煤炭火烧区地质勘探中物探磁法的应用

王超

摘 要：随着我国经济的快速发展，煤炭开采技术得到了很大进步。在煤炭开采中火烧区会有磁异常的现象，这种现象有其自身的特定和性质，物探磁法在该区域的应用具有十分重要的作用。通过大量的实践表明，采用物探磁法能够为确定火烧区域的范围提供依据，而且确定效果非常好。

关键词：煤田自燃；磁法勘探；火烧区；烧变岩

引言

我国煤炭产出量在世界总产出量中有很大比重，煤矿分布的范围也比较大。无论是大煤田还是小煤田都会存在着火灾隐患，一旦出现火灾不仅给煤炭企业造成损失，也会给人员的生命造成威胁，所以在煤炭安全生产中火烧区治理是十分重要的工作，这也是当前煤炭地质勘探中的一项主要任务。准确勘测出火区能够为后面的火灾防治工作提供依据。在众多的勘探方法中，物探磁法具有方便、操作简单、结果直观的特点，受到人们的关注。

如果煤层长期暴露在干燥的环境中就可能发生自燃现象，这给社会经济的发展造成很大损失，同时煤在燃烧的过程中还会产生危害环境的物质。特别是对我国来说，煤炭更是资源战略中的主要部分。所以我们应该找到合适的方法来解决煤炭自燃问题。

上面提到了预防煤层自燃问题的重要性，所以在煤田地质勘探的过程中应该查明开采区域中可能存在的煤层火烧区，也就是说煤矿开采区域的生产安全设计方面以及矿井边界的划分都和煤炭火燒区有直接的关系。当前我国在勘探火烧区的技术上得到了很大的进步，产生了很多有效的探测方法。在使用这些方法的过程中通过调查相关的地质资料以及钻孔情况都能够大致的判断出火烧区的范围，这就为后面的安全设计以及预防措施的建立提供了重要依据。世界范围内的学者都对煤炭自燃区域的确定做了相关研究，特别是最近几年煤矿火灾的频发，使得我们必须找到一种科学有效的方式来进行勘探。下面我们就谈谈当前最为常用的物探磁法，了解该方法在确定火烧区的重要作用。

1 煤田火烧区磁异常形成特征及实质

煤炭主要是在沉积岩中形成，一般受到地质条件的影响会存在着一些微弱的磁异常特征。通常来说，在煤层的中上层都会含有大量的铁元素，这也就是物探磁法使用的关键部分。当煤层内部发生燃烧现象时，高温就会使这些铁元素发生化学反应产生含有磁的物质，而且随着这些物质的增加磁性就会越强。在温度慢慢降低，这些磁性物质就会沉积下来，这种磁强化程度会比没燃烧前高出好几十倍，也就是说存在着很大的磁性差异。通过物探磁法之后会形成一个磁曲线，在这个曲线中会展示出磁性的差异，操作人员就能够根据磁异常现象诊断出当前煤矿区域内的火烧区，并制定出最佳的预防措施。

一般来说，理论上当火烧区出现光滑的现象，那么就可以断定这是一种磁异常的状态，不过在具体测量实践中火烧区的磁异常会呈现出锯齿状的波动。在一些专家学者的研究成果中表明，造成火烧区出现磁异常现象的因素表现为以下三个方面。第一，燃烧岩石冷却下来的过程中发生了比较复杂的变化，外界磁场受到燃烧的这些岩石塌陷的影响，使得火烧区呈现出波状的磁异常现象。第二，在煤层底层中存在着分布不均匀的特元素从，在同样的温度烘烤变质的过程中容易出现不均匀磁性分布现象。第三，水平方向上煤层通常情况下会出现不均匀裂缝发育过程，在封闭的环境影响下，使得煤层自燃程度不一样，进而造成不均匀磁异常现象的发生。

2 磁法勘探方法确定煤田火烧区域

在当前的地球地质勘探中物探磁法是最为常用的方法。由于自然界中存在的磁场是不同的，而不同的物质也存在着不同的磁场，当磁异常现象出现时，也会使得整个地球磁场发生变化。这种方法就是根据找到地质构造中磁性的变化来确定火烧区域。

2.1 资料解释

磁性覆盖层的干扰。磁性覆盖层相对于深部找矿来说，属于干扰源的一种，一般是指黄土、红土、磁性表土、磁性砾石、安山岩、流纹岩、玄武岩等表层磁性物质。这些复杂干扰物的磁性特征，总体来说分为两类：即规则干扰和随机干扰。前者要指磁性物分布均匀或具有一定埋深，后主的磁性物主要指表层分布杂乱无章。

剔除异常干扰，进行归纳磁测曲线，再进行分类解释有用磁异常。地表磁干扰主要为钻机、高压电线、民房、矿区以及地表烧变岩碎块等，对应实测曲线上表现为很窄的尖峰或单点高频异常，磁异常易区分，与煤层自燃区。以解释工作在分析剖面异常特征点为基础，进行综合对比分析地面调查、钻孔岩心等资料，进行类比平面曲线，从已知到未知，反复研究煤层自燃边界与异常特征点的相应的关系。对异常段出现幅值较小和不规则异常的现象，进行推断异常分布平面规律。

2.2 数据处理

当天结束野外工作后，计算机记录当天仪器测定的总磁场强度数据，用磁法数据处理程序软件将采集的数据进行各项改正，包括高程改正、正常场改正、日变改正，吟T值计算后得到。每天资料当天处理、当天计算，相应吟T曲线作出记录，算准单项到0.1nT级别，复算达到100%的要求，使野外采集资料的精准性得以保证。

2.3 地面高精度磁测项目野外生产的几点技术要求

下面按工作顺序就野外生产中的各个主要环节进行简单的介绍：当前项目的工作比例尺多了解，收集地形资料、测区地质，工作精度，测点坐标计算、测网设计，了解测区交通、地形、气候、人文等情况，统一制定算野外生产费用和野外生产计划预。应先派人将驻扎地在进入工区之前落实好。

了解测区地球磁场特征，包括磁倾角、磁偏角、地球总磁场。以往可直接从地球磁场分布图查获这些参数，现在有专业的计算软件，可以利用多分量磁力仪测定（如FVM400磁通门磁力仪），也可以直接利用软件计算。这些参数是资料解释的重要依据，必须尽量掌握准确。必须了解测区内可能存在异常的地段。

了解测区人文分布情况、主要干扰源、经济建设情况，根据测区干扰物的特点制定消除干扰物影响的方法和分布情况。校验仪器性能：磁力仪的性能一般包括仪器噪声、一致性、零飘等方面。具体操作方法将单独介绍。

还有系统了解测区地磁日变场、日变站设置；基点（日变站）、测点观测；资料归档及部分日常工作；地层岩石标本采集及磁参数测定；质量检测。

3 结束语

综上所述，文章主要对当前煤炭火烧区的情况进行了分析，并提出了物探磁法在勘探火烧区中的重要作用，我们应该加强对这种方法的深入研究，使其更好地被我所使用。不过在使用这种方法的时候，还应该根据实际探测的需要，并结合钻孔的验证情况以及相关的地质调查来进行。这种方法特别适合在资金缺少、灭火难度高的情况下使用，通过加强对物探磁法的研究，也说明了对煤炭火烧区域的勘探更加重视。当前火烧区域的勘测方法还有很多，我们应该根据自己的实际需要进行选择，并加强对其他勘测技术的研究，找到最为科学的勘察手段，提高应用的效果，并做好相应的实践记录工作，配合好钻探的勘察验证。

参考文献

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