谈论煤田火烧区物探勘探方法.doc

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1、谈论煤田火烧区物探勘探方法近年来，伊宁英也尔乡火龙洞煤矿区，已发现有多处煤田自燃区，为了利用这一地热资源；本文主要利用物探磁测和TEM测深勘探方法查证煤层自燃区的分布地段。1煤矿区的地质物探特征1．1矿区位置工作区位于伊宁市西北19km、218国道北侧、铁厂沟西侧的白云山上，属伊宁市管辖。英也尔乡火龙洞位于预选区的东部偏北部位，其直角坐标为X=4879266，Y=14515609，地理坐标为东经81。1141．2”，北纬44。0255．7”。区内有简易公路通往各乡镇，交通便利。1．2矿区地质特征1．2．1地层工作区内出露地层以下侏罗统(J)地层为主，包括下侏罗统八道

2、。湾组(Jb)和下侏罗统三工河组(Js)，南侧局部存在中侏罗统西山窑组(J2X)，而第四系全新统一上更新统(Q冲洪积砂、风成黄土，与下部侏罗系(J)地层呈不整合接触，覆盖面约占全区面积的2／3。工作区位于苏勒马提河背斜构造及铁厂沟向斜构造之间，各地层相对较稳定，产状缓慨倾向南南西，倾角一般为25o～30~。该地层均为含煤层，厚约740～820m共含10层煤，包含下侏罗统八道湾组(JiDB1、B2、B3、B4、Bs和B6煤层、下侏罗统三工河组(JLs)B7煤层及下侏罗统西山窑组O2x)c1、c2和c3煤层。1．2．2构造工作区位于铁厂沟向斜构造北翼单斜地层区，构造简单

3、，仅在北东侧边缘存在规模很小的西山背斜构造，中部存在一北东向张性断裂。1．3地热资源概况1．3．15-作区地热资源的形式和主要特征4学海无涯铁厂沟一界梁子一带热汽资源由煤层在地下自燃形成。英也尔乡火龙洞附近有11处煤层火烧区，形成了相应的热气泉口，温度大都在100c(=以上。初步调查显示，这些煤层的火烧区大多与21～23号煤有关，分布在铁厂沟向斜北翼的单斜地层中，有一部分已经达到西山背斜的轴部，甚至延续至西山背斜的北翼。在其中一个岩洞中，热汽温度应该在200℃以上，将一只小纸团扔进洞里’／J、纸团就会燃烧起来，见图1。煤田勘查资料显示，分布在浅表的B7号煤层为勘查区

4、内主要的自燃煤层，地表所见到的火烧层，大多以烧变岩的形式存在。图1中岩洞周围的岩性即是这种烧变岩。1．3．2煤层的自燃趋势在煤田勘查中，对煤在氧化一还原条件下的燃点做了专门测试，最终计算出不同煤层自燃趋势评价参数△值。已有资料表明，英也尔乡地区B组煤层△Tc值在31．0～53．0℃之间，均属于自燃倾向较高的煤层，在高压、氧化条件下，它们极易自燃。从这个角度讲，煤层的自燃趋势可能成为该区“地热资源”的源源不断的补给源。但是从另一个角度讲，“煤层自燃”却是煤田资源的破坏因素。1．4煤矿区岩矿石的物性特征现场踏勘结果显示，分布在踏勘剖面300号点的48号火烧区有明显的地球

5、物理异常显示，局部磁力高值异常和相对低值的电阻率异常，见图2。火龙洞附近区域在冬季从来没有积雪的情况，这一现象表明这里的地温也相对较高。在英也尔乡火龙洞地区，煤层在燃烧中产生的高温导致菱铁矿烧变为赤铁矿和少量的磁铁矿，在地面形成明显的地温异常和磁力异常。火烧区的磁力异常表现为局部的、范围不规则的高值和低值异常，有时以低值异常为主。这些不规则的异常叠加在较大范围高磁异常背景之上。对工作初期的踏勘剖面利用切线法作反演计算，火烧区地质体埋藏深度在28m左右；在TEM电磁测深剖面的Ps拟断面中，13号煤层(相当于B2煤层的分布空间)视电阻率出现幅值在一20％左右的低值异常，

6、其埋藏深度为30m左右。根据实测数据显示，煤层烧变后其密度由原来的2550km／m降低至2200～2300km／m，咆括泥岩在内)。当烧变岩烧变岩向下蔓延的深度达到60～100m时，就可以在地面产生(0．5～1．o)×10m／s的重力异常。综上所述，煤层火烧区在地表可以产生明显的地球物理异常，这一命题在我们的踏勘资料中已经得到证实(图3)。在2005年的勘查中，我们进一步测定了该区岩矿石的物性数据，对该区岩矿石的物性特征有了进一步的了解，见表1。1．5煤矿区岩矿石的物性特征4学海无涯根据区域水文地质调查的煤田地质勘查所获资料，该区地下含水层不发育，多以裂隙水的形式存

7、在。由于上游地下水的径流补给条件很差，工作区内稳定地下水位埋藏深度在100m以上。正是这个原因，本区热气泉表现为干热气体为主的特征。2物探勘探方法2．1磁法勘探方法采用美国GeoMetric公司生产的G一856型质子磁力仪，预查区按250m×50m的网度进行面积性测量，勘查区按50mX20m的网度进行面积性测量，测量灵敏度0．1nT，观测总精度-I-3nT。为了保证总的观测精度，选择一致性较好的仪器3台，建立固定基点，进行日变、仪器零点和磁场水平的单项改正计算，按要求进行质量检查。野外作业按《地面高精度磁测技术规程>(ozrroo71—93)执行。2．2TEM测