乡宁井坝湾火区、采空区探测方案

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1、乡宁井坝湾火区、采空区探测方案山西省第五地质工程勘察院二O一一年九月一、目的任务乡宁县井坝湾煤矿，数年前煤层就曾发生火灾，经现场了解，该地区私开矿井口较多，采空巷道复杂，互相连通，使得地下煤层着火范围很难确定。该煤层火灾威胁着与之相邻的毛则渠煤矿的安全生产。煤层燃烧既污染环境又浪费资源。因此，当地政府拟对该火区进行治理。火区治理需要开展地下煤层灭火工程。火区探测是灭火工程的前期工作，其目的是查明火区范围、采空区范围，为灭火工程设计提供依据。本次火区探测主要任务是：1.用放射性测氡法圈出火区氡浓度等值线图，确定火区范围；2.用瞬变

2、电磁和放射性测氡法探测采空区范围。二、火区着火范围勘查工作量布置1、探测方法采用放射性测氡法进行火区勘查。2、测网在前述火区范围内，首先按40×20m进行放射性测氡扫面，初步确定着火范围，在此基础上按20×10m进行加密探测，确定着火的准确范围。3、采用仪器放射性测氡采用成都理工大学研制生产的CD—1α杯探测仪。4、各项工作方法及其技术要求⑴、测网布设采用全站仪进行测网布设，要求点位误差不超过±1m，在每条测线的端点打木桩编号，每个测点拴红布条或红油漆在实地编号。测点编号为线号加点号，如0921为第9线第21号点。⑵、在每个测点

3、挖一深0.5米的探坑，将探杯放入孔底埋好，4小时后进行数据观测，读取三分钟的氡浓度脉冲数值。5、火区圈定通过放射性测氡法测出各测点的每分钟氡浓度脉冲数值，然后绘出氡浓度等值线图。依据放射性测氡等值线图，在异常区，进行钻探验证，根据钻探取芯验证，圈定着火范围和高氡异常范围。6、设计各项工作量⑴、放射性测氡法面积100x100m2。⑵、放射性测氡加密探测面积约取扫面面积的五分之一，进行加密探测。⑶、全站仪布设测网现场采用全站仪布设测点。⑷、由于工程时间紧，任务急，边验证变注浆灭火。四、采空区范围勘查工作量布置1、勘查工作技术依据⑴、

4、《视电阻率剖面法技术规程》（DZ/T0073-1993）⑵、《地面瞬变电磁法技术规程》(DZ/T0073-93)；⑶、《城市勘察物探规范》（CJJ7-85）⑷、《水利水电工程物探规程》（SL326-2005）⑸、《煤矿地质测量图例》中华人民共和国能源部能源煤总[1989]第26号⑹《煤矿测量规程》⑺《岩土工程勘察规范》GB50021-2001⑻《工程测量规范》GB50026-932、总体工作勘查本着由已知到未知，由表到里，由简单到复杂，分阶段分步骤逐步完善的原则，从收集资料、调查研究、实地踏勘着手，初步形成对勘查区的总体评价。在

5、区内已知采空区，布置物探试验剖面，优化物探工作模式；用瞬变电磁确定异常区段；进而在异常区投入放射性测氡法进行加密，对异常性质加以综合判别。3、勘查工作方法及原理⑴、工作方法根据勘查工作目的与任务，设计投入测量、地质工作外，主要以物探勘查为主。⑵、物探工作原理①、瞬变电磁勘探根据工作目的与任务，本次施工选用瞬变电磁法进行勘查。瞬变电磁法(TEM)是近几年发展起来的一种新方法、新技术，其工作方法是利用不接地回线向地下发送脉冲式一次电磁场，用线圈观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布，二次场的大小与地质体的电

6、性有关，低阻地质体感应二次场衰减速度较慢，二次场电压较大；高阻地质体感应二次场衰减速度较快，二次场电压较小。根据二次场衰减曲线的特征，就可以判断地下地质体的电性、性质、规模和产状等，从而解决采空区等地质问题。②、放射性测氡法自然界存在三大天然放射性系列，即：铀系（238U）、钍系（232Th）和锕铀系（235U）。这些元素的半衰期均很长（7.04×108～1.41010年），所以它们均赋存在目前的岩石中。放射性核素放出射线，同时变成另一种核素的现象叫做衰变，原来的核素称为母体，新产生的核素称为子体，子体核素还会衰变，一直持续到衰

7、变的产物不再具有放射性为止。氡既是铀系的子体，又是唯一呈气态的惰性气体，也是人们感兴趣的子体，因为它可以由地下深部迁移至地表，并可显示出地层深部各种变化的信息。氡（222Rn）具有以下特性：a.氡是一种无色、无味、无嗅的放射性惰性气体，其密度为9.73克/升，是目前已知的最重的气体。当温度为－65℃时，由气体变为液体；在－71℃时，又由液体变为固体。b.氡是一种惰性气体，一般不参加化学反应，能溶于水、油等液体中，在液体中的溶解度随液体温度的升高而下降。c.氡能被固体物质所吸附。所有固体物质都不同程度地吸附氡，其吸附能力随温度的增

8、加而减弱。活性炭测氡仪是通过探测土壤中氡子体的γ射线的强弱，来了解氡的存在情况。当γ射线射入探测器中的NaI(TI)闪烁体，使其产生光信号，通过光电倍增管变成微弱电信号，经前置放大器、主放大器和脉冲整形电路，形成单片计算机可接受的脉冲。在单位时间内，辐射射线强时