[发明专利]一种探测煤田火区分布范围的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种探测煤田火区分布范围的方法，尤其适用于煤田火灾分布范围和发展程度的探测。

背景技术

在我国新疆、内蒙古、山西、宁夏、甘肃、青海等省（自治区）存在大量的煤田火区。大量煤田火灾的存在不仅直接烧毁不可再生的煤炭资源，还间接造成数十倍的呆滞资源不能开采，并直接威胁煤矿的安全生产和当地的生态环境与地下水资源。据不完全统计，我国每年因煤火烧损煤量达1000万t，经济损失超过200亿。为实现煤火的高效治理，减少资源的损失和对环境的污染，对火区的有效探测是关键。

国内外用于煤田火区探测的方法主要有钻孔测温法、磁法、测氡法和遥感法等。钻孔测温法通过在火区施工钻孔后，采用热电偶、红外测温仪等测温仪器测试钻孔内温度，根据钻孔温度的高低来判别火区的分布与发展程度；该方法是一种最直接的方法，但由于煤岩的导热性较差，为实现火区的较准确探测，需在整个探测区密集施工钻孔（一般孔距小于10m），其工作量大，成本高；磁法通过探测火区烧变岩生成的热剩磁来圈定火区边界，但烧变岩一般只有在温度高于400℃后才能产生显著热剩磁，对于400℃以下的区域由于其生成的热剩磁较低，导致探测精度较差；因此，该方法无法满足400℃以下区域的探测要求。测氡法通过对探测区氡元素的探测判别煤田火区的分布情况，认为氡元素的浓度越大火区发展程度越严重，但是在实际探测过程中氡元素的多少受探测区地层厚度、含水量、裂隙发育程度等的影响较大，导致该方法探测精度较低；遥感法适用于地表有温度明显异常的火区探测，不适用于地表温度显现不明显的火区探测。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种操作简便、使用成本低、测试精度高的煤田火区探测方法。

技术方案：本发明探测煤田火区分布范围的方法，在探测区采用地质雷达或瞬变电磁仪对探测区的煤岩松散区进行圈定，在圈定的煤岩松散区内间隔施工测气钻孔，对钻孔内的气样采集分析，根据气样中CO、C₂H₂和C₂H₄的成分及浓度判别探测区煤田火区的分布范围与发展程度，具体步骤包括：

a. 对于煤层埋深≤30m的煤田火探测区采用地质雷达测试电磁波在探测区煤岩体中的振幅变化，根据地质雷达电磁波在煤岩松散区因振幅差异引起电磁波紊乱的特征，圈定探测区煤岩松散区的分布范围；

对于埋深＞30m的煤田火探测区采用瞬变电磁仪测试探测区煤岩体产生的二次感生电磁场变化，根据瞬变电磁仪测试的二次感生电磁场在煤岩松散区强度较低的特征，圈定探测区煤岩松散区的分布范围； 

b.在圈定的煤岩松散区内间隔施工测气钻孔，采用气袋对钻孔内的气体采样，分析钻孔内气体的CO、C₂H₂和C₂H₄成分及浓度；

c.根据气体分析结果制作出CO、C₂H₂和C₂H₄浓度的等值线图，根据CO、C₂H₂和C₂H₄浓度大小判断火区范围和发展程度，CO浓度小的区域为火区的边缘，CO、C₂H₂和C₂H₄浓度大的区域为火区发展严重的区域。

所述在煤岩松散区内间隔施工的测气钻孔的孔间距为10 m~30 m。