简述内蒙古煤山（煤矿）火区及探测方法.docx

    简述内蒙古煤山（煤矿）火区及探测方法    李喜平（内蒙古自治区煤田地质局，内蒙古呼和浩特010010）【Reference】内蒙古煤田（煤矿）火区现状复杂，分布范围广、燃烧面积大、特征多，在火区探测过程中采用多种地面物探方法相结合的综合探测方法，成功圈定了地下煤火的燃烧位置Keys】煤田；火区；探测方法一、内蒙古煤田（煤矿）火区分布及治理现状（1）火区分布现状内蒙古煤田火区重点发生在煤田开发比较早、历史小窑比较集中、开采规模比较大的中西部煤田中，主要有阿拉善盟的古拉本煤田火区、鄂尔多斯和乌海市的桌子山煤田火区、乌海市的乌达煤田火区、鄂尔多斯市的东胜煤田火区和准格尔煤田火区、包头市石拐煤田火区，其着火历史悠久，据文献资料记载最远可以追溯到200 多年以前，燃烧程度、发展速度和造成的影响都非常之大例如，乌海市的乌达煤田火区就是内蒙古目前比较典型的煤田火区之一，火区的燃烧平均深度35m，最深80m，40 年间，煤层自燃导致1800 多万吨煤被烧失、1200 多万吨煤炭资源被破坏、5000 多万吨煤炭资源储量成为呆滞资源，造成经济损失数十亿元在内蒙古东部区，随着近些年煤田开发力度加大和小窑乱开乱采现象严重之后，煤田火区[来自www.Lw5U.coM]的发生率也增大了，煤田火区的燃烧范围也扩大了，影响也越来越严重，特别是赤峰市平庄煤田、通辽市霍林河煤田火区燃烧现状不容忽视。

2）火区治理现状内蒙古煤田火区治理工作开始于20 世纪80 年代中期的古拉本煤田火区治理，起初只是零星治理、重点治理、局部治理，直到2007 年内蒙古自治区才把煤田灭火工作逐步推进到全面治理阶段截止目前为止，内蒙古自治区政府共投入灭火专项资金3 亿元，煤矿企业累计投入火区治理资金140 多亿元，治理火区总面积7100×104m2，已基本完成火区治理的有104 处，正在施工治理煤田火区102 处，完成治理面积约4200× 104m2，复垦绿化面积约2100× 104m2，完成火区治理总工程量的60％ ，抢救回收煤炭资源约5300 多万吨二、内蒙古煤田火区特征（1）自燃煤类内蒙古煤炭资源丰富，煤炭种类众多，因此，纵观内蒙古全区煤田火区情况，自燃煤类也复杂多变，呈多元化，有东部区变质程度低的白垩系褐煤、长焰煤，有中西部区变质程度中等的侏罗系不粘煤、弱粘煤，还有变质程度较高1/3 焦煤和部分高变质高硫煤等等内蒙古煤田火区燃烧煤类不固定2）火区位置煤田火区发生位置主要集中在煤层天然露头处、露天矿坑端帮处、煤层埋藏浅部、小窑分布密集区、老窑采空塌陷区附近和老窑废弃巷道中，尤其是在露天矿坑端帮处和老窑废弃巷道中燃烧最为严重。

例如，桌子山煤田火区老窑着火巷道口冒着浓浓的青烟，露天矿坑边帮处煤层燃烧至通红3）火区平面形态煤田火区展布的平面形态主要有曲线型、弧型、条带型和网格型几种，这主要取决于着火点的分布位置不同而各不相同如果着火点位于煤层天然露头处，火区形态一般沿着煤层露头线呈明显的曲线特征；如果着火点位于露天矿坑的边帮处，火区形态一般以着火点为中心向边帮内侧可燃源方向呈弧型特征；如果着火点位于废弃老窑巷道里，火区形态一般以巷道延伸方向向两侧有可燃源方向呈条带状特征；如果着火点位于房柱式开采的煤矿空巷里，火区沿网格状巷道延伸，火区形态也呈现网格状形态特征三、内蒙古煤田（煤矿）火区探测在满足煤田灭火国家规范和相关技术规范要求下，在“先地面后地下、先探测后验证”的施工原则指导下，依据全区各煤田火区特征和地质特征情况，主要选择地面调查、地面物探和钻探验证相结合的野外综合探测手段，其中，地面物探选择了目前国内比较通用的几种物探方法，主要包括电法、磁法和放射性测氡野外施工顺序为“先通过各种先进的物探方法和物探仪器初步圈定煤田火区异常区范围和具体位置，再利用钻探验证直接手段判断先期地面物探工作圈定的火区范围是否准确，最后再向煤田灭火设计部门提供准确的火区地质资料”。

1）电法电法主要依据的是煤层在自热和燃烧过程中火区范围内煤层及顶板岩石的氧化- 还原电场、吸咐电场和电阻率的变化特征而推断火区位置的，其最大优点在于能够比较准确确定煤田火区的[]燃烧深度，其适用范围主要为没有开采过的原始煤田火区和受井下及周围外界电场影响不大的区域，在开采的工矿区和地面电力设施复杂的区域本方法效果不理想2）磁法该方法主要依据地下煤炭自燃产生的高温使其上覆岩层中所含铁质发生变化形成磁性矿物的特点进行测量的一般情况下，煤层强烈燃烧之后形成的烧变岩中会保留较强磁性矿物，即剩磁原理，而对于在燃火区和自燃火区产生的温度小于400℃ 时,岩石中便不能形成较高磁性矿物因此，磁法探测的适用范围也是没有开采过的、燃烧剧烈的原始煤田火区，此时磁性特征表现为高磁异常，探测效果最佳，否则，探测效果不理想3）放射性测氡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，而氡是铀、钍衰变过程中的唯一的气体产物，它可以随着地层裂隙和孔隙到达地表，煤层燃烧会火区上方地层出现高温、高压、塌陷、裂缝等特征，同时加快沉积岩中惰性气体氡气的析出速率，导致火区上方形成氡气浓度相对高值区，然后通过地表埋杯测量杯中氡气衰变后产生α粒子数量间接测量深部火区的位置。

因此，本方法主要适用于地表有30cm～40cm 厚覆盖土层区，本方法最大优点是能够比较准确确定煤田火区的平面位置，确定是不能判断煤层燃烧深度，需要结合其它方法进行在放射性测氡方法中，由于活性炭测氡采用了吸附能力较强的活性炭，测量过程为静态累积，不受气候因素影响，干扰因素小，并且为谱测量，基数放大倍数高，因此，还可在低缓氡异常区获得较好的测量效果通过一年半紧张的煤田火区探测工作，不仅基本查明了内蒙古先期确定的230 处煤田（煤矿）火区燃烧范围和燃烧煤层等特征资料，为后期全区煤田火区治理工作提供了充足和翔实的基础地质资料，基本掌握了目前国内几种主要的探测煤田火区物探方法适用条件Reference[1]《内蒙古自治区煤田（煤矿）火区详细勘察报告（通辽市霍林河煤田968 采区边界火区）》，2010（7）  -全文完-。