综合物探方法在煤田水害探测中的应用

在特定的自然、地质环境条件下,具有露头的煤层容易自燃形成火烧区,致使下部矿井与上部水利联系密切,增加了矿井生产的安全隐患。赋存在具有特殊结构的煤系地层中的煤层自燃后产生"热剩磁",可通过高精度磁测对火烧区的范围进行圈定,结合瞬变电磁勘探对火烧区的富水性进行评价,以指导矿井安全生产。本文介绍了两种方法的基本原理、数据采集以及资料处理与解释,结合勘探实例,表明高精度磁测和瞬变电磁联合的方法在煤田火烧区有着良好的应用前景。     

航空遥感在内蒙古大岭矿区煤火信息提取中的应用

目的 通过航空高光谱遥感图像处理分析,提出高光谱遥感图像提取矿区煤火信息、准确圈定煤火分布范围的方法.方法 根据野外实测温度特征,分析煤火分布特征及与周围地物的关系,并对高光谱图像进行波段选择,得到最佳波段组合;采用假彩色合成、阈值分析与密度分割等方法提取温度异常区,根据图像像元亮度值相关分析得出回归公式,从而计算图像上所有像元点温度值,绘制火区地表等温线图,准确圈定温度异常.结果 准确圈定了研究区的煤火高温异常区、温度异常区,以及火区的地表的等温线图.经野外验证和遥感图像提取的温度异常对比分析,所圈定的温度异常区均为准确的.结论 利用航空高光谱遥感热红外遥感图像结合区域地质资料分析,在中国北方植被覆盖少的地区进行煤田火区监测是可行的.     

多项式微商法圈定异常

在处理勘查数据过程中,重点是发现和确定数据异常区域,而异常区域的边界应该是变化幅度最大的点构成的边界.利用二元多项式微商法,找到所有峰顶,对异常数据峰顶的陡峭度和峰值幅度两方面进行综合判断,从而圈定异常峰,提取反映特性变化的峰的边缘,从而圈定异常区域.文中对峰值的算法进行了理论推导和分析,并给出了异常圈定的处理步骤.实际处理数据的结果表明,该方法是有效和准确的.利用文中方法圈定出的异常面积比采用标准方差与等值线圈定异常方法小,表征了真正的异常边界.     

基于位场梯度数据的方向总水平导数的均衡边界识别方法

边界识别在位场数据解释中具有重要的作用,目前一些传统的边界识别方法往往存在不能同时描绘不同埋深的地质体的边界信息和因正负异常同时存在而引起额外的错误边界的缺点。针对以上问题,本文利用多分量的位场张量梯度数据,提出基于方向总水平导数的新的均衡边界识别方法。通过理论模型试验,证明新方法相比传统的边界识别方法具有更好的边界识别效果,能在不引入错误边界信息的前提下更加清晰收敛的提取各个地质体的边界信息。     

云南相大铜铅锌多金属矿区高精度磁测异常特征及解释

云南相大铜铅锌多金属矿的赋矿(或伴生)岩石与其周围岩石之间存在着磁性差异,在其上利用高精度磁测方法,能观测到明显的磁异常.通过分析研究区高精度磁测异常特征及地质、地球物理、地球化学特征,解释了磁异常的地质原因,推断矿(化)体的赋存位置和控矿构造的空间特点,指出了寻找铜铅锌多金属矿的靶区.该方法在间接寻找矿产资源方面具有十分重要的作用与广泛的前景.     

查明勘查区火烧区范围

煤田火烧区的存在给勘探、建井、开矿带来危害,本文通过地质填图、物探、钻探等主要方法,查清勘查区火烧区的分布范围,为下一步工作提供技术依据。     

地震曲率技术在地震资料解释中的应用

通过地震曲率属性的分析,寻找适合研究区的地震曲率,研究其解释技术。系统总结了地震曲率技术的解释应用及应注意的问题。针对小断层在常规地震剖面上表现为同相轴的微小变化、扭曲、振幅突然变弱等特征,利用这些微小的变化在地震层曲率属性上表现为线性构造,进行小断层识别,异常的长度和方向分别代表着断层的延展长度和断层的走向。二维曲率属性有比较明确的物理意义,相对一阶导数属性（如微分、倾角、方位角等）,它在构造特征识别上有明显的长处。它们对刻画地质体轮廓、分层结构、断裂系统等非常有效。实例表明,地震曲率属性对断层的轨迹、沉积体边界的刻画清晰、连续,利于解释,减少解释多解性。     

磁法在探测侵入主采煤层岩浆岩边界中的应用

介绍了利用磁法探测侵入煤矿主采煤层岩浆岩边界的原理及工作方法，确立了煤层受岩浆岩侵入变质煤具有较其围岩高的磁异常，并以此为理论依据圈定岩浆岩的边界。经生产验证该理论与客观实际相吻合。     

高精度磁法在西昌某铁矿勘察中的应用

本文利用地面WCZ-1质子磁力仪,对西昌某地区进行了地面高精度磁测,通过室内的数据处理与解释,圈定了异常体范围,分析预测了磁铁矿的找矿范围。     

基于Dirichlet-to-Neumann映射计算旋磁光子晶体的带隙结构

扩展了Dirichlet-to-Neumann(DtN)映射方法,构造出了旋磁光子晶体单元晶格的DtN映射,并利用该映射建立特征值问题来计算二维旋磁光子晶体的带隙结构.该方法只需要在边界上进行离散,从而得到的特征值问题矩阵较小,并且该特征值问题以频率ω为给定的参数,以波数β的函数为特征值,所以无论对于色散介质还是非色散介质,它都是线性特征值问题.最后,分别以正方形、三角形以及蜂巢状周期排列的旋磁光子晶体为例验证了该数值方法的有效性.     

煤火区多层梯度烧变岩磁异常正演研究

针对煤田火灾发展过程中地磁异常变化特性进行研究。根据自燃煤层过火顶板内传热特性建立了多层梯度烧变地质模型,结合烧变围岩热磁性质建立了煤火二维非均质地层磁异常正演模型。模拟了不同条件下煤火地层局部磁异常剖面,分析了顶板岩性、烧变热特性及燃烧煤层深度对地磁异常的影响。比较结果表明:不同岩性烧变地层的磁异常差异显著,磁异常强度随自燃中心温度升高非线性增加,而深部煤层燃烧产生磁异常强度远小于浅部煤火。     

煤田火区烧变岩成岩机理与利用

烧变岩是一种在以煤田火区为主要环境背景的复杂条件下,受燃烧变质作用和气液变质作用等影响产生的变质岩类。目前研究多聚焦于死火区岩层的岩石性质及水文地质意义,而缺乏对活火区烧变岩利用体系的研究。为了促进对烧变岩的研究,以砂岩为例分析了烧变岩的矿物成分与呈色,总结了以烧变岩为媒介探测火区的方法及其局限性,最后讨论了烧变岩层的热能回收及资源化利用。结果表明:在活火区新生的烧变岩其矿物成分随温度变化明显,而颜色随温度上升主要由铁、锰氧化物控制;根据矿物特性及热特征,烧变岩可以作为对煤火的探测依据,但探测方法均存在缺陷;热特征也体现了烧变岩蕴含一定体量的热能,可进行回收利用,而冷却后的烧变岩也具有丰富的用途。     

中国含煤区地质背景与构造变形特征

在大量的煤田地质调查与专题研究基础上,结合区域地质背景分析,对中国5个含煤区聚煤过程的构造控制机理,构造变形特征进行了深入研究.结果表明,中国含煤区分布与中国大陆岩石圈基本格架相似,复杂而有序(规律性)的煤系构造变形受聚煤盆地基底属性、盆缘活动带构造演化历程控制.中国大陆中、新生代不同地球动力学体系的差异性演化是划分煤盆地东西向构造变形区的基础,印支期以前挤压构造作用形成了含煤区南北向构造变形分区,板块或陆块不同构造部位的变形差异形成了相应的变形环带.中国含煤区有3个变形区、7个变形分区、3个分区小区,以及若干个变形环带.     

The use of fire at Zhoukoudian： evidence from magneticsusceptibility and color measurements

In order to provide direct evidence for the use of fire by humans at Locality 1,Zhoukoudian,we examine the burnt and unburnt sediments of newly excavated area in Layer 4 by detailed measurements of magnetic susceptibility,color,and diffuse reflectance spectrum.Results show that the magnetic susceptibility and redness of the burnt sediments are remarkably higher than those of other areas on the same level:up to*22 times for magnetic susceptibility and*3 times for redness of those of the adjacent unburnt sediments.Fine-grained(superparamagnetic/stable single-domain)magnetite and hematite grains make dominant contributions to the distinctly high values of magnetic susceptibility and redness in the burnt sediments.Diffuse reflectance spectroscopy results show that the burnt sediments contain more hematite than those of other areas and localities 2 and 3.High-temperature magnetic susceptibility measurements demonstrate that the burnt sediments have been heated above 700°C.Those changes in low-frequency magnetic susceptibility and redness are impossibly resulted from natural fires,thus most likely signaling the human activities of controlled use of fire.However,further work is needed to confirm whether or not these heat-affected sediments were produced in situ.     

河北南部煤层构造变薄带特征及成因

通过对河北南部已采掘揭露的煤层构造变薄带特征的研究,论述了由于煤层系地地层的层状岩石组合及其力学性质的差异,构造变动时引起层间挤压,在断层附近出现煤层变薄与增厚带。煤田构造主要受北北东向构造所控制,其煤层构造变薄带也主要呈北北东向伸展。     

煤田火区发展演化的多场耦合作用过程

 针对煤田火区发展演化多场耦合作用过程,分析了热-流-固耦合机理及不同时期煤体燃烧状态及产物。揭示了煤田火区发展演化是由煤氧复合化学反应而放热升温,产生热应力及烧空区致使上覆岩层失稳塌陷,形成煤岩体裂隙网络产生裂隙场,从而为氧气及燃烧产物对流循环提供通道,进一步促使火区向深部扩展延伸的灾变机理。因此,煤田火区温度场、裂隙应力场、渗流场及化学场之间的耦合作用是加速煤体燃烧的非线性动力循环过程。     

基于瞬变电磁法的整合矿井火区分布探测方法

 针对资源整合矿井火区探测中普通探测技术耗时长、工程量大,且难以直接定位火区范围等问题,研究了基于瞬变电磁法的火区分布探测方法。以北祖矿为例,在井下全空间条件下,结合地质资料和现场地质情况,采用瞬变电磁仪对北祖矿9209 风巷上覆煤层进行超前探测和剖面探测,反演计算形成超前、剖面视电阻率图,根据巷道上覆煤层在视电阻率图中的响应特征,通过定性分析确定巷道上覆煤层的自然发火区域。结果表明,基于瞬变电磁法的整合矿井火区分布探测方法能够准确定位火区分布范围,可为打钻探测及灌浆堵漏等矿井防灭火工程提供科学依据,明显提高工程效率及效果。     

加拿大林火天气指标系统在通化市的应用

针对通化市林火特点,引入加拿大林火天气指标系统,利用通化市1996—2010年气象资料和森林火灾数据,研究林火天气指标与林火的相关性,并划分森林火险等级.结果表明:除了干旱码(DC)外,林火次数与其他林火天气指标极显著相关;受害森林面积、火场总面积与林火天气指数(FWI)、初始蔓延指标(ISI)极显著相关,与细小可燃物湿度码(FFMC)虽然没有达到极显著相关,但显著度与0.01水平很接近,因此可以证明加拿大林火天气指标系统适合通化市进行林火天气预报.按照极端火险天气小于3%的原则和几何方法划分了森林火险级别.4级火险天气下林火频率、火场面积比例、受害森林面积比例最大,森林火灾发生近似于正态分布,因此此种等级划分方法比较适合通化市,但需要更多的森林火灾资料加以验证.     

基于图像纹理分析的海域磁异常分区

将图像纹理分析技术应用于海洋磁异常资料的分区,采用Gabor滤波器和灰度共生矩阵相结合的图像纹理分析方法,提取海洋磁异常的纹理特征信息,通过OKMS聚类算法实现不同纹理特征区域磁异常场的分区.模型试验结果表明,利用Gabor滤波器和灰度共生矩阵相结合的图像纹理分析方法可有效提取磁异常的纹理特征信息,对磁异常纹理特征信息的聚类分区取得较好效果.实际应用于加罗林海域磁异常的分区结果显示,加罗林海域可分为11个磁异常区块,分区结果与条带磁异常区和岩浆活动区对应较好,该方法为海洋磁异常的分区解释提供了参考依据.     

神府煤田沙沟岔煤矿综采适应性评价

利用大量的神府煤田沙沟岔煤矿的地质钻孔资料,在对沙沟岔煤矿范围内的地质构造、煤层厚度及变化规律、顶底板条件进行详细分析的基础上,对区内所含的7个煤层进行定性的综采适应性评价,评价结果表明：矿区内只有4-3,5-2煤层适宜综采.该矿区内基本符合煤层厚度越大,变异系数越小,越适宜综采;煤层厚度越小,变异系数越大,越不宜综采的基本特征.