氡气测量确定地下煤层自燃火区分布

作者&投稿:须肤 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 地下煤层自燃对资源和环境造成严重破坏,对煤矿安全生产构成重大威胁。我国约60%的煤矿存在自燃发火问题。据资料统计,自燃已导致超过42亿吨的优质煤损失,且每年损失量仍在2000万至3000万吨增长。煤层自燃不仅破坏土地资源,还导致大气污染和生态环境恶化。要有效治理地下煤层自燃火灾,关键在于准确探测火区分布。遥感技术适用于大范围火区监测,而磁法、电法因干扰过多而不实用。地温测量和敏感气体探测,如CO2、SO2、CmHn以及氡气测量,是较为有效的方法,其中氡气测量被认为最为方便且有效。太原理工大学经验表明,地面氡气测量可准确确定地下煤层自燃火源位置和分布范围,定位精度达90%,圈定范围准确性达85%。探测深度可达500米甚至1000米。
氡气测量圈定地下煤层自燃火区的主要依据是火区增温导致大地氡析出率增大,形成氡气异常。首先,地下煤层自燃使得煤层和上覆岩层温度升高,破坏矿物结晶格架,增加分子动能,导致大量束缚氡释放,岩层自由氡浓度上升。许多学者研究表明,岩石(矿石)加热增温时,氡析出率总体上随温度升高而增大。赵耀江等在2002年进行的增温测氡试验支持了这一发现。试验结果显示,煤矸石和黄土的氡浓度随着温度的升高而增加,而煤的氡析出在80℃以下几乎无变化,80~120℃时迅速增加,150℃以上则基本保持不变。
其次,燃烧导致上覆岩层中孔隙水大量蒸发,增强孔隙连通性,并引发岩层结构变化,产生裂隙和节理,为氡及其他气体和固体微粒迁移提供通道。此外,地下煤层自燃增大了地面与煤层之间的温度和压力梯度,超过地壳正常温度梯度,成为氡和其他物质微粒垂直迁移的动力,进而导致氡析出率的区域性增大。
再者,煤在形成过程中吸附的铀元素较多,因此煤中氡含量较丰富。这些因素使得地下煤层自燃可能引起地面氡浓度异常分布,与火区相对应。例如,山西石圪节煤矿霍家沟火区,通过地面测温和α杯测氡方法准确圈定火区,并进行打孔注浆处理,成功扑灭地下火区,确保了煤矿安全生产。


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你好,请问煤层气的评价方法是什么?
首先是在勘探阶段的评价。1.通过取芯对煤层进行一些含气量的评价分析。2测井分析主要是储集层的一些物性分析。3.试井获取一些试井渗透率和地应力参数。煤层气可开发性的关键因素1.煤层的空间展布 2.含气量 3构造背景 4地下水动力条件。

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