煤炭火燒區地質勘探中物探磁法的應用

王超

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，煤炭開采技術得到了很大進步。在煤炭開采中火燒區會有磁異常的現象，這種現象有其自身的特定和性質，物探磁法在該區域的應用具有十分重要的作用。通過大量的實踐表明，采用物探磁法能夠為確定火燒區域的范圍提供依據，而且確定效果非常好。

關鍵詞：煤田自燃；磁法勘探；火燒區；燒變巖

引言

我國煤炭產出量在世界總產出量中有很大比重，煤礦分布的范圍也比較大。無論是大煤田還是小煤田都會存在著火災隱患，一旦出現火災不僅給煤炭企業造成損失，也會給人員的生命造成威脅，所以在煤炭安全生產中火燒區治理是十分重要的工作，這也是當前煤炭地質勘探中的一項主要任務。準確勘測出火區能夠為后面的火災防治工作提供依據。在眾多的勘探方法中，物探磁法具有方便、操作簡單、結果直觀的特點，受到人們的關注。

如果煤層長期暴露在干燥的環境中就可能發生自燃現象，這給社會經濟的發展造成很大損失，同時煤在燃燒的過程中還會產生危害環境的物質。特別是對我國來說，煤炭更是資源戰略中的主要部分。所以我們應該找到合適的方法來解決煤炭自燃問題。

上面提到了預防煤層自燃問題的重要性，所以在煤田地質勘探的過程中應該查明開采區域中可能存在的煤層火燒區，也就是說煤礦開采區域的生產安全設計方面以及礦井邊界的劃分都和煤炭火燒區有直接的關系。當前我國在勘探火燒區的技術上得到了很大的進步，產生了很多有效的探測方法。在使用這些方法的過程中通過調查相關的地質資料以及鉆孔情況都能夠大致的判斷出火燒區的范圍，這就為后面的安全設計以及預防措施的建立提供了重要依據。世界范圍內的學者都對煤炭自燃區域的確定做了相關研究，特別是最近幾年煤礦火災的頻發，使得我們必須找到一種科學有效的方式來進行勘探。下面我們就談談當前最為常用的物探磁法，了解該方法在確定火燒區的重要作用。

1 煤田火燒區磁異常形成特征及實質

煤炭主要是在沉積巖中形成，一般受到地質條件的影響會存在著一些微弱的磁異常特征。通常來說，在煤層的中上層都會含有大量的鐵元素，這也就是物探磁法使用的關鍵部分。當煤層內部發生燃燒現象時，高溫就會使這些鐵元素發生化學反應產生含有磁的物質，而且隨著這些物質的增加磁性就會越強。在溫度慢慢降低，這些磁性物質就會沉積下來，這種磁強化程度會比沒燃燒前高出好幾十倍，也就是說存在著很大的磁性差異。通過物探磁法之后會形成一個磁曲線，在這個曲線中會展示出磁性的差異，操作人員就能夠根據磁異常現象診斷出當前煤礦區域內的火燒區，并制定出最佳的預防措施。

一般來說，理論上當火燒區出現光滑的現象，那么就可以斷定這是一種磁異常的狀態，不過在具體測量實踐中火燒區的磁異常會呈現出鋸齒狀的波動。在一些專家學者的研究成果中表明，造成火燒區出現磁異常現象的因素表現為以下三個方面。第一，燃燒巖石冷卻下來的過程中發生了比較復雜的變化，外界磁場受到燃燒的這些巖石塌陷的影響，使得火燒區呈現出波狀的磁異常現象。第二，在煤層底層中存在著分布不均勻的特元素從，在同樣的溫度烘烤變質的過程中容易出現不均勻磁性分布現象。第三，水平方向上煤層通常情況下會出現不均勻裂縫發育過程，在封閉的環境影響下，使得煤層自燃程度不一樣，進而造成不均勻磁異常現象的發生。

2 磁法勘探方法確定煤田火燒區域

在當前的地球地質勘探中物探磁法是最為常用的方法。由于自然界中存在的磁場是不同的，而不同的物質也存在著不同的磁場，當磁異常現象出現時，也會使得整個地球磁場發生變化。這種方法就是根據找到地質構造中磁性的變化來確定火燒區域。

2.1 資料解釋

磁性覆蓋層的干擾。磁性覆蓋層相對于深部找礦來說，屬于干擾源的一種，一般是指黃土、紅土、磁性表土、磁性礫石、安山巖、流紋巖、玄武巖等表層磁性物質。這些復雜干擾物的磁性特征，總體來說分為兩類：即規則干擾和隨機干擾。前者要指磁性物分布均勻或具有一定埋深，后主的磁性物主要指表層分布雜亂無章。

剔除異常干擾，進行歸納磁測曲線，再進行分類解釋有用磁異常。地表磁干擾主要為鉆機、高壓電線、民房、礦區以及地表燒變巖碎塊等，對應實測曲線上表現為很窄的尖峰或單點高頻異常，磁異常易區分，與煤層自燃區。以解釋工作在分析剖面異常特征點為基礎，進行綜合對比分析地面調查、鉆孔巖心等資料，進行類比平面曲線，從已知到未知，反復研究煤層自燃邊界與異常特征點的相應的關系。對異常段出現幅值較小和不規則異常的現象，進行推斷異常分布平面規律。

2.2 數據處理

當天結束野外工作后，計算機記錄當天儀器測定的總磁場強度數據，用磁法數據處理程序軟件將采集的數據進行各項改正，包括高程改正、正常場改正、日變改正，吟T值計算后得到。每天資料當天處理、當天計算，相應吟T曲線作出記錄，算準單項到0.1nT級別，復算達到100%的要求，使野外采集資料的精準性得以保證。

2.3 地面高精度磁測項目野外生產的幾點技術要求

下面按工作順序就野外生產中的各個主要環節進行簡單的介紹：當前項目的工作比例尺多了解，收集地形資料、測區地質，工作精度，測點坐標計算、測網設計，了解測區交通、地形、氣候、人文等情況，統一制定算野外生產費用和野外生產計劃預。應先派人將駐扎地在進入工區之前落實好。

了解測區地球磁場特征，包括磁傾角、磁偏角、地球總磁場。以往可直接從地球磁場分布圖查獲這些參數，現在有專業的計算軟件，可以利用多分量磁力儀測定（如FVM400磁通門磁力儀），也可以直接利用軟件計算。這些參數是資料解釋的重要依據，必須盡量掌握準確。必須了解測區內可能存在異常的地段。

了解測區人文分布情況、主要干擾源、經濟建設情況，根據測區干擾物的特點制定消除干擾物影響的方法和分布情況。校驗儀器性能：磁力儀的性能一般包括儀器噪聲、一致性、零飄等方面。具體操作方法將單獨介紹。

還有系統了解測區地磁日變場、日變站設置；基點（日變站）、測點觀測；資料歸檔及部分日常工作；地層巖石標本采集及磁參數測定；質量檢測。

3 結束語

綜上所述，文章主要對當前煤炭火燒區的情況進行了分析，并提出了物探磁法在勘探火燒區中的重要作用，我們應該加強對這種方法的深入研究，使其更好地被我所使用。不過在使用這種方法的時候，還應該根據實際探測的需要，并結合鉆孔的驗證情況以及相關的地質調查來進行。這種方法特別適合在資金缺少、滅火難度高的情況下使用，通過加強對物探磁法的研究，也說明了對煤炭火燒區域的勘探更加重視。當前火燒區域的勘測方法還有很多，我們應該根據自己的實際需要進行選擇，并加強對其他勘測技術的研究，找到最為科學的勘察手段，提高應用的效果，并做好相應的實踐記錄工作，配合好鉆探的勘察驗證。

參考文獻

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