【正文】 以下，可作煉焦用煤，中煤可做電廠的動(dòng)力用煤。 據(jù)《桌子山煤田白云烏素 Ⅰ 勘探區(qū)精查地質(zhì)報(bào)告》：該區(qū)煤層自燃傾向等級(jí)多為易自燃煤，相鄰的公烏素、老石旦、卡布其等礦的煤炭堆放 4—6 個(gè)月開始自燃。上述煤礦曾發(fā)生過(guò)井下煤層著火現(xiàn)象 區(qū)內(nèi)煤具相近的煤質(zhì)特征，所以煤在堆放時(shí)應(yīng)注意堆放方式及堆放時(shí)間，防患于未然。根據(jù)本區(qū)地形及地質(zhì)特征，參考目前煤田火區(qū)傳統(tǒng)探測(cè)方法，本次火區(qū)勘查采用地面調(diào)查、磁法、熱紅外測(cè)溫、同位素測(cè)氡法 與自然電位 多種方法對(duì)比。 二、 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 《煤、泥炭地質(zhì)勘探規(guī)范》（ DZ/T02152020） 《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測(cè)量規(guī)范》（ GB/T183412020） 《煤炭資源勘查工程測(cè)量規(guī)程》（煤炭工業(yè)部 1987） 《煤田火災(zāi)滅火規(guī)范》（試行 1992 年 11 月） 《煤田電法勘探規(guī)范》（ MT/T8982020） 《 地面高精度 磁 測(cè) 技術(shù)規(guī)程》（ DZ/T007193） 第二節(jié) 勘查工作 一 、完成實(shí)物 工作量 本次火區(qū)勘查工作于 2020 年 3 月 20 日至 2020 年 4 月 1 日完成內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 23 了全部野外設(shè)計(jì)物探工作量，歷時(shí) 12 天。通過(guò)手持 GPS 儀測(cè)試，野外照片，調(diào)查點(diǎn)通過(guò)表格形式進(jìn)行記錄，內(nèi)容包括坐標(biāo)，高程，位置描述，采掘坑屬性，活火區(qū)屬性，地面塌陷區(qū)屬性及野外編號(hào)。調(diào)查 明火點(diǎn) 8 個(gè) ， 采坑、 塌陷坑 9 個(gè) ， 圈定 火區(qū) 3 處， 火區(qū) 燃燒 面積約 179。 104m2。完成實(shí)物工作量見表 311。 帶第 36 帶成果，中央子午線為 108186。 作業(yè)方法 本次工程測(cè)量作業(yè)依據(jù)： ⑴ GB／ T18314－ 2020《全球定位系統(tǒng) GPS 測(cè)量規(guī)范》 內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 24 ⑵ 原煤炭工業(yè)部 1987 年頒布的《煤炭資源勘探工程測(cè)量規(guī)范》 ⑶ 依據(jù)設(shè)計(jì)測(cè)線及控制點(diǎn)分布情況，采用 動(dòng)態(tài) GPS 由已知控制點(diǎn)校準(zhǔn)設(shè)基站 ，直接測(cè)出座標(biāo)。 測(cè)點(diǎn)采用 動(dòng)態(tài) GPS 直接測(cè)出座標(biāo)，每 10m 打一個(gè)木樁標(biāo)定所要測(cè)的位置。 地形測(cè)繪 根據(jù)測(cè)量規(guī)范測(cè)出地形點(diǎn)坐標(biāo)和高程，利用測(cè)繪數(shù)據(jù)處理軟件匯至 1： 5000 地形圖。 資料整理與計(jì)算 由全站儀所測(cè)各類控制點(diǎn)，全部傳入計(jì)算機(jī) 內(nèi)整理打印成冊(cè)，本測(cè)區(qū)原始資料、計(jì)算資料經(jīng)過(guò)檢查后最終裝訂成冊(cè)。 ㈡物探工作 內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 25 測(cè)網(wǎng)布設(shè) 物探測(cè)網(wǎng)布設(shè)的基本原則是：依據(jù)明火點(diǎn)和塌陷點(diǎn)及區(qū)域，布設(shè)物探測(cè)線。物探測(cè)線基本網(wǎng)度： 50m179。 煤田火區(qū)蔓延沿 露頭或 廢棄巷道最快，在傾向上隨著深度增加，有些地 表上火區(qū)的特征很不明顯，或基本沒(méi)有，所以采取綜合物探手段勘測(cè)。 儀器 自然電位工作使用重慶 奔騰數(shù)控研究所 生產(chǎn)的 WDJD3 多功能數(shù)字直流激電儀 ，該儀器具有自動(dòng)存儲(chǔ)功能。 磁法工作共使用了兩臺(tái)美國(guó)產(chǎn) G856AX 型高精度數(shù)字式質(zhì)子磁力儀，該儀器具有自動(dòng)存儲(chǔ)功能，其分辨率為 。具有測(cè)量距離遠(yuǎn)、精度高的特點(diǎn)。 測(cè)氡工作使用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的 HFS6 ? 射線快速測(cè)量?jī)x。 生產(chǎn)施工期間，各臺(tái)儀器性能穩(wěn)定 ?；c(diǎn)在 工作 區(qū)內(nèi) 磁場(chǎng)穩(wěn)定的正常場(chǎng)內(nèi)。施工中，日變曲線形態(tài)正常。 緯向梯度改正系數(shù)為： KX＝ 經(jīng)緯向梯度改正后，實(shí)測(cè)曲線背景場(chǎng)趨于零值，效果良好，說(shuō)明所選梯度改正系數(shù)正確?；c(diǎn)觀測(cè)記錄兩次，測(cè)點(diǎn)記錄一次。在野外觀測(cè)中，操作員對(duì)有懷疑的點(diǎn)，如異常和背景不足的線均進(jìn)行了補(bǔ)測(cè)追蹤 ，以保證觀測(cè)質(zhì)量及磁異常的完整。 內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 27 ⑶ 同位素測(cè)氡工作 測(cè)氡采用計(jì)數(shù)累加法，每測(cè)點(diǎn)上挖坑達(dá) 30～ 40cm， 再取土樣，觀測(cè) 60 秒，儀器自動(dòng)存儲(chǔ)。與其它儀器相比，觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)短而言，正常區(qū)與背景區(qū)相對(duì)值是穩(wěn)定的。 ⑷ 自然電位工作 自然電位使 用的是不極化電極罐，測(cè)之前讓硫酸銅不極化罐充分與地表接觸吸收。 資料檢查驗(yàn)收 本次工作有嚴(yán)密的質(zhì)量保證體系，即原始資料的檢查、驗(yàn)收實(shí)行“三級(jí)檢查二級(jí)驗(yàn)收制”，首先由野外操作員自檢，分隊(duì)設(shè)專人對(duì)當(dāng)天的資料進(jìn)行檢查驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，項(xiàng)目負(fù)責(zé)定期檢查施工的原始資料，再由質(zhì)量監(jiān)督檢查人員對(duì)項(xiàng)目組的一級(jí)驗(yàn)收進(jìn)行重新審查驗(yàn)收，保證了原始資料的質(zhì)量。對(duì)于野外磁測(cè)中出現(xiàn)的問(wèn)題和因磁暴引起日變曲線發(fā)生較大鋸齒狀畸變曲線（ 60 秒間隔不能連續(xù)觀測(cè)的畸變除外）段內(nèi)對(duì)應(yīng)的測(cè)線段，均及時(shí)進(jìn)行了返測(cè)。 觀測(cè)中出現(xiàn)誤差較大的點(diǎn)，均 在 現(xiàn)場(chǎng) 同點(diǎn) 進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)。 觀測(cè)中出現(xiàn)誤差較大的點(diǎn)，均 在 現(xiàn)場(chǎng) 同點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)。 觀測(cè)中出現(xiàn)誤差較大的點(diǎn) ，均 在 現(xiàn)場(chǎng) 同點(diǎn) 進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)。 自然電位經(jīng) 野外 實(shí)測(cè)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)都詳細(xì)記錄，使不極化電極充分與地表接觸后，再開始測(cè)量，最后形成自然電位剖面，裝訂成冊(cè)。 測(cè)氡工作依據(jù)野外規(guī)范，每 60 秒測(cè)一點(diǎn)，用 surfer 軟件生成各測(cè)氡曲線，縱軸表示 60 秒儀器捕獲氡元素的量數(shù)，橫軸表示該測(cè)線測(cè) 點(diǎn)號(hào)。 所有物探資料處理基本無(wú)人為誤差，精度高，工作及時(shí)，提高了工作效率。 106SI 單位以下。當(dāng)煤層自燃時(shí)產(chǎn)生高溫，使煤層頂?shù)装鍘r石受熱變質(zhì)，從而形成含鐵磁性礦物的燒變巖，溫度降低后保留較強(qiáng)的熱剩磁，實(shí)測(cè)燒變巖磁化率（ K）常見值的平均值一般為 1286π179。 103A/M。 本次磁法實(shí)測(cè)曲線在正常含煤區(qū)磁場(chǎng)背景平穩(wěn)，而自燃區(qū)則可測(cè)到明顯磁異常。 測(cè)溫 火 區(qū)內(nèi)溫度明顯升高，與背景值形成較大差異。 測(cè)氡 火區(qū)內(nèi)氡氣濃度計(jì)數(shù)增多，與背景值形成較大差異。 自然電位 地下煤層 如若 燃燒會(huì)增加電位差異常的幅度，因此，自然電位具備了 界定 火區(qū)范圍的地球物理前提。故本區(qū)燒變巖地表出露較少。 煤層露頭自然發(fā)火經(jīng)歷為低溫氧化、 發(fā) 熱、著火與 自 燃、燃燒、降溫熄火。煤層經(jīng)過(guò)燃燒，頂?shù)装寮捌鋳A矸受到強(qiáng)烈的高溫作用而形成燒變巖。由于這種作用是從 300～800℃ 高溫下冷卻發(fā)生，因而獲得熱剩磁，且其磁化方向與冷卻時(shí)的地磁場(chǎng)方向相同。由此推測(cè)：還原帶的燒變巖正處于降溫階段，尚未降到正常溫度，所以只能得到部分熱剩磁；熄滅帶比還原帶得到更多熱剩磁，故推知后者的磁性要強(qiáng)于 前者；發(fā)火與燃燒帶尚未獲得熱剩磁。 在圈定火區(qū)范圍時(shí)一般根據(jù) 磁測(cè) 曲線特征。當(dāng)多層疊加時(shí)則要考慮這些特征點(diǎn)的疊加位移影響。該方法也是最簡(jiǎn)單、直接探測(cè)火區(qū)的方法。 沉積巖層中均含有不同程度的放射性元素，一般情況下，隨著巖層中巖石粒度的變細(xì)、巖層顏色的變深，放射性元素的含量逐漸增大。其中鈾、釷等放射性元素經(jīng)衰變后，均產(chǎn)生氡氣、 釷射氣和錒射氣，釷射氣和錒氣的半衰期很短，釷射氣為 、錒氣為 s，而氡氣的半衰期則較長(zhǎng)（ ），其運(yùn)移距離最遠(yuǎn)，能從地下幾十米甚至數(shù)百米的地方運(yùn)移到地表。煤層自燃時(shí)，使得巖層的孔隙度增大，溫度和壓力升高，燃燒煤層所產(chǎn)生的其它氣體 CO、 CO SO2以及熱蒸汽等向上拖拽，氡氣的運(yùn)移數(shù)量和速度明顯增加，因而在火區(qū)的上方就會(huì)形成氡氣濃度相對(duì)的高值區(qū)。 自然 電位 異常分析 自然電場(chǎng)法是電法勘探中使用較早的一種方法，是基于地層內(nèi)的內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 32 水分子被吸附，與圍巖存在電位差為前提的探測(cè)方法。 通過(guò)對(duì)比分析，掌握活火區(qū)過(guò)濾電場(chǎng)的電位變化特征及不同電位差的幅值變化，進(jìn)而判識(shí)當(dāng)?shù)乇頍o(wú)塌陷區(qū)時(shí)，電位差值幅值?。划?dāng)?shù)乇泶嬖谒輹r(shí)，則電位差幅值將發(fā)生較大變化，表現(xiàn)為梯度變化大。 ㈡異常 定性 分析 地質(zhì)調(diào)查分析 本區(qū)總調(diào)查火點(diǎn) 8 個(gè)， 塌陷 、采坑 點(diǎn) 9個(gè) （位置坐標(biāo)見附表 2） ，從下表可以看出，著火點(diǎn)都呈高溫異常，列表如下。該火區(qū)目前正在剝離，剝離面、底板均見有燒變巖 、青煙、明火點(diǎn)等。 照片 1 采坑著火 照片 2 裂縫著火 內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 34 照片 3 煤層露頭 火點(diǎn) 火區(qū) 2：位于白云烏素礦區(qū)，火區(qū)自北向南橫跨烏海市海南區(qū)東風(fēng)前礦 8號(hào)井、烏海市海南區(qū)巨財(cái)煤礦和烏海市海南區(qū)東山 2 號(hào)井?；饏^(qū)內(nèi)見有廢棄的井口、塌陷坑、裂隙、煙汽、溫度異常點(diǎn)，明火點(diǎn)特等 （見照片 45） 。從塌陷坑和裂縫中冒出的熱汽和煙霧十 分明顯，并 夾雜著強(qiáng)烈的刺激性氣味。 照片 4 廢氣井口著火 內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 35 照片 5 裂縫塌坑 著火 火區(qū) 3：位于白云烏素礦區(qū)，烏海市海南區(qū)東方紅前礦井田內(nèi)。局部地段正在剝離，剝離面、底板均見有燒變巖、煙汽、高溫點(diǎn)、硫磺析出等 （見照片 67） 。 照片 6 裂縫著火 內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 36 照片 7 采坑著火 內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 37 D02 線物探曲線 剖面分析 在各物探曲線上的火區(qū)與正常區(qū)存在明顯差異，據(jù)此可以劃分火區(qū)邊界。 （ 1）測(cè)氡 異常 煤層自燃時(shí)，使得巖層的孔隙度增大，溫度和壓力升高，燃燒煤層所產(chǎn)生的其它氣體 CO、 CO SO2以及熱蒸汽等向上拖拽，氡氣的運(yùn)移數(shù)量和速度明顯增加，因而在火區(qū)的上方就會(huì)形成氡氣濃度相對(duì)的高值區(qū)。本區(qū)以大于 10 計(jì)數(shù)氡含量劃分火區(qū)。本區(qū)以溫度大于 20186。 內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 38 （ 3）自然電位 異常 自然電位呈負(fù) 異常，與 正常區(qū)呈臺(tái)階狀躍變，一般以自然電位小于 0mv 的躍變點(diǎn)劃分火區(qū)邊界。本區(qū)以正異常向負(fù)異常的過(guò)渡段零值劃分火區(qū)邊界。對(duì)全區(qū) 66 條曲線通過(guò)綜合解釋，劃分出各曲線火區(qū)范圍，繪制成平面圖，最終圈出火區(qū)范圍（圖中紅線區(qū)域）。 二、綜合物探方法解釋成果分析 火區(qū)邊界 本次火區(qū) 詳細(xì) 勘探采用綜合物探方法，是有效且合理的勘探手段。 影響邊界 內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 39 影響邊界涵義為地下煤層活火造成周邊塌陷及裂隙且包括即將引起 火區(qū)、 相對(duì) 低溫區(qū)的 區(qū)域 。 燃燒深度 一般煤層燃燒都為近地表、第四系覆蓋層較薄的層位。一般來(lái)說(shuō)，憑經(jīng)驗(yàn)得出，燃燒厚度比煤層厚度大 1～ 倍。 第 四 章 礦區(qū)火區(qū) 第一節(jié) 火區(qū)特征及著火煤層 一、火區(qū)分布特征 礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)已查明 3 處火區(qū)。老窯井口及 采空區(qū)大多可見到明火、大量的青煙。 熱異常和煙氣 煤層燃燒后釋放出大量的熱量，以傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射的形式擴(kuò)散到圍巖和大氣中，在地表形成熱異常區(qū)，與周圍背景形成較大的溫差；通常地表熱異常在裂縫、氣孔、塌陷附近表現(xiàn)最為明顯，有時(shí)在裂縫見有硫磺、芒硝結(jié)晶體析出；同時(shí)，煤層在燃燒過(guò)程中釋放出大量的煙氣，煙氣中含有有害氣體，如 SO H2S、 CO、 NOX 等，有刺鼻氣味，這些煙氣一般沿地表裂縫中冒出。 照片 8 熱異常和煙氣 火區(qū)裂縫與塌陷 火區(qū)地表的地貌變化十分顯著。裂隙的發(fā)育程度與煤田火區(qū)的燃燒程度、發(fā)展速度和規(guī)模以及原生地質(zhì)條件等有密切關(guān)系，因而火區(qū)地表塌陷裂隙、裂縫是火區(qū)調(diào)查與分析的重要內(nèi)容，也是火區(qū)范圍圈定的依據(jù) (見照片 9)。 火區(qū)以上的這些地表特征是火區(qū)地面地質(zhì)調(diào)查、熱紅外測(cè)溫，確定火區(qū)范圍依據(jù)。內(nèi)因是指煤層的自燃傾向性，外因是指引發(fā)煤層自燃的外部環(huán)境，如氣候條件、地貌、地質(zhì)構(gòu)造及人為因素。 本區(qū)煤層主要 為高 變質(zhì)程度的 焦 煤 ,屬易自燃煤～極易自燃煤。 內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田 白云烏素礦 區(qū) 烏海海南小窯關(guān)閉區(qū) 火區(qū)詳細(xì)勘探 報(bào)告 43 ㈡氣候與地貌 本區(qū)為大陸性氣候，干旱少雨、蒸發(fā)量大且多風(fēng)，氣候干燥，為煤層氧化蓄熱和燃燒提供了良好的條件。 潛水位：如果煤層位于潛水以下，水充滿著煤層頂、底板巖石的孔隙和裂隙，使煤層與氧氣隔絕不能自燃。 地質(zhì)構(gòu)造：地質(zhì)構(gòu)造的作用往往是使煤層及煤層頂?shù)装迨艿狡茐?，裂隙發(fā)育，增加煤層與空氣接觸的面積，或使煤層直接出露于地表接受氧化蓄熱，同時(shí)也為煤層燃燒創(chuàng)造較好的供氧條件。區(qū)內(nèi)煤層的上覆巖多為泥巖、砂質(zhì)泥巖，部分有第四系覆蓋，不利于煤層燃燒。使井下與地面形成了良好的供氧通道，從而引發(fā)了采空區(qū)煤層自燃發(fā)火。 三、著火煤層 本礦區(qū)范圍內(nèi)著火煤 層 一號(hào)火區(qū)、三號(hào)火區(qū) 為 16 號(hào) 煤層 ，二號(hào)火區(qū)為 9 號(hào)煤層 。目前準(zhǔn)確圈定火區(qū) 3 處 ， 覆蓋面積達(dá) 179?；饏^(qū)現(xiàn)狀綜述如下（見附圖 1）： 一號(hào) 火區(qū) 位于 工作 區(qū) 的 西北 部，火區(qū)面積約為 179。二號(hào) 火區(qū) 位于 工作 區(qū) 的 西南 部，火區(qū)面積約為 179。三號(hào) 火區(qū) 位于 工作 區(qū) 的 東 部，火區(qū)面積約為 179。 3 個(gè)火區(qū) 地表 均 可 見明火 、熱異常和煙氣 、 地表塌陷、裂隙