物探技术在煤田火区探测领域的应用

由于煤矿自燃火灾的火源隐蔽,给灭火工作带来困难,因此,控制煤田自燃火灾的关键是准确探测火区范围及燃烧中心,为灭火工作提供依据。采用物探方法进行火区探测,不仅速度快,而且还能够确定火区燃烧中心位置。钻探验证结果表明,依靠磁法确定火区着火点深度误差小于20%。     

磁法在煤火探测中的应用

对采自宁夏汝箕沟煤田上覆盖层的原岩样品在温度作用下的磁性变化进行了系统研究.通过分析煤火区不同燃烧阶段围岩的温度变化情况,对原岩样品进行了模拟“燃烧”试验,试验结果表明,岩石磁性在不同温度作用条件下存在明显差异,从而从岩石磁性的角度讨论了磁法勘探圈定煤田火烧区的可行性.最后,采用人机交互法对地面实测磁异常剖面进行反演,有效地圈定了煤火区着火点的位置及范围.     

自然电位法在煤田火区勘察中的应用

在内蒙古自治区第一批煤田（矿）勘察工作中,高精度磁法、同位素测氡等传统的煤田火区勘探手段在实际勘察中遇到了困难,而利用自然电位法有效地圈定了火区边界,与钻探结果吻合,说明了自然电位法是一种在火区复杂环境下效率较高的工作手段。     

双频激电法在圈定煤矿火区中的应用

运用双频激电法在煤矿火区做了探索性的试验,并辅以活性炭测氡法,两种方法的结果吻合较好,得到了钻孔验证。结果表明:煤矿火区上方双频激电法异常反应非常明显,视幅频率数值是正常区背景值的2倍,呈高视幅频率特征;而视电阻值则是正常区背景值的50%~75%,呈低视电阻率异常特征;同时在火区上方出现高氡值异常,且氡值波动较大。试验证明,运用双频激电法可探测不同埋深的煤矿火区,是值得推广的。该方法还可用于对煤矿火区范围的动态监测。     

功率谱可视化深度计算方法及在煤火区的应用

利用对数功率谱方法可以方便地估计磁性体埋深,国内外学者曾成功运用于许多地区磁测资料的深度计算,取得了较好的应用效果.但由于采用计算机等间隔分块,等步长滑动方法来计算,使得计算结果只能反映窗口下地质体的统计平均深度,对精度造成一定的影响.本次将计算过程在可视化环境下实现,根据异常实际情况人工选择窗口的大小和位置,提高了深度计算的精度.在煤火区的应用证实了方法的实用性.     

煤火区浅部松散煤体及采空区的探地雷达响应特征

探地雷达对浅层勘探具有较高分辨率,为煤田火区浅部松散煤体或采空区等典型火源地质结构探测提供了重要手段。然而如何识别各种火源地质结构体,确定火区重点范围还存在一定的理论不足。基于电磁波理论,采用时域有限差分法正演模拟了火区典型地质体地电模型雷达响应,其特征表现为：松散跨塌煤体对应雷达响应绕射波严重,其内部波形紊乱;空洞区顶界面回波能量强,较为连续,其内部无绕射。正演模拟和现场测试研究表明：探地雷达对识别浅埋火区煤层松散跨落程度,圈定火烧重点区域,减少灭火成本和火区开采安全事故具有重要的现实意义。     

吊舱式直升机航空电磁技术示范应用

吊舱式直升机频率域电磁、磁综合系统(以下简称“吊舱系统”)采用新型的宽带技术,数字化程度较高,系统较为灵活,尤其适合于地形较为复杂地区的矿产和水工环勘查工作。但由于吊舱系统在复杂山区飞行难度大,且没有实际工作经验,因此通过选择3个测区的吊舱系统试生产工作,在测量方法技术,数据处理方法和成果解释方面,以及基础地质研究、矿产勘查、地下煤火勘查方面均取得了显著成果。解决了航空电磁方法探测地下煤火区的电性结构特征问题,以及航空电磁方法直接寻找良导矿体的关键问题,弥补了航磁间接寻找多金属矿的不足,并取得了明显的勘查效果。     

中国北方地下煤层发火概率统计分析

二项逻辑回归模型能够弥补样本量小、自变量类型不统一等不足, 对因变量数据假设的要求较低, 可用来预测具有二分特点的因变量概率值。以新疆现存的地下煤火火点与随机生成的控制点作为建立回归方程的样本, 以煤质指标中的灰分、挥发分、硫分、发热量, 煤层上覆岩层的地质年代、地表坡度与深大断裂带的分布, 以及干燥度、人口密度与矿区的管理水平等11个指标作为自变量, 以火点为1与控制点为0作为因变量值, 运用二项逻辑回归模型建立回归方程, 并预测了中国北方11个省区的地下煤层发火(地下煤火)概率。结果显示, 研究区内地下煤火发火概率的分布局势总体上为:东部等级高且集中;西部等级较低;在各大煤田中, 极高与高等级发火概率均有分布。经验证, 研究结果精度可达67.7%左右, 且预测高发区与原煤火发生区域相当匹配, 中国北方地下煤火的发火概率等级分布图可以作为灭火工程实施与火区治理的参考。      

氡气法反演燃烧煤层深度新方法

根据煤层燃烧时的高温特性及氡气的扩散迁移规律,提出了一种利用氡气测量数据来反演燃烧煤层埋深的新方法.在工作区对此方法进行了实际应用,效果与磁法相当,说明该方法可靠.该方法的提出为利用氡气法获取更多的煤火信息提供了新途径.     

地下煤火燃空区覆岩裂隙分布模型和局部化特征

在推导出覆岩层下沉曲面方程和微元面平面伸张量方程的基础上构建了地下煤火燃空区各覆岩离层裂隙率、破断裂隙率和总裂隙率的二维分布模型,经实例分析发现,覆岩裂隙场是由离层裂隙场和破断裂隙场组成的竖向不连续具有各向异性的非均质多孔介质,覆岩四周裂隙率大,内部裂隙率小;随着覆岩埋深减小,裂隙发育程度逐渐降低,离层裂隙率极大值由0.36、0.20、0.14、0.12逐次降低,破断裂隙率极大值由0.32、0.11、0.05、0.02逐次降低;在覆岩中部区域出现裂隙率竖向变化突变点;覆岩周边裂隙率分布形式由破断裂隙主导,内部则由离层裂隙主导。基于钻孔红外热像分析技术提出了一种间接性的覆岩裂隙现场实测方法,经验证选取的5个点的裂隙率计算值与实测值的差异率都小于9%,差异率低,模型具有较高的可靠性。     

煤田煤矿区火灾与环境效应及其防治对策

煤田煤矿区火灾是煤炭生产中的主要灾害之一。煤田煤矿区火灾由自燃和人为因素引起。中国煤田煤矿区火灾不仅损失了 42× 10 8t煤炭资源 ,而且还以每年破坏 2× 10 8t左右煤炭资源的速度发展。此外 ,煤田煤矿区火灾不仅致使人员死亡 ,还引起环境污染和生态平衡的破坏。在分析我国煤田煤矿区火灾的起因基础上 ,本文提出了以研究预测预报煤田煤矿区发火规律为主 ,灭火技术并进的防灭火对策     

内蒙古乌达地区地球物理场特征与地下煤火分布

以2004年内蒙古乌达地区1:5000大比例尺的直升机航空电磁、磁综合测量资料为基础,结合地面煤田地质、物探、遥感等资料,对内蒙古乌达地区的航空磁场特征、航空电磁场特征与地下煤火分布的关系进行了分析与研究,在综合分析的基础上,建立了该区的地下煤火划分标志,并对该区的地下煤火分布和燃烧状况进行了分析和圈定.     

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。     

贵州六枝、水城煤田晚二叠世煤的微量元素特征

通过对六枝和水城煤田 10个煤矿主要可采煤层的 45个煤样品的常量和微量元素系统研究 ,概括了这两个煤田煤中常量和微量元素的丰度和分布特征 ;阐述了煤中微量元素的亲合性。这两个煤田煤中的全硫含量在受海水影响的煤层中较高 (最高达 7.5 % ) ,而在非海水影响的煤层中较低 ( 0 .3% )。六枝煤田的全硫含量明显高于水城煤田。Ca-Mn-Ge的平均含量在六枝煤田较低 ,而在水城煤田相对较高。在这两个煤田和不同的煤层之间 ,煤中微量元素含量的变化较小。与世界烟煤中一般含量范围相比 ,这两个煤田的特征是 Mn,V,Cu,L i,Zr,Nb,Ta,Hf,T1,Th和 U的含量相对高。