煤炭開采中火燒區(qū)磁異常現(xiàn)象及物探磁法的應(yīng)用

摘要：近年來，我國能源需求量的不斷增長，使煤炭開采規(guī)模不斷擴大，確保煤炭的安全開采也已成為礦物開采工作中急需解決的重要問題。眾所周知，在煤炭開采過程中難以避免的會遇到火燒區(qū)，而火燒區(qū)中的磁異常現(xiàn)象所造成的火災(zāi)隱患極有可能引發(fā)煤田火災(zāi)，進而給采礦企業(yè)造成極大的經(jīng)濟損失，甚至還會因此而出現(xiàn)人員傷亡事故。而通過物探磁法來對煤炭開采中火燒區(qū)域進行確定，則能夠有效避免火災(zāi)事故的發(fā)生，保障煤炭開采工作的安全。鑒于此，本文便對煤炭開采中火燒區(qū)磁異常現(xiàn)象的特征及原因進行分析，在此基礎(chǔ)上對物探磁法在煤炭開采中火燒區(qū)磁異常現(xiàn)象的應(yīng)用進行了探討。

關(guān)鍵詞：煤炭開采；火燒區(qū)；磁異常；物探磁法

引言

我國地大物博、礦產(chǎn)豐富，其中尤以煤炭資源分布最為廣泛，并且在整個世界上的出產(chǎn)量都名列前茅，煤炭資源對于我國經(jīng)濟發(fā)展有著十分重要的作用，這也使我國急需大量的煤炭資源來發(fā)展經(jīng)濟，煤炭資源的開采規(guī)模也在近年里不斷擴大。對于煤田來說，其火災(zāi)隱患是不容忽視的，如果火災(zāi)發(fā)生，不僅會給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失，甚至還會嚴重威脅到開采人員的人身安全，因此，在煤炭開采工作中對火燒區(qū)進行嚴格的防治是非常必要的。目前，對火燒區(qū)的勘探方法有很多，而其中尤以物探磁法操作最為簡單，而且勘測結(jié)果直觀，這也使其成為煤炭開采中火燒區(qū)勘測的常用方法，從而為煤炭火燒區(qū)的安全防治工作提供了可靠的依據(jù)。為此，以下便對物探磁法在煤炭開采中的具體應(yīng)用進行深入的分析。

一、煤炭開采中火燒區(qū)磁異常現(xiàn)象的機理及原因

煤炭資源是我國重要的自然資源之一，其在全世界經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。煤炭是由植物遺體在地層中歷經(jīng)長年累月的生物、化學(xué)、物理作用而形成的有機礦產(chǎn)，由于煤炭在地層中會受到地質(zhì)條件的影響，這也使煤炭分布區(qū)域中往往會產(chǎn)生一定程度的磁異常現(xiàn)象，一般而言，在煤層中通常會包含著大量的鐵元素，而這也是物探磁法的應(yīng)用關(guān)鍵。由于煤炭資源在地層中儲存時會因儲層溫壓場的作用而發(fā)生內(nèi)部燃燒現(xiàn)象，這也使煤層中分布的鐵元素會因高溫而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使生成的物質(zhì)中包含有大量的磁性，進而使磁性得到明顯增強。當儲層溫壓場中的溫度降低時，這些磁性物質(zhì)便會發(fā)生沉積，從而產(chǎn)生明顯的磁性差異。將物探磁法應(yīng)用于煤炭火燒區(qū)的勘測中，則可通過儀器來得到火燒區(qū)中的磁曲線，并根據(jù)磁曲線來分析磁性差異，從而確定煤炭火燒區(qū)的分布范圍，并根據(jù)勘測結(jié)果來采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

通常來說，當火燒區(qū)中的磁曲線為平滑狀態(tài)時，則可判定為磁異常現(xiàn)象。不過，在對火燒區(qū)中的磁異常現(xiàn)象進行實際測量時，其磁曲線往往是以鋸齒狀進行波動的，而這種波動現(xiàn)象也可被看作磁異常現(xiàn)象。火燒區(qū)出現(xiàn)磁異常現(xiàn)象的原因共有三個：其一，巖石在燃燒冷卻后會發(fā)生塌陷，進而使地層磁場在巖石塌陷的影響下產(chǎn)生磁異常現(xiàn)象；其二，煤層下部中分布著大量的鐵元素，這些鐵元素的分布并不均勻，這也使其在相同溫度條件下會產(chǎn)生不均勻性的磁性分布現(xiàn)象；其三，當煤層為水平方向分布時，會使是裂縫的發(fā)育越來越不均勻，進而造成煤層在封閉地層中產(chǎn)生程度不一的自燃現(xiàn)象，從而產(chǎn)生不均勻的磁異常現(xiàn)象。

二、針對煤炭開采中火燒區(qū)磁異常現(xiàn)象的物探磁法應(yīng)用

物探磁法是地質(zhì)勘探工作中的常用方法之一，該方法是以地層中的磁性變化作為依據(jù)來對火燒區(qū)進行確定的。

（一）磁異常特征點的剖析

在深部找礦工作中，磁性覆蓋層是一種常見的干擾源，磁性覆蓋層中往往包含有磁性表土、安山巖、玄武巖、黃土、磁性礫石及紅土等磁性物質(zhì)，正是這些磁性物質(zhì)，使深部找礦工作的難度大大增加。按照磁性覆蓋層的干擾性質(zhì)來分類，可將其分成隨機干擾與規(guī)則干擾，當磁性物質(zhì)在覆蓋層中分布較為均勻時，或是磁性物質(zhì)的埋深一定時，則為規(guī)則干擾，反之，如果磁性物質(zhì)的分布不具備規(guī)律，則為隨機干擾。在燒火區(qū)勘測時，往往需要將異常的磁性干擾進行剔除，然后對磁測曲線進行歸納，并按照相應(yīng)的分類來對磁異常現(xiàn)象進行解釋。在地表中的磁干擾現(xiàn)象可包括高壓電線、礦區(qū)、鉆機、地表燒變巖碎塊及民房等，在對地表磁異常現(xiàn)象進行物探磁法應(yīng)用時，所測出的實際磁性曲線往往呈現(xiàn)出單點高頻或尖鋒異常，對于磁異常現(xiàn)象來說，其區(qū)分是較為容易的，只需根據(jù)其剖面異常所具備的特征點，并將鉆孔巖心、地面調(diào)查報告等資料進行綜合對比，即可得出磁異常特征點與煤層中自燃邊界之間的關(guān)系，從而根據(jù)異常段中的不規(guī)則磁異常現(xiàn)象與波動幅度較小的磁異常現(xiàn)象來推測出磁異常現(xiàn)象在平面中的分布規(guī)律。

（二）磁異常數(shù)據(jù)的處理

在煤炭開采工作中，可由計算機來存儲磁異常現(xiàn)象的強度數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)處理程序來校正采集程序，如高程數(shù)據(jù)校正、日變校正等。在應(yīng)用物探磁法來處理磁異常現(xiàn)象的相關(guān)數(shù)據(jù)時，應(yīng)確保當天的資料應(yīng)當天進行處理與計算，并記錄吟T曲線，同時還要對數(shù)據(jù)處理結(jié)果進行復(fù)核，以確保采集資料能夠具備較高的精確性。

（三）物探磁法的應(yīng)用要求

以下便對物探磁法在煤炭開采工作中火燒區(qū)的勘測應(yīng)用進行簡要的介紹，在應(yīng)用物探磁法時，首先要確定勘測比例，并對勘測區(qū)域中的地形資料進行收集，了解勘測區(qū)域的地質(zhì)情況與工作精度，并計算測點坐標，然后設(shè)計勘測網(wǎng)，掌握勘測區(qū)域中的地形地貌、人文特征、氣候類型及交通情況，同時制定一個統(tǒng)一的實施計劃。在物探磁法應(yīng)用過程中，應(yīng)滿足以下應(yīng)用要求：其一，勘測人員應(yīng)對測繪區(qū)域中的磁場特征有所了解，如地球總磁場、磁傾角等參數(shù)，可通過多分量磁力儀或計算軟件來對這些參數(shù)進行測定；其二，勘測人員應(yīng)對測繪區(qū)域中的人文分布情況有所了解，明確測區(qū)中的經(jīng)濟建設(shè)狀況與干擾源分布，然后依據(jù)干擾物的自身特點來采取相應(yīng)的消除措施；其三，勘測人員還要對測區(qū)中的日變站布署進行系統(tǒng)化的了解，并做好測點觀測與數(shù)據(jù)資料的歸檔等工作。

結(jié)語

總而言之，物探磁法是確定火燒區(qū)的重要勘測手段，將物探磁法應(yīng)用于煤炭開采火燒區(qū)的測繪工作中是具有重要意義的。在火燒區(qū)勘測中不僅要結(jié)合火燒區(qū)磁異常現(xiàn)象的表現(xiàn)特點，還要根據(jù)測繪區(qū)域的實際情況，來對物探磁法進行因地制宜的應(yīng)用。只有這樣才能準確測定出火燒區(qū)的分布范圍，并采取合理的防范措施，避免火災(zāi)事故的發(fā)生。

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作者簡介：

馬文杰，男，（1981.10.09 ）本科學(xué)歷，地球物理工程師職稱，河北省地礦局第二地質(zhì)大隊，從事礦產(chǎn)物探方面的工作。