国内外物探研究现状
(一)物探探测研究现状
自20世纪60年代开始,我国科学家积极探索应用地面物探方法探测地下煤火技术,并取得较好效果。
在磁法探测方面,1964年张秀山在新疆、宁夏等地使用ΔZ异常圈定着火区范围和采用定期观测同一条剖面磁异常特征点移动方法监测火区燃烧方向及速度。1996年,万兆昌、董守华采用二维最优化反演确定地下烧变岩分布,进而圈定火区边界。2001年,宁靖在宁夏利用高精度磁测剖面进行磁场磁导小波函数和磁导成像方法得到地下磁性体分布图像,并与已知火区分布相一致。
在电法探测方面,1964年,张秀山通过样品试验及野外观测发现煤层高温燃烧区有明显的自然电位负异常。
在放射性探测方面,主要采用测氡法。测氡法是核物探的一种,近年来在煤火探测方面很受欢迎。刘洪福等在20世纪90年代中期研究了测氡法探测煤层自燃火源位置及范围的机理;建立了天然放射性介质测氡试验台;研究了氡析出与温度之间的关系;开发出了CDTH(测氡探火)专用软件;并在山东枣庄矿业集团公司柴里矿等15个矿局推广应用。太原理工大学、原长春科技大学、宁夏煤炭地质勘查院河北邢台矿务局葛泉煤矿、石圪节煤矿等单位对测氡法圈定地下煤层着火范围做了不少研究,并在实际生产中取得了很好的效果。
其他方面有效的方法有测温法,包括米测温和红外测温。测温法的主要优点是直观、易测。温度是火灾的敏感指标,它是着火区的直接反映,是一种较为有效的着火区测量方法。
荷兰有关部分(ITC)和我国宁夏有关地质勘查部门合作在宁夏汝箕沟地区使用地面高分辨地电阻率法探测已燃烧区的空洞,取得了一些成果。Fugro公司曾经使用直升机电磁测量法进行过地下煤层自燃探测。德国地质调查局(BGR)从事地球物理勘探的技术人员在欧洲用地面少量物探剖面测量圈定煤层地下燃烧的范围,认为磁法和电法在确定死火区和活火区方面比较有效。
(二)物探探测中存在的主要问题
由于煤田火区地下情况十分复杂,煤层燃烧后塌陷严重,活火区温度往往达到几百度,地面勘探十分危险,大部分活火区无法进行地面物探工作。以往地面物探工作还存在一些问题:①矿区及科研院所基本是各自为战,缺少不同探测方法间横向对比。②国内外还没有在煤火探测方面投入比较多的物探工作量,区域性物探资料缺乏,获得的一些研究结果缺乏验证。