、五煤全煤组，并向上达到标高200 m 附近（石千峰组）。在二2 煤层平面图来看，顺煤层侵入严重程度以新桥煤矿最为严重，车集煤矿、顺河煤矿次之。按对煤层破坏程度不同，永夏矿区岩浆岩侵入煤系地层的类型主要有以下三种：

1）岩浆岩自煤层顶底板侵入，以吞噬煤层或残留局部煤体或烘烤为天然焦，是对煤体影响程度最大的一种形式。

2）岩浆岩自煤层中部侵入，在煤层内形成夹矸层，改变煤层赋存特征，有的形成上、下分层。

2101 工作面东北及西南有两个区域岩浆岩及天然焦发育，合计面积约1.38 万m2，其中岩浆岩侵蚀面积约0.53 万m2，天然焦储量3.65 万t。岩浆岩侵入呈浸染状、层状、串珠状，呈岩脉状，几何状态为点块状，煤层焦化严重，局部为半煤半焦。

8.4 化学防治 采取全园机械棚下喷药。早春梨树发芽前，喷3～5波美度石硫合剂。落花后喷第1次化学农药，果实套袋前5～7天喷第2次，以后每隔15～20天喷1次。杀菌剂以腈菌唑、甲基托布津、戊唑醇为基础药剂交替使用，另选1～2种配伍杀菌剂为辅助药剂与基础药剂混合使用；杀虫剂以高氯马、阿维菌素、苦参碱为主，6月底之前每次用2种杀虫剂与杀菌剂混合同期喷施，6月底后混用1种杀虫剂同期喷施。配制农药时要根据剂型和浓度，使配制后的每种药的用量和浓度都符合单独使用的要求，以确保用药效果和生产安全。

2 岩浆岩条带侵入对煤层瓦斯赋存的影响

永夏矿区岩浆主要沿二2 煤层底板侵入，对煤层赋存产生影响极大，造成厚薄不一，煤焦难分。城郊煤矿十采区21001 工作面切眼煤层厚度0～2.1 m，煤、天然焦、岩浆岩厚薄不一，其他矿井如顺和煤矿2101 胶带顺槽、车集煤矿21102 上巷。

6种猕猴桃酒理化指标的测定结果见表3。由表3可知，以红阳猕猴桃作为原料酿造的果酒酒精度最高(13.4%vol)，维生素含量最高(244 mg/L)，滴定酸结果最低(6.2 g/L)；而以海沃德作为原料酿造的果酒酒精度最低(10.2%vol)，总糖含量最低(5.7 g/L)；以翠香作为原料酿造的果酒干浸出物最高(17.4 g/L)，以徐香作为原料酿造的果酒干浸出物最低(15.6 g/L)；以秦美作为原料酿造的果酒维生素含量最低(168 mg/L)。

3 岩浆岩点块状侵入对瓦斯赋存的影响

点块状侵入方式主要指通过岩浆穿插煤层，形成薄层的岩浆岩夹层，使煤层分岔或占据煤层大部分空间，使煤层不可采或呈分层，并使煤层全部或部分变质为天然焦。以顺和煤矿2101 工作面最为典型。

岩浆岩侵入地层后形成的岩墙、岩床对因热触或烘烤二次生烃具有阻隔、封闭作用，不利于瓦斯运移。但是永城隐伏大背斜构造为主构造，次生断层发育以及煤层露头，为煤层瓦斯逸散和运移提供了便利通道，因此岩浆岩侵入引起的瓦斯富集与断层、煤层露头形成的瓦斯运移和逸散通道共同作用形成了永夏矿区特有的瓦斯赋存特征。

3）岩浆岩自煤层上下围岩侵入，尤其是通过断层、褶皱造成的薄弱区，通过烘烤对煤体焦化，形成天然焦。

2101 工作面整体瓦斯含量5 m3/t，如图1，但局部瓦斯异常，靠近岩墙以浅区域瓦斯含量较大，最高8.15 m3/t。瓦斯赋存较高区域主要在切眼向回采方向80 m 及101P4 点前20 ～90 m 胶带顺槽侧，工作面最大原始瓦斯压力0.1 MPa，说明岩浆岩侵入煤层，造成煤体瓦斯裂隙导通通道隔断，隔断或降低局部瓦斯运移，点块状侵入造成瓦斯赋存增加。

图1 2101 工作面岩浆岩及瓦斯赋存分布图

4 岩浆岩侵入与煤层逸散通道的相互关系

语言是一个国家特有的文化和历史象征，也是各个民族的一个重要特征。世界各国在发展过程中，随着时代和社会的不断进步与发展，每个国家的文化以及语言都会发生相应的改变。韩语作为韩国文化的一部分，也会随着韩国文化时代发展的变迁而发生改变。

通过钻屑量指标来判断岩浆岩侵入附近煤层应力情况。车集煤矿2906 下巷外段掘进期间，钻屑量2.6～3.8 kg/m，回采期间钻屑量2.6～3.8 kg/m，波动范围均在中值（3 kg/m）范围内，说明火成岩侵入形成的岩墙、岩脉硬度、强度较大，远远高于煤体，对于煤层围岩应力起到支撑作用。如图2、图3。

5 岩浆岩侵入对煤层厚度影响

岩浆岩条带侵入形式以车集煤矿26 采区最为典型，该条带斜贯2610 工作面，涉及2608、2610、2612、2609 等工作面，长约2700 m，宽5～76 m。通过统计岩浆岩条带两侧200 m 范围内的瓦斯含量，瓦斯含量最小1.58 m3/t、最大9.93 m3/t、平均5.04 m3/t。通过线性分析，在距岩浆岩200 m 范围内，瓦斯含量与距岩浆岩条带两侧距离有较强的线性相关关系。在实际采掘过程中，掘进工作面受岩浆岩侵入影响最大。车集煤矿2611 下巷掘进通尺208.9 m附近岩浆自下向上侵入，但未穿过底板岩层侵入煤层，煤层底板岩层受岩浆岩侵入压力影响向上鼓起，造成煤层受弹性挤压厚度变化，煤层厚度由2.8 m 变至最薄0.4 m 又渐变至1.8 m，煤层强度降低、煤层松软，形成应力集中，瓦斯治理和采掘难度显著增大。

6 岩浆岩侵入煤体工业分析及钻屑量影响关系

6.1 岩浆岩侵入煤层与工业分析指标关系

通过统计研究永夏矿区岩浆岩1000 m 范围内的煤层工业分析指标，见表1，主要包括水分、灰分、挥发分、孔隙率等参数，利用excel 绘制煤层距岩浆岩距离与灰分、挥发分、孔隙率之间的散点图。通过对距岩浆岩侵入区500 m 内不同距离处的煤样进行工业分析可知，其灰分、挥发分、孔隙率均无梯度规律，反映岩浆岩侵入对于邻近区域煤层工业分析指标基本无影响。

表1 岩浆岩附近煤体工业分析数据统计表

6.2 岩浆岩侵入煤层与钻孔钻屑量关系

陈四楼煤矿十二采区位于矿井西北翼，距离西翼煤层露头1800 余米，北距岩浆岩侵入区740～1360 m，东北距煤层露头约1260 m，周边遍布落差5～45 m 正断层。由于经由断层通道侵入至以浅区域岩浆岩，沿煤层倾向方向来看，形成似“锅盖”状封闭阻隔构造，形成21210 工作面两侧其他工作面瓦斯逐步降低，多在2～3 m3/t，21210 工作面、21209 工作面瓦斯含量较高，最大11.79 m3/t。

图2 2906 工作面岩浆岩侵入分布图

图3 2906 下巷里段巷钻屑量S 变化曲线图

7 岩浆岩侵入工作面防突措施选取与对策

根据岩浆岩侵入煤体后天然焦占比及侵入方式的不同将岩浆岩侵入煤体分为五大类，并划分不同风险级别，给出相应的瓦斯治理措施。具体见表2。

表2 岩浆岩侵入煤体分类治理措施

8 结论

1）从倾向上看，永夏矿区煤层受岩浆岩侵入影响，浅埋深区域瓦斯含量普遍低，深部区域（标高-500 m 以下）局部瓦斯富集；从侵入形式看，条带状岩浆侵入两侧瓦斯赋存规律具有较强的线性相关关系；对于点块状岩浆岩侵入煤层底板，由于岩墙阻隔了瓦斯运移通道，造成煤层瓦斯富集。

(2)加固设计应该充分考虑原结构的特点以及使用功能，不影响外观，选择合理、有效、经济的加固方案。加固时，应充分考虑建筑物的整体性，在满足计算的同时考虑合理的构造措施。

2）岩浆岩对煤体厚度影响最明显，从侵蚀距离方面，与煤体灰分、挥发分、水分、钻屑量等指标基本无相关性。

3）根据岩浆侵蚀程度，提出了岩浆岩侵入区分类分级防突措施技术指导意见。