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1、煤田火区勘查物探方法探究 【摘要】煤田火区燃烧不仅是煤炭资源的极大浪费,同时也破坏了生态环境,造成大气污染,影响了煤田火区人民群众生产和生活质量。物探方法在火区勘查中起着不可替代的作用,经过内蒙古自治区两批近百个火区的详细勘查运用之后,特将物探方法的适应性做简要分析,以期对以后的火区勘查提供宝贵经验。【关键词】煤田火区物探方法火区详查【Abstract】combustionofcoalfireareaisnotonlyagreatwasteofcoalresources,butalsodamagetotheenvironment,causi
2、ngairpollution,affectingtheproductionandqualityoflifeofthepeopleofthecoalfirearea.Thegeophysicalmethodsplaysanirreplaceableroleintheexplorationofthefirezone,afteradetailedinvestigationoftheuseoftheInnerMongoliaAutonomousRegion,twobatchesofnearly100firearea,especiallytodoabr
3、iefanalysisofthegeophysicalmethodsadaptabilitytoprovidevaluableexplorationafterthefireareaexperience.【Keywords】coalfireareageophysicalmethods7firezonedetailedinvestigation我国有50多处煤田火区昼夜燃烧,燃烧面积达720km2,国家每年损失近百万吨的煤炭资源,每年经济损失40亿元。在我国北方煤田自燃的现象已有很长的历史,北方厚煤层多,气候干燥,在北纬36度以北帕米尔高原到大兴
4、安岭西坡的范围内煤田,都有煤层在燃烧。虽然煤田自燃现象在历史上已经有着很长的时间,但真正关注和治理才刚刚起步;现阶段煤田火区勘探主要采取的是物探手段:如高精度磁法、自然电位、高密度电阻率、同位素测氡、红外仪测温等方法。由于火区地质环境复杂、影响因素众多,所以物探方法的具体采用就值得探讨。内蒙古自治区火区详细勘查工作开展以来,已经有两批火区详细勘查和治理,为近百个火区排除隐患;在这些工作的基础上,总结工作经验,结合不同的地质环境,研究和分析勘查成果,最终发现不同的物探手段在不同环境的勘查区有着不尽相同的效果。1高精度磁法7煤层在自燃过程中,煤层
5、上覆岩石受到高温烘烤,在磁性、导电性和温度等方面将发生显著的变化。为此,采用以磁法为主的综合物探方法,能从不同的角度提取火区特征信息,各种方法互相验证,可提高圈定火区范围的准确性和勘探效率。高精度磁法勘查火区主要是利用煤层、煤层顶底板中的一些铁质矿物(黄铁矿、菱铁矿等),因煤层燃烧而发生化学变化,在煤层燃烧的区域部分铁质矿物会形成磁性较强的磁铁矿。一般燃烧彻底的烧变岩区磁性最强,磁化率可达到(1000-5000)@10-5SI;而在围岩的烘烤区磁性次之;未燃烧的地层磁性最弱,磁化率大多小于20@10-5SI。用煤层燃烧后造成地磁场强度差异进行
6、火烧区的圈定;并且这一方法在新疆、山西、内蒙古乌达煤矿等地的煤田灭火工作中取得了良好的效果。赤峰地区主要为断陷盆地沉积成煤,受到燕山期晚期第三纪早期的岩浆侵入作用,形成了岩浆地层含煤的特殊情况,而赤峰地区出露主要是以基性玄武岩为主,其厚度在0～50m之间不均匀分布,据测量统计其磁化率平均值在7500@10-5SI,这样在勘查区即使有烧变岩引起的磁性异常也会被相对较高的基性岩体磁性所覆盖,无法区分引起异常的真正原因。所以如果勘查区有岩体或第三纪红层存在的情况下,应对高精度磁法的可行性加以考虑。现阶段高精度磁法精度可以达到0.1nT,优点是对微弱
7、的异常都能体现;缺点是对外界磁性体的干扰十分敏感,需要弱磁性的地质背景。2活性炭(同位素)测氡法7由于煤系地层等黑色沉积岩中含有的大量有机胶体对铀、钍吸附能力强,而氡是这一衰变过程中的唯一的放射性气体,它可以随着地层裂隙和孔隙到达地表,煤层燃烧会使沉积岩中惰性气体氡气不断析出。因此,通过地表测量氡气衰变后产生C射线的强弱,能够间接地反映出深部火区的位置及燃烧强度。测氡法是物探在火区勘查中较有效的一种方法,而现行的有两类测氡法:即活性炭测氡和同位素测氡。2.1活性炭测氡该方法代表有太原理工大学研发的TYHC-1活性炭测氡仪,该仪器必须在测量点挖
8、深约40cm坑埋置活性炭。在储气性较好的地层,如侏罗系、白垩系地层反映效果较好,而个别地区地表基岩覆盖,导致埋炭工作无法进行或是炭的埋置深度不够,这都将会影响测量结
