山西神州煤业8号煤层顶板灰岩(L1)瓦斯异常,对煤矿安全生产造成重要影响。本文在对区域地质背景和含煤地层储层特征研究的基础上,结合相关实验测试手段,对L1灰岩瓦斯成因、来源及富集机理进行研究,为煤矿瓦斯防治提供理论依据。采取的研究手段和获得的主要研究成果如下:首先对L1灰岩样品进行扫描电镜、压汞、岩石热解、等温吸附等物性测试,实验结果表明:L1灰岩的孔隙主要以微孔和过渡孔为主,较为致密,L1灰岩的有机碳含量和生烃潜力极低,不存在独立生烃的可能,对于瓦斯的吸附能力极低。其次对太原组灰岩水离子浓度、氢氧同位素,主采煤层和L1灰岩气样的碳氢同位素特征以及L1灰岩水样微生物群落进行研究分析,发现太原组L1灰岩水的封闭性远大于L4,L1、L4灰岩水均受大气降水补给,两者之间不存在水力联系;L1灰岩水样检测出只能在厌氧条件下生存的脱硫酸菌,证实了L1顶板灰岩水处于封闭的还原环境条件,在此基础上,根据采集气样碳氢同位素特征得到L1灰岩瓦斯成因类型。结合水样氢氧同位素特征、水文地质条件和含煤地层空间组合特征,得到L1灰岩瓦斯来源。最后,通过对研究区的构造演化史分析,结合研究区灰岩储层特征、构造特征、沉积条件及水文地质条件对L1灰岩瓦斯富集的影响,总结提出了 L1灰岩瓦斯的富集模式,阐述了其富集机理。通过灰色关联分析定性预测神州煤业瓦斯浓度需要重点关注的区域,并根据L1灰岩瓦斯的富集特点,提出了预防瓦斯突出的防治建议。