煤炭開(kāi)采中火燒區(qū)磁異?，F(xiàn)象及物探磁法的應(yīng)用

摘要：近年來(lái)，我國(guó)能源需求量的不斷增長(zhǎng)，使煤炭開(kāi)采規(guī)模不斷擴(kuò)大，確保煤炭的安全開(kāi)采也已成為礦物開(kāi)采工作中急需解決的重要問(wèn)題。眾所周知，在煤炭開(kāi)采過(guò)程中難以避免的會(huì)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(jìn)而給采礦企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至還會(huì)因此而出現(xiàn)人員傷亡事故。而通過(guò)物探磁法來(lái)對(duì)煤炭開(kāi)采中火燒區(qū)域進(jìn)行確定，則能夠有效避免火災(zāi)事故的發(fā)生，保障煤炭開(kāi)采工作的安全。鑒于此，本文便對(duì)煤炭開(kāi)采中火燒區(qū)磁異?，F(xiàn)象的特征及原因進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)物探磁法在煤炭開(kāi)采中火燒區(qū)磁異?，F(xiàn)象的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：煤炭開(kāi)采；火燒區(qū)；磁異常；物探磁法

引言

我國(guó)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(gè)世界上的出產(chǎn)量都名列前茅，煤炭資源對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著十分重要的作用，這也使我國(guó)急需大量的煤炭資源來(lái)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，煤炭資源的開(kāi)采規(guī)模也在近年里不斷擴(kuò)大。對(duì)于煤田來(lái)說(shuō)，其火災(zāi)隱患是不容忽視的，如果火災(zāi)發(fā)生，不僅會(huì)給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至還會(huì)嚴(yán)重威脅到開(kāi)采人員的人身安全，因此，在煤炭開(kāi)采工作中對(duì)火燒區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格的防治是非常必要的。目前，對(duì)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(jiǎn)單，而且勘測(cè)結(jié)果直觀，這也使其成為煤炭開(kāi)采中火燒區(qū)勘測(cè)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(duì)物探磁法在煤炭開(kāi)采中的具體應(yīng)用進(jìn)行深入的分析。

一、煤炭開(kāi)采中火燒區(qū)磁異?，F(xiàn)象的機(jī)理及原因

煤炭資源是我國(guó)重要的自然資源之一，其在全世界經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)年累月的生物、化學(xué)、物理作用而形成的有機(jī)礦產(chǎn)，由于煤炭在地層中會(huì)受到地質(zhì)條件的影響，這也使煤炭分布區(qū)域中往往會(huì)產(chǎn)生一定程度的磁異?，F(xiàn)象，一般而言，在煤層中通常會(huì)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(chǔ)存時(shí)會(huì)因儲(chǔ)層溫壓場(chǎng)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(huì)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(jìn)而使磁性得到明顯增強(qiáng)。當(dāng)儲(chǔ)層溫壓場(chǎng)中的溫度降低時(shí)，這些磁性物質(zhì)便會(huì)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(cè)中，則可通過(guò)儀器來(lái)得到火燒區(qū)中的磁曲線，并根據(jù)磁曲線來(lái)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(cè)結(jié)果來(lái)采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)火燒區(qū)中的磁曲線為平滑狀態(tài)時(shí)，則可判定為磁異常現(xiàn)象。不過(guò)，在對(duì)火燒區(qū)中的磁異?，F(xiàn)象進(jìn)行實(shí)際測(cè)量時(shí)，其磁曲線往往是以鋸齒狀進(jìn)行波動(dòng)的，而這種波動(dòng)現(xiàn)象也可被看作磁異?，F(xiàn)象?；馃齾^(qū)出現(xiàn)磁異?，F(xiàn)象的原因共有三個(gè)：其一，巖石在燃燒冷卻后會(huì)發(fā)生塌陷，進(jìn)而使地層磁場(chǎng)在巖石塌陷的影響下產(chǎn)生磁異?，F(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(huì)產(chǎn)生不均勻性的磁性分布現(xiàn)象；其三，當(dāng)煤層為水平方向分布時(shí)，會(huì)使是裂縫的發(fā)育越來(lái)越不均勻，進(jìn)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(duì)煤炭開(kāi)采中火燒區(qū)磁異?，F(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(lái)對(duì)火燒區(qū)進(jìn)行確定的。

（一）磁異常特征點(diǎn)的剖析

在深部找礦工作中，磁性覆蓋層是一種常見(jiàn)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(lái)分類，可將其分成隨機(jī)干擾與規(guī)則干擾，當(dāng)磁性物質(zhì)在覆蓋層中分布較為均勻時(shí)，或是磁性物質(zhì)的埋深一定時(shí)，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(jī)干擾。在燒火區(qū)勘測(cè)時(shí)，往往需要將異常的磁性干擾進(jìn)行剔除，然后對(duì)磁測(cè)曲線進(jìn)行歸納，并按照相應(yīng)的分類來(lái)對(duì)磁異?，F(xiàn)象進(jìn)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(jī)、地表燒變巖碎塊及民房等，在對(duì)地表磁異常現(xiàn)象進(jìn)行物探磁法應(yīng)用時(shí)，所測(cè)出的實(shí)際磁性曲線往往呈現(xiàn)出單點(diǎn)高頻或尖鋒異常，對(duì)于磁異?，F(xiàn)象來(lái)說(shuō)，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(diǎn)，并將鉆孔巖心、地面調(diào)查報(bào)告等資料進(jìn)行綜合對(duì)比，即可得出磁異常特征點(diǎn)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?，F(xiàn)象與波動(dòng)幅度較小的磁異常現(xiàn)象來(lái)推測(cè)出磁異?，F(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(kāi)采工作中，可由計(jì)算機(jī)來(lái)存儲(chǔ)磁異?，F(xiàn)象的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)處理程序來(lái)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(lái)處理磁異常現(xiàn)象的相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)確保當(dāng)天的資料應(yīng)當(dāng)天進(jìn)行處理與計(jì)算，并記錄吟T曲線，同時(shí)還要對(duì)數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)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(duì)物探磁法在煤炭開(kāi)采工作中火燒區(qū)的勘測(cè)應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，在應(yīng)用物探磁法時(shí)，首先要確定勘測(cè)比例，并對(duì)勘測(cè)區(qū)域中的地形資料進(jìn)行收集，了解勘測(cè)區(qū)域的地質(zhì)情況與工作精度，并計(jì)算測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，然后設(shè)計(jì)勘測(cè)網(wǎng)，掌握勘測(cè)區(qū)域中的地形地貌、人文特征、氣候類型及交通情況，同時(shí)制定一個(gè)統(tǒng)一的實(shí)施計(jì)劃。在物探磁法應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)滿足以下應(yīng)用要求：其一，勘測(cè)人員應(yīng)對(duì)測(cè)繪區(qū)域中的磁場(chǎng)特征有所了解，如地球總磁場(chǎng)、磁傾角等參數(shù)，可通過(guò)多分量磁力儀或計(jì)算軟件來(lái)對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行測(cè)定；其二，勘測(cè)人員應(yīng)對(duì)測(cè)繪區(qū)域中的人文分布情況有所了解，明確測(cè)區(qū)中的經(jīng)濟(jì)建設(shè)狀況與干擾源分布，然后依據(jù)干擾物的自身特點(diǎn)來(lái)采取相應(yīng)的消除措施；其三，勘測(cè)人員還要對(duì)測(cè)區(qū)中的日變站布署進(jìn)行系統(tǒng)化的了解，并做好測(cè)點(diǎn)觀測(cè)與數(shù)據(jù)資料的歸檔等工作。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，物探磁法是確定火燒區(qū)的重要勘測(cè)手段，將物探磁法應(yīng)用于煤炭開(kāi)采火燒區(qū)的測(cè)繪工作中是具有重要意義的。在火燒區(qū)勘測(cè)中不僅要結(jié)合火燒區(qū)磁異?，F(xiàn)象的表現(xiàn)特點(diǎn)，還要根據(jù)測(cè)繪區(qū)域的實(shí)際情況，來(lái)對(duì)物探磁法進(jìn)行因地制宜的應(yīng)用。只有這樣才能準(zhǔn)確測(cè)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(jiǎn)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(duì)，從事礦產(chǎn)物探方面的工作。