火成岩侵入对煤岩变质影响的实验探究

"火成岩侵入区煤岩变质特性实验研究" 火成岩侵入是地质活动中常见的现象，尤其在煤炭开采过程中，这一现象可能导致煤岩性质发生显著变化。本研究由申海军进行，主要关注火成岩侵入对煤层的影响，特别是对煤岩变质特性的改变。实验通过单轴、三轴和XRD(X射线衍射)实验，深入分析了未变质煤样的力学性质和微观成分。 研究指出，当煤层遭遇火成岩侵入，煤体在宏观层面表现出与石英相似的特性，这表明煤体的变质程度有所提高。火成岩的高温作用使得煤层发生受热变质和硅化，导致煤的脆性增加，变得更加易碎，这对于煤矿的安全开采和巷道稳定性构成了挑战。在大同煤矿集团永定庄煤业公司的实际案例中，3-5#煤层遭受火成岩侵入后，煤层的有益厚度减薄，且煤岩的破碎性增强，给开采工作带来困难。 3-5#煤层的地质特征显示，其顶底板主要由高岭岩、高岭质泥岩、砂质泥岩和炭质泥岩构成，伴有1到19层不等的夹矸。在井田东部，煌斑岩侵入广泛，侵入模式无明显规律，加剧了煤层的破坏。与之对比，虽然塔山矿也遇到火成岩侵入问题，但由于4#煤层较厚，侵入体相对较小，通过灵活的巷道布置策略，能部分规避火成岩的影响。 火成岩侵入体的形态多样，包括岩墙、岩床等，它们与煤层的接触面积大，破坏性强。在具体侵入过程中，火成岩会与煤层形成接触带，这个带内的煤体会经历接触变质，即在高温高压下，煤的化学成分和物理结构发生改变。这种变质过程可能会导致煤层的硬度、强度和可燃性发生变化，从而影响其经济价值和开采条件。 火成岩侵入对煤岩的变质特性影响深远，不仅改变了煤的力学性质，增加了开采难度，还可能影响煤炭的质量。因此，对火成岩侵入区煤岩变质特性的深入研究至关重要，它有助于制定更安全、有效的开采策略，减少因煤岩变质引发的事故风险，保障矿山的可持续运营。