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.     

一种检测煤田地表热异常的新方法

煤田自燃导致严重资源浪费,同时又引起大气污染、地表坍塌等灾害,遥感已成为检测煤火的一种重要途径.研究时采用MNF变换、多阈值密度分割、差值法提取煤火高温火点与普通热异常信息,并结合GIS定量分析.研究发现差值法适合提取高温火点信息,MNF变换可以很好的去除太阳辐射对地面温度的影像,并且能够很好地提取普通热异常信息,多阈值密度分割可以确定较高的亮温区域,三种方法综合运用就可以较准确的圈定煤火热异常区域,从而有效的监测地下煤火情况.     

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.     

煤田火区特征的土地覆盖分类方法 ——以乌达煤田火区为例

土地覆盖变化是土地分析与评价和生态环境变化预测的重要科学基础, 通过精确的土地覆盖分类方法 获取高精度的土地覆盖图是研究煤田火区生态环境变化的必要手段。本文以最大似然法、光谱角度法、面向对象 分类法和基于复合分区的分层分类法进行乌达煤田火区土地覆盖分类的方法研究。研究结果表明, 基于复合分区的 分层分类方法分类精度较高, 总体分类精度为92.97%, kappa 系数为0.9155。该方法通过基于地表热辐射特征、热 异常状况、地貌类型, 以及对生态系统扰动状况等的划分, 减少了地物信息的混淆度, 即通过提     

矿区生态扰动监测研究进展与展望

矿区资源开发致使其面临着严重的生态环境问题,监测和分析矿区生态环境各种典型信号和异常已成为环境保护、生态恢复等工作的重要基础。本文从地表形变与沉降、地下煤火与煤矸石山自燃及其他生态要素监测等方面讨论了矿区生态扰动监测研究进展,进行了国内外进展比较及发展趋势展望。由于采动沉陷与生态环境变化的特殊性、复杂性和高度动态性,单一监测手段难以奏效,将空天地一体化对地观测传感网和矿山物联网相结合,发展矿区生态扰动多源多尺度空天地协同监测与智能感知体系,是未来研究的重点及努力方向。     

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。      

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。     

乌达煤田雾冰藜汞的初步调查

50多年前内蒙古乌海市乌达煤田随着工业采煤出现了煤层自燃亦称地下煤火,历经曲折的一轮又一轮治理,目前仍有火点分布。笔者等在深入煤田腹地调查基础上采用Lumex RA-915M/PYRO-915+汞分析仪检测了298件当地的戈壁草本植物雾冰藜(Bassia dasyphylla)的叶和茎样品。结果是:火点附近雾冰藜的叶汞含量总均值达到903ng/g,茎汞328ng/g;远离火点的煤田公路沿线雾冰藜的叶汞为131ng/g,茎汞62ng/g。表明:乌达煤田存在空气汞污染;污染源是区内煤层自燃;污染水平介于典型汞矿区与垃圾焚烧厂附近环境之间。建议:一年生草本雾冰藜有潜力成为空气汞污染的生物指示;它作为荒漠先锋植物很可能适于中国北方地下煤火的环境地球化学研究和调查。     

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。     

基于TM数据的地下煤火区地表温度反演与验证

以新疆维吾尔自治区水西沟火区为例,利用与Landsat 5卫星2011年7月31日过境同时段的红外辐射计地表温度观测数据,通过多种方法获取了像元尺度的地表温度实测值,并对基于TM数据反演地表温度的单窗算法、普适性单通道算法和Weng算法得到的地下煤火区地表温度进行对比分析与验证.结果表明,3种遥感反演算法得到的水西沟地下煤火区地表温度的空间分布趋势一致,其中,单窗算法与普适性单通道算法较为接近,研究区整体的平均地表温度差值为1.60℃.与地面实测数据相比,3种反演算法结果均低于地表温度实测值.其中,普适性单通道算法与地面实测值一致性最好,决定系数R2为0.886,均方差为1.48℃,其反演结果符合地下煤火区温度的空间分布规律,高温异常区范围明显;反演结果符合要求,在地下煤火区地表温度获取中具有一定的适用性,为提升新疆地下煤火区的动态监测与评价能力选择了有效方法.