接触变质带煤的物理化学结构及瓦斯赋存特征研究

摘要

平顶山煤田主要发育石炭—二叠纪含煤岩系。燕山晚期,本区构造活动强烈,有中酸性岩浆沿构造薄弱带侵入煤层,造成煤的接触变质,影响瓦斯涌出量的变化。本文在详细调研区域地质背景、煤系演化史、煤层瓦斯涌出量等资料的基础上,结合井下观测岩浆体的具体位置,采集具有代表性的序列煤样,借助光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析等方法,分析岩浆热的影响范围、岩浆影响带煤的微观结构特征及变质程度(煤的大分子结构受岩浆热影响的变化规律),并就巷道掘进期间煤层瓦斯涌出量进行对比分析,得出如下结论:
　　第一,煤的扫描电子显微镜观察显示,受岩浆热和压力影响的煤变形强烈,孔径大、数量多,裂隙发育,渗透性好;气孔发育程度随着远离岩浆体而减少;在未受岩浆影响的区域,煤的结构以原生结构为主,同时存在深成变质作用形成的气孔和构造运动形成的裂隙。
　　第二,煤的X射线衍射分析表明,煤的晶体结构参数随岩浆热的影响而有规律性的变化,岩浆热的影响范围在30~40m,从与岩浆体接触部位开始,随着逐渐远离岩浆体,煤的芳香核的延展度(La)和堆砌度(Lc)显著降低,层面间距(d002)明显增大。
　　第三,通过对13021工作面风巷和机巷掘进期间岩浆热对煤层绝对瓦斯涌出量的分析,认为随着掘进工作面向岩浆体的方向推进,煤层瓦斯涌出量呈增大趋势,且波动幅度较大,这与煤层瓦斯含量增多、压力增大、煤的渗透性增高有关。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究历史与现状

1.3 存在问题

1.4 研究论文的创新性

1.5 主要研究内容和技术路线

2 区域地质背景

2.1 交通位置与自然地理

2.2 地质概况

2.3 小结

3 样品采集及其宏观和微观特征

3.1 样品的采集和宏观特征

3.2 样品的扫描电镜分析

3.3 小结

4 煤、天然焦的X射线衍射

4.1 煤或天然焦的结构模型

4.2 XRD原理及参数计算

4.3 煤的X射线衍射特征

4.4 样品的处理及结果分析

4.5 小结

5 岩浆影响带煤层瓦斯特征

5.1 构造与煤层瓦斯的关系

5.2 顶底板岩性对瓦斯赋存的影响

5.3 煤的变质程度与瓦斯的关系

5.4 煤体结构与瓦斯赋存之间的关系

5.5 岩浆影响带瓦斯涌出量变化规律

5.6 小结

6 结论与建议

参考文献

作者简历

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