巖漿巖侵入對瓦斯賦存的控制作用及突出災(zāi)害防治技術(shù)——以淮北礦區(qū)為例.pdf

1、淮北礦區(qū)受燕山期巖漿活動影響,煤與瓦斯突出災(zāi)害嚴(yán)重。國內(nèi)外對巖漿巖對瓦斯賦存規(guī)律的控制作用、巖漿巖侵入和突出之間關(guān)系的研究相對較少,現(xiàn)有的對巖漿巖侵入煤層瓦斯賦存規(guī)律的認(rèn)識與瓦斯治理技術(shù)措施尚不能保證礦區(qū)的安全高效生產(chǎn)。本文以巖漿巖侵入嚴(yán)重的臥龍湖和海孜井田為研究對象,運(yùn)用構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、瓦斯地質(zhì)學(xué)、巖相學(xué)、地球化學(xué)、吸附科學(xué)、綠色開采等多學(xué)科理論,采用理論分析、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐相結(jié)合的研究方法,系統(tǒng)的開展了淮北煤田區(qū)域巖漿活動時空演化

2、過程、井田巖漿巖產(chǎn)狀和分布規(guī)律、巖漿巖侵入對煤的多元物性參數(shù)和吸附解吸性能的影響、巖漿巖的熱演化和圈閉作用對瓦斯賦存的控制作用、巖漿巖侵入礦井敏感指標(biāo)體系、分區(qū)治理技術(shù)及工程實(shí)踐等方面的研究,取得一定的創(chuàng)新成果。本文主要研究結(jié)論如下:
　　靠近環(huán)形巖床,臥龍湖煤的鏡質(zhì)組反射率(oR)由2.74％增加到5.03％。巖漿巖熱演化范圍為60m左右。根據(jù)oR的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了臥龍湖井田10煤層自然形成的三個區(qū)域:巖漿覆蓋區(qū)(接觸變質(zhì)區(qū),距

3、離巖床0～5m),熱演化區(qū)(距離巖床5～60m)和正常區(qū)(巖床邊界60m以外);靠近120m左右巨厚巖床,海孜煤樣oR由2.30％增大到2.78％,巖床熱演化范圍為160m左右。發(fā)現(xiàn)巨厚巖床下伏7、8、9、10煤層自然形成的兩個區(qū)域:巖漿巖熱演化區(qū)(巖床下60～160m)和正常區(qū)(巖床下160m以外)。
　　獲得了臥龍湖和海孜井田巖漿巖侵入?yún)^(qū)附近煤層(群)瓦斯賦存規(guī)律。接觸變質(zhì)作用降低了臥龍湖井田(距離巖床0～5m)煤的吸附瓦斯能

4、力,熱演化作用提高了(距離巖床5～60m)煤的吸附能力。海孜井田巨厚巖床的熱演化作用提高了下伏煤層群(距離巖床60～160m)的吸附瓦斯能力;臥龍湖巖床圈閉區(qū)10煤層出現(xiàn)異常高壓現(xiàn)象,實(shí)測最大壓力為4.30MPa,含量26.30m3/t,發(fā)生過兩次突出;海孜巖床覆蓋區(qū)煤層中CH4含量和組分均高于未覆蓋區(qū)煤層,熱演化區(qū)發(fā)生了11次突出?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)和突出驗(yàn)證了上述結(jié)論。
　　系統(tǒng)研究了巖漿侵入礦井突出煤層敏感指標(biāo)及臨界值確定的方法和程序

5、。根據(jù)臥龍湖井田10煤層瓦斯含量與壓力的關(guān)系,考慮10煤層為高變質(zhì)無煙煤,殘存瓦斯含量較高,認(rèn)為采用瓦斯含量作為區(qū)域敏感指標(biāo)較為安全合理,臨界值定為9.50m3/t;現(xiàn)場測10煤層鉆屑指標(biāo)發(fā)現(xiàn),1K值敏感性高于?,鉆屑量S不具有敏感性。通過實(shí)驗(yàn)室瓦h(yuǎn)2斯壓力與實(shí)際解吸量擬合得到冪指數(shù)關(guān)系方程,確定了局部敏感指標(biāo)臨界值。
　　根據(jù)巖漿巖對煤層的不同自然分區(qū)的瓦斯吸附能力評價,獲得了臥龍湖10煤層瓦斯賦存規(guī)律。根據(jù)區(qū)劃結(jié)果,采取了瓦斯