测氡法和红外热成像法在小窑区火源位置探测的综合应用

为了研究红外热成像法和测氡法联合探测技术在探测上覆煤层小窑区自然发火火源位置的应用效果。采用理论分析和现场实测相结合的方法,首先,分析了2种方法在实践应用中的优缺点;其次,研究了自燃煤层释放氡在裂隙岩体中的运移和扩散规律,同时建立了自燃火源传热模型,分析了红外热成像法的探测机理;最后,以公乌素煤业有限责任公司1604工作面上覆9#煤层小窑火区为现场探测对象,综合采用RAD7专业电子测氡仪和T335型红外成像仪对火源位置及其范围进行了探测。研究表明:在测氡法中,裂隙岩体中任意位置处的氡气浓度均可由岩体表面氡气浓度通过理论计算得出,但氡的扩散系数及衰减常数等参数受地形变化影响差异很大,不易确定;而红外热成像探测深度一般为10 m左右,火源位置越深,探测难度越大;现场氡气浓度测试及红外热成像方法探测结果显示在1604工作面上部地表存在2个氡异常区域,且两区域的位置与红外热成像探测结果相符。总体而言,红外热成像法和测氡法联合使用可以互补缺陷,可确保火源位置的进一步精确定位,对火区的治理方案提供科学依据。     

氡-磁-电联合探测火区技术的应用研究

东峰矿二采区回风大巷在掘进期间与未知小窑火区连通,导致产生多源火区.由于火源位置隐蔽、漏风通道复杂,难以采取针对性措施对火区进行治理.为了准确探测火源位置及范围,提出了测氡法初探火源,用磁探法、自然电位法进一步确定火源位置及范围的地面氡-磁-电联用技术,并进行了应用.结果表明地面氡-磁-电联合探测技术探测出较精准的火区面积约为950m2,井下钻孔测温圈定高温区域面积约为450m2,约占氡-磁-电联合探测面积的47.3％,且基本位于联合探测的火区范围内,验证了火源探测的准确性,可为后期火区治理方案提供科学依据.     

测氡法在浅埋煤层火区探测中的应用

煤火灾害中火源位置和范围的确定一直是火区治理的重点和难点。为了明确刘家峁煤矿外因形成火区的位置和范围,为火区治理总体方案设计提供理论依据,彻底有效治理火区,采用测氡法,通过地面对刘家峁煤矿埋深50~60 m煤层因外因形成的火区进行了探测。结果表明:氡法探测火源技术在浅埋煤层外因火灾形成的火区中对位置和范围确定是切实可行的,探测出火区共有氡异常区域14个,地表面积约5 050 m2,确定该区域为温度异常区域,通过钻孔温度验证了火源位置和范围的准确性。火源位置和范围的确定是火区治理方案制定的关键,也可为国内同类问题的解决提供参考。     

同位素测氡法在浅煤层地质火源探测中的应用

本文主要介绍了同位素测氡法探测平朔公司井工一矿自燃火源位置,包括基本原理、探测方法、数据采集过程等方面内容,并且经过对数据的处理及分析,来探测到火源位置,然后根据探测结果,制定综合防灭火方案,分别采用均压通风、井下注氮、地面加强注三相泡沫和水泥粉煤灰等措施,并检验措施实施效果.     

硫化矿石自燃火源探测的红外热成像方法

为了快速确定硫化矿石自燃火源的准确位置,提出利用红外热成像技术探测矿石自燃火源的方法.基于IRI-1011红外热像仪平台,建立硫化矿石堆自燃火源探测系统,并针对系统误差,制造温度查找表,对系统温度重新标定.研究结果表明:在硫化矿石爆堆中,距离矿堆表面10 m的范围内,由于矿石自燃火源存在而导致矿堆表面1.76 m×1.76 m探测区的温差为0.01℃,达到现有热像仪的探测精度,采用红外热像技术应用于井下矿石自燃火源的探测具有可行性;采用热像仪扫描硫化矿石堆表面找出最高温度位置是自燃火源定位的关键.因此,应用红外热成像技术可以探测井下硫化矿石堆自燃火源的位置,从而达到开发新的自燃火源探测系统的目的.     

测氡法探测自燃火源位置在万柏林煤矿的应用

采用α杯积分测量测氡法对太原市万柏林煤矿的自燃火源位置进行了实地探测,得出了高温火源位置的平面图,为灭火方案设计提供了科学依据.     

测氡法探测地下煤火技术研究与应用

结合中煤平朔煤业有限公司安家岭一号井工矿地下煤火探测实例,介绍了采用测氡探火技术确定地下煤火火源位置及范围的基本原理、探测方法及数据处理过程等。该技术为制定地下煤火治理技术方案及措施提供了重要的技术支持,给矿井防灭火工作提供了便利,具有广泛的应用前景,对治理地下煤火具有重要的推广价值。     

煤田露头自燃的渗流-热动力耦合模型及应用

分析了煤田露头介质内气体渗流及露头自燃热动力系统特征,建立了煤田露头自燃渗流--热动力耦合模型,推导了煤自燃过程中挥发分计算式.对新疆某煤田自燃火区进行了数值模拟.结果表明:开采引发煤田露头自燃时,燃烧中心集中在顶板附近,燃烧沿顶板向露头方向蔓延较快;高温区域靠近顶板,燃烧区域以外岩石内温度梯度变化不明显;自燃生成气体主要集中于露头自燃点下风侧方向,上风侧方向只有很小范围内有自燃气体存在;高温区域分布与自燃气体渗流方位位置一致;自燃加速了气体在煤岩介质内的渗流,有助于自燃的发展.根据模拟结果对煤田火区治理时火源探测、治理及监测等相关措施进行了具体分析.     

基于小闪烁室测氡仪快速定值方法研究

高探测效率的闪烁室测氡是氡测量的主要方法，但其取样结束后需静置3 h才开始测量.为实现闪烁室快速测氡的需要，在Rn-222、Po-218和Bi-214的探测效率相同的条件下，依据氡及其子体的衰变关系，本文建立了一种闪烁室测氡仪快速定值的方法.此法基于积分计数法，利用测量周期为60 min时的刻度因子K₀,计算测量周期为30 min和15 min的理论刻度因子.本文选取对氡及其子体探测效率近似100%的54 mL小闪烁室，在氡浓度为20 Bq/mL的条件下开展快速定值实验.实验结果表明，本文测量的实验值与理论值误差在5%以内，能够实现闪烁室快速测氡.     

煤矿地下多层火区探测技术研究与应用

采用地面氡气测量法、瞬变电磁法和激发极化法相结合手段,经过野外数据采集、室内资料处理、理论研究和综合分析,查明了地下三层煤层自燃火区的位置与范围,取得了很好的实际应用效果.     

乌梁素海及其周边水体222Rn的时空分布特征及其指示意义

对内蒙古自治区乌梁素海湖泊及其周边河渠、地下水中放射性同位素氡(²²²Rn)含量的时空分布特征进行了调查分析.结果表明：乌梁素海非灌溉期(2021年9月上旬)湖水、出入湖河渠水、近湖岸地下水的²²²Rn活度均小于灌溉期(2020年10月下旬),非灌溉期湖水的²²²Rn活度约为灌溉期的39%,表明灌溉入渗、排水过程改变了区域地下水水动力条件，加速了区域地下水的循环流动，增大了水循环系统中的²²²Rn活度；河湖²²²Rn活度的时空差异性显著，灌溉期湖水²²²Rn在总排干入湖区偏大，表明总排干退水是湖水²²²Rn的主要源项.非灌溉期湖水²²²Rn活度(129.72～194.59 Bq/m³)和退水渠内湖水²²²Rn活度(277.25 Bq/m³)均大于总排干内湖水²²²Rn活度(110.72 Bq/m³),指示...     

液态二氧化碳防灭火装备及其工程应用

 为有效消除矿井火灾隐患, 保障井下作业人员安全, 避免煤炭资源的损失扩大, 研制了液态二氧化碳CO₂(l)的储罐、地面汽化防灭火系统和井下直接防灭火系统.储罐的自增压系统可使CO₂在其内保持液态状态而不结冰;CO₂(l)的地面汽化灭火系统可以将CO₂(l)在地面运用电热汽化器和空温汽化器汽化, 气态的CO₂在稳压罐内稳压达到1.5MPa后, 以0.5MPa的压力通过管道输送至火区进行防灭火;CO₂(l)防灭火列车可以直接将其运到煤矿井下的高温地点或火区附近, 快速降温、灭火.照金煤矿122综采工作面防火工程实践表明, CO₂(l)可以快速有效降低火区环境的温度、氧气和煤自燃指标气体浓度, 消除火灾隐患.     

直流电法技术在矿井防治水中的应用

介绍了矿井直流电法超前探测技术的原理与方法,并以晋城凤凰山矿北翼探巷矿井直流电法探测为例,分析了矿井直流电法在探测巷道前方岩层富水区中的应用。通过井下探放水钻孔及实际揭露资料验证,该方法探测采掘工作面前方富水位置和范围是非常有效的物探方法之一,能为井下水害预报和防治提供可靠依据。     

植物和土壤δ15N和δ13C记录的土壤石油污染(英文)

石油工业化生产过程中引起的陆地系统石油污染已经成为一个严重的环境问题，受到广泛关注。稳定碳同位素和氮同位素组成(δ¹³C和δ¹⁵N)是研究石油污染胁迫下植物和土壤行为特征的有效指标。为了更好地了解土壤和植物在土壤石油污染下的反应，本研究通过野外原位试验，在不同浓度石油污染土壤条件下，研究了三叶草(C₃光合作用途径、豆科植物)和扁穗冰草(C₄光合作用途径)这两种植物及其生长土壤的δ¹³C和δ¹⁵N变化。研究结果表明：土壤中的石油污染导致土壤δ¹⁵N值随污染浓度升高而升高(1.9‰到3.2‰)，δ¹³C值降低(-23.6‰到-26.8‰)。但是，三叶草δ¹³C值随土壤污染浓度升高而降低(-29.8‰到-31.6‰)，扁穗冰草δ¹³C值降低而三叶δ¹³C值相对保持稳定(-12.6‰到-13.1‰)，说明两种植物对土壤污染不同的应对策略。特别在土壤石油污染...     

基于华南钻孔碳同位素记录制约埃迪卡拉纪海洋可溶性有机碳储库（英文）

地球历史时期大气氧含量的变化是古气候和古环境研究的关键。在寒武纪之前，地表至少发生了两次氧化事件，其见证了生物的革新和环境的根本变化。然而，在新元古代时期，深海中存在的大量可溶性有机碳(DOC)可能延长了两次氧化事件之间的间隔。为了验证DOC假说，我们对埃迪卡拉系钻孔样品(王集钻孔)进行了详细的微钻碳酸盐碳同位素(δ¹³Ccarb)分析，该钻孔的全岩δ¹³Ccarb和有机碳同位素(δ¹³Corg)记录已被报道。本次研究表明，微钻和全岩的δ¹³Ccarb结果相对一致，这排除了自生碳酸盐大量混入的影响。值得注意的是，王集钻孔中的多次δ¹³Ccarb负偏移可能与海水上涌事件相关，DOC在此过程被大量氧化。通过箱式模型计算，我们认为，在维持数百万年的两次δ¹³Ccarb负偏移中，约有3.6×10¹⁹mol和2.0×10¹⁹mol的DOC被氧化，这规模大约是现代海洋DOC总量的1000倍。我们的研究进一步支持如下结论：在埃...     

吕梁地区近周营组蚀变火山岩 U-Pb-Hf同位素特征及其地质意义

选择吕梁群中原岔上群北部地层的蚀变火山岩进行锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究。锆石U-Pb测试获得两组年龄结果, 较年轻的谐和年龄为1813±6 Ma (n=7), 较老的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄为2516±31 Ma(n=2), 前者为火山岩喷发时代, 后者代表捕获锆石年龄。年轻锆石的ε_Hf(t)值为-10.8~-2.3, T_DM1值为2308~2655 Ma; 捕获锆石的ε_Hf(t)值为+10.0~+13.1。年龄约为2.5 Ga锆石的ε_Hf(t)值高于亏损地幔演化线, 考虑到UPb同位素和Hf同位素测点位置不完全相同, 说明所获得的Hf同位素组成为无地质意义的混合数值; 年龄约为1.8 Ga锆石的Hf同位素特征反映其可能源于富集地幔或受地壳物质混染的亏损地幔。结合前人的研究成果, 推断岩浆作用事件发生在约1.81 Ga 的碰撞后阶段。     

利用减压旋蒸技术测量水样放射性活度

在低活度浓度水样的放射性活度测量中，直接取样测量的结果不稳定也不准确。为了提高低活度浓度水样放射性活度测量结果的准确性，该文提出了一种基于减压旋蒸技术的自动浓缩方法。为验证该方法的可行性，设计了一套自动浓缩装置。通过实验对浓缩条件进行研究，以提高浓缩速度、减少浓缩过程中核素损失。实验结果表明：设置浓缩条件为真空2.0～4.0 kPa、冷凝循环机制冷温度-5℃～0℃、蒸发器旋转速度50 r/min,设置水浴温度为初始50℃、 50 min后升温至60℃, 1 L水样所需浓缩时间大约为70 min。蒸干后选择12 mL 0.05 mol/L硝酸作为洗脱液进行洗脱。该自动浓缩方法对于²⁴¹Am的平均回收率达到70%以上，⁹⁰Sr的平均回收率可达到80%。该方法的优点在于能够实现水样浓缩流程的自动化，浓缩速度快且回收率较高。     

超长煤巷监测数据背景CO筛查及自燃预判研究

为了解决超长双煤巷自燃发热的早期预报问题,在自燃标志气体分析法失效的情况下,运用井下监测系统大数据的CO趋势分析法。为了筛除井下柴油机动车尾气产生CO的波动干扰,创新提出能够仅反映煤相对缓慢氧化的背景CO体积分数的概念;对矿井某一独立通风的考察区域,在某一足够长的时间段内,总能找到所有柴油车都不工作的极端时刻（或不受尾气干扰的情况）,且CO体积分数值被监测系统记录到,从而建立了背景CO体积分数的筛查方法;经时间单元周期为0.125 d和0.5 d时的筛查结果对比,随着考察时间单元的取大,CO体积分数曲线越来越低,波动减小,背景CO体积分数曲线越来越清晰,证明其客观存在性。以最短自然发火期的一部分为考查期,依据背景CO体积分数的趋势走势来预判煤柱自然发火,结合红庆梁煤矿经验,得到CO趋势递增率k^*₁=0.607×10^-6 d^-1,以此作为自燃危险预判的临界指标,将自燃危险预警分三级,即当k₁ ≥k^*₁,一级预警,启动重点巡查,将超长距离...     

煤层自燃灾害防治浅探

一、防火技术应用 1、均压防火技术宜章县荣福煤矿南一采区原为一个老火区，自燃起火后封闭。由于地质条件的变化，原南一风井井筒在＋170水平沿倾向穿过煤层施工，并采用砌碹支护。该段巷道严重变形破损后采用金属支架修复。火区启封后，在开采南一采区南翼南一风井井筒煤柱时，当＋164水平分层采煤工作面推进一段距离后，发现采空区浮煤有自燃征兆。一氧化碳浓度为0．03％，煤体温度40-45°，已进入煤层的自热期。据分析，     

Te和Y共掺杂提高n-Mg3.2Sb1.5Bi0.5热电性能的研究

Mg₃Sb₂材料是优秀的中温区热电材料，具有极低的热导率，然而其载流子浓度偏低。通过机械合金化法结合放电等离子烧结(SPS)技术制备n型Mg_3.2Y_0.05Sb_1.5Bi_0.5Te_δ样品，并研究了其热电传输性能。结果表明阴离子位掺杂元素Te可以进一步提高阳离子位掺杂的Mg_3.2Y_0.05Sb_1.5Bi_0.5材料的载流子浓度。载流子浓度从5.02×10¹⁹ cm^-3增加到9.76×10¹⁹ cm^-3,接近理论预测的最佳值，同时功率因子也从10.89μW·K^-2·cm^-1提高到15μW·K^-2·cm^-1.此外，Te元素进入晶格后，材料的晶格热导率也有大幅的降低，从0.92 W·m...