测氡法圈定火区范围的前景初探

引言煤矿火区是指煤矿煤层发生自燃现象的地区。煤层自燃是由于一些自燃物质在一定条件和环境下发生物理化学变化(吸氧、氧化、发热)聚积热量导致发火而形成的。地下煤层自燃不仅浪费了大量宝贵资源,而且影响煤矿安全生产,甚至引起人身伤亡。为了有效治理和利用这一“灾害”,首先就要了解火区燃烧的大致范围及其发展方向。如能在地面探测和解决这个问题,就可大大节省治理或利用经费。     

地下煤层自燃区地震勘探研究

本文旨在探索黄土塬地下煤层自燃区地震勘探技术。研究表明,火烧区在折射层析成像速度剖面、散射波地震记录、共偏移距地震剖面、地震反射波时间剖面中均有表征显示,而有别于采空区的波场特征。     

综合物探圈定多煤层自燃边界

探讨煤层自燃区的磁性和电性特征，介绍了以马奎特法和垂向二阶导数法解释迭加磁异常及以电阻率法和瞬变电磁场法勘探多煤层自燃区的有效性。活鸡兔矿井的应用实例说明了综合物探圈定煤层自燃边界有明显的地质效果。     

分形方法圈定河北省龙关地区化探元素异常

河北省张家口中部地区地质背景复杂,构造运动多期,成矿作用具多期多阶段性,客观上使地球化学元素具有多个无标度区,即分形.本文以张家口龙关地区Pb、Zn、Ag、Au、Cu五种元素为例,应用分形方法研究区内这五种元素的分形特征,据此确定了异常下限值,并结合研究区地质背景对圈定异常区进行了合理解释.在与传统方法圈定异常比较基础...     

应用多重分形法确定老挝窑房地区水系沉积物异常下限

文章阐述了传统的统计学方法与分形含量-求和法求取异常下限的理论模型及步骤,并利用Q-Q图直观地判定了老挝丰沙里省窑房地区水系沉积物中Au,Cu,Pb,Zn元素在地球化学场中不满足正态分布或对数正态分布,而是满足两个层次的分形分布,从而利用最小二乘法拟合各个层次的直线方程求出分维数D,直线相交处对应的ri为各元素的异常下限。地球化学异常场分维数的大小可代表地球化学过程的强烈程度;分形方法圈定的异常范围较大、较连续,利于圈定隐伏、半隐伏矿体形成的弱异常,在红层建造的地层中效果更为显著。     

应用地面磁法圈定煤田火区边界

针对煤层自燃区自燃边界确定问题,通过对比分析陕北某地实测地面高精度磁场特征与钻孔勘探结果,认为采用ΔT垂向一阶导数方法能够 有效地圈定煤层自燃边界。     

基于MAPGIS的含量-面积分形法确定元素异常下限及圈定异常区:以湖南阳明山地区为例

地球化学元素的异常下限值确定是地球化学中重要的问题之一,目前还没有一个完善的具有科学依据的计算方法。传统的化探异常下限值计算是以元素含量或元素含量的对数值呈正态分布这一假设为基础的,而事实上地球化学元素含量的空间分布是极其复杂的。研究表明,地球化学景观可能是一个具有低维吸引子的混沌系统,元素的地球化学背景值和异常具有各自独立的幂指数关系,由此导致了一种多重分形分布,可以利用元素的分形分布求出其异常下限。对湖南省阳明山地区的化探水系采样分析数据采用分区的处理方法,根据每个区内数据的分布特征采用分形和传统方法混合应用来确定异常下限,勾绘出Sn元素异常图,与单独采用传统方法相对比收到了良好的异常圈定效果。根据新方法确定的元素异常下限所圈定的异常区与已知矿点高度拟合。     

综合物探在煤田自燃区勘查中应用效果分析

在陕北神府矿区石窑店井田煤层自燃勘查中,依据勘查区地质特征,采取了"放射状"不规则网状高精度磁测扫面结合二维地震剖面相结合的综合物探方法,其中高精度磁测扫面确定自燃边界,二维地震剖面解释煤自燃层位。通过对两种物探勘查方法取得的资料进行分析、对比和综合研究,确定该井田2-2煤层存在自燃现象,并圈定了自燃边界。经钻孔验证,综合物探解释的边界和埋藏深度精度较高,其中埋深误差小于8.7m。该区的勘探结果表明采用高精度磁测和二维地震勘探相结合的物探方法,能够准确的圈定煤层自燃边界,为煤矿开发和采掘设计提供可靠的地质信息。     

基于MAPGIS的含量—面积法确定异常下限——以个旧西区为例

含量—面积法是基于分形理论,一种研究含量与曲面面积之间关系的方法.这里以云南省个旧西区某地Sn元素土壤化探数据为例,利用MAPGIS平台进行化探数据处理,研究其含量与面积的关系,并确定异常下限,圈定异常范围.同时与传统方法进行对比分析,结果表明,基于分形含量—面积法圈定的异常区域更加有效、合理.     

不同化探数据处理方法的对比研究

为了圈定合理的化探异常指导找矿工作,本文采用传统统计法、趋势面法和含量-面积法三种方法对1:1万土壤地球化学测量中的Ag、Au、Cu、As四种元素含量数据进行了专项处理,并对获取的异常进行了对比研究。结果显示:同一元素采用不同方法确定的异常下限或获取的异常存在明显的差异;经研究发现研究区地球化学元素含量数据具有明显的多重分形分布特征,通过与研究区地质特征对比,认为含量-面积法确定的异常下限更适合本区。因此,甄别各元素含量数据的空间分布特征以及进行不同化探数据处理方法之间的对比对找矿工作至关重要。     

内蒙古西部乌达矿区煤层自燃的控制因素

煤层自燃是一个复杂的物理、化学和环境作用过程,是多种内在原因和外在条件综合作用的结果.本文分析了内蒙古乌达矿区煤层自然发火的内在原因和外在条件,揭示了煤层自燃的各种控制因素.影响煤层自燃的内在原因包括煤层厚度、变质程度、灰分含量、发热量、硫含量和有机显微组分含量等;外在条件包括地质构造、气候、水文地质、地形地貌、煤层的赋存状况、大矿和小煤窑的开采情况等.最后探讨了对不同成因的煤层自燃采取不同的预防和治理方法,为今后煤火的研究和治理奠定了理论基础.     

巨野矿区煤自燃特性及动力学研究

针对巨野矿区3号煤层自然发火严重的现状,选择巨野矿区3^上和3^下两煤层煤样,采用煤的物性参数测试、热重分析、傅里叶红外光谱测试等实验方法,进行巨野矿区3煤层的自燃特性及动力学参数实验研究。结果表明,巨野矿区煤属于Ⅱ类自燃煤,煤的孔隙主要以大孔和中孔为主;煤在失水失重与吸氧增重阶段的活化能分别为94.49~123.61 kJ/mol和231.50~241.08 kJ/mol;煤分子中含有大量的羟基、甲基、亚甲基等活性官能团,这些活性官能团是导致巨野矿区煤自燃的关键化学结构。     

Classification of coal seams with respect to their spontaneous heating susceptibility—a neural network approach

The paper presents the application of adaptive resonance theory of artificial neural networks (ANN) for classification of coal seams with respect to their proneness to spontaneous heating. In order to apply this technique, 31 coal samples have been collected from different Indian coalfields covering both fiery and non-fiery coal seams of varying ranks spreading over 8 different mining companies. The intrinsic properties of these samples have been determined by carrying out proximate, ultimate and petrographic analyses. The susceptibility indices of these samples have been studied by five different methods, viz. crossing point temperature, differential thermal analysis, critical air blast analysis, wet oxidation potential difference analysis and differential scanning calorimetric studies. Exhaustive correlation studies between susceptibility indices and the intrinsic properties have been carried out for identifying the appropriate spontaneous heating susceptibility indices and intrinsic properties to be used for classification of coal seams. The identified parameters are used as inputs and adaptive resonance theory of ANN has been applied to classify the coal seams into four different categories. This classification system will help the planners and practising mining engineers to take ameliorative measures in advance to prevent the occurrence of fire in mines.     

磁法探测煤火区的外推解释

本文阐述了磁法探测煤层火区、在没有磁性的烧变岩烧烤部分，利用该地区的地质规律及煤层烧变的规律进行外推解释。     

煤层自燃模拟实验

以柴家沟煤矿煤样为测试煤样,利用自主研发的煤层自燃实验系统,对煤层的自燃过程进行了模拟实验。根据实验测试数据,对煤温与供气量以及实验过程的各个指标气体情况进行了分析和研究,从而得出柴家沟煤矿煤层自燃的临界温度、瓦斯脱附温度等各个指标参数,其结果对预测和防治煤层自燃火灾具有指导意义。     

基于模糊综合评判的煤自燃发火倾向性研究

自燃发火倾向性是煤自燃火灾的主要影响因素之一。通过对国内外煤自燃倾向性鉴定方法的分析, 指出了我国现行的煤自燃倾向性的不足之处。根据煤自燃机理的煤、氧复合理论,建立了依据煤在低温氧化过程中的吸氧率、放热强度和着火燃烧阶段的活化能作为鉴定煤自燃发火倾向性影响因素的模糊综合评判新方法。在此基础上,用热重分析方法测试了5种煤样在相同条件的指标参数,建立模糊综合评判模型,通过模糊运算得出评判5种煤样自燃发火倾向性的综合指标。验证表明,该方法有较强的实用性,其评判结果与5种煤样的实际自燃发火期趋势一致。     

综放面巷道煤层自燃预测技术研究

根据综放面巷道自燃环境及条件,提出自然发火预测思路、预测方法,以及煤层自燃特性参数和现场参数的定量测算方法;建立了巷道煤层自燃危险程度和最短发火期的预测模型;最后通过东滩矿4308综放面沿空轨顺的实际模拟及预测,证明其预测精度达90%以上      

中国煤的燃烧变质作用与煤层自燃特征

我国西北地区烧变岩分布范围广、孔隙裂隙发育、富水性强,是当地的主要含水层,其中的隐伏火烧区烧变岩地表遗迹不明显、发现难度大,煤矿开采一旦导通烧变岩含水层将导致水害事故,同时会破坏烧变岩含水层水资源。为治理隐伏火烧区烧变岩水害并保护烧变岩含水层水资源,分析我国烧变岩分布特征及烧变岩水对煤矿开采影响,研究隐伏火烧区烧变岩探查和治理技术,开展隐伏火烧区烧变岩含水层水害治理的示范应用,结合现场监测数据分析评价陕西柠条塔煤矿南翼隐伏火烧区含水层水害治理和水资源保护效果。结果表明：我国烧变岩主要分布于以昆仑山−秦岭−大别山为界的北方地区,隐伏烧变岩主要分布在鄂尔多斯盆地东北部、伊犁盆地南缘,被第四系松散层覆盖;隐伏火烧区烧变岩含水层与风化基岩含水层大多直接接触且连为一体,水力联系密切;烧变岩水害防治措施主要有留设烧变岩含水层防隔水煤柱、疏降烧变岩含水层积水和帷幕截流,其中截水帷幕可有效解放烧变岩含水层压覆的煤炭资源,解除烧变岩水害威胁并保护烧变岩含水层宝贵的地下水资源;通过精确探查出隐伏火烧区范围、布设注浆钻孔,将隐伏火烧区烧变岩含水层隔离为若干个含水体,断绝截水帷幕内外的水力联系,可保障工作面不受烧变岩水威胁,同时实现烧变岩水资源保护;柠条塔煤矿S1232工作面和S1233工作面隐伏火烧区烧变岩含水层治理后,其回采期间涌水量降至20 m³/h以内,工作面得以安全回采,截水帷幕内侧水位下降,外侧水位逐渐抬升,烧变岩水资源得到有效保护。

     

多煤层对比方法优化研究

当前,我国煤炭开采向西部地区转移接续是必然趋势,针对西部分布最为广泛的侏罗系中统延安组陆相含煤沉积建造存在的多煤层对比依据缺乏、多解的难题,联合高精度地震勘探和数字测井技术,利用煤、岩层物性响应标志,结合陕北侏罗纪煤田阿包兔地区勘查工程实践,开展陆相多煤层精细对比工作,探讨并构建了陆相含煤建造多煤层对比方法组合模式,形成了7类12项方法组合的架构体系,并提出了相应的工作程序和实施原则。应用研究表明,加强物探资料综合分析,深挖利用煤岩物性标志、重视利用组合标志可有效提高煤层对比的可靠程度,这对于煤矿资源合理开发和勘探生产保障具有现实意义。     

内蒙古早白垩世五间房含煤盆地煤层煤相分析

内蒙古是我国非常重要的后备煤炭资源基地,煤层大多聚集在白垩纪断陷盆地中,其中,五间房含煤盆地煤炭资源丰富。通过对该盆地东南部3个钻孔57件煤样的煤岩学和煤化学分析,探讨了煤层的煤质特征、煤相类型及其演化规律。研究结果表明：本区煤层以低—中高灰、高挥发分产率和低—特低硫为特征;具有较高的镜/惰比和结构保存指数;煤相类型主要为潮湿森林沼泽相,自下而上,成煤泥炭沼泽覆水程度总体有所加深,上部泥炭沼泽具有水体逐渐加深的水进型特征,下部泥炭沼泽具有水体逐渐变浅的水退型特征。