[发明专利]一种基于喷洒磁性分散液的采空区遗煤温度磁法探测方法

说明书

一种基于喷洒磁性分散液的采空区遗煤温度磁法探测方法，包括：随着采煤工作面的推进，在顶板垮落前向采空区的遗煤表面均匀喷洒铁磁性分散液，以使铁磁性分散液黏附在采空区煤岩表面；在与该采空区范围相对应的地表上，或者与该采空区范围相对应的上部空间或下部空间内布设磁法勘测网，按期通过磁力仪获取磁法勘测网中各测网节点处的磁感应强度监测数据；将其经正常磁场的改正求得磁力异常值；将磁力异常值作为测网节点的实际磁感应强度数据，依据预存的温度—磁感应强度T_α变化规律，反演出采空区不同坐标下的遗煤温度，并绘制出不同探测时期采空区遗煤的温度地质图。本发明方法操作简单，成本低廉，探测效率高，且不破坏原有生态环境等优势。

技术领域

本发明涉及煤矿灾害治理中采空区煤火探测技术领域，具体涉及一种基于喷洒磁性分散液的采空区遗煤温度磁法探测方法。

背景技术

在现阶段的应用研究中，学者们普遍认为地下煤火灾害的发生是由于地下空间煤岩与空气发生氧化反应，其过程持续升温，在某高温点达到煤燃点后发生燃烧的物理、化学过程。燃烧发生后，地下空间煤火区温度急速上升可达上千度，部分区域塌陷沟通更多裂隙区为煤自燃提供氧气通道，更是加剧了火势蔓延。地下煤火的发生是导致井下重大事故发生的重要原因，给矿井安全生产带来极大隐患，严重制约着我国煤炭的高效开采；同时煤火发生时所产生的CO、CO2、SO2等温室、有毒气体又严重破坏了地球生态环境，急需防范、治理。

地下煤火自燃的防范治理可在高温或燃烧区实施注浆、覆盖等工程措施取得效果，然而地下煤火的分布和发展状态多变且繁杂，煤火高温核心区域通常位于煤岩深部，容易受到空气流动、对流换热以及热弥散等因素的影响而发生位置变化，通常当热量扩散到人们可以感知的明显区域时，其内部火势已大规模形成，在高温火源点的探测时间上严重滞后，因此，实现地下煤层高温、燃烧点和位置精确探测是防范、治理的首要任务，也是世界性难题。

目前，对于地下煤火的探测主要有物理探测法(如遥感探测法、电阻率探测法、地表测温法、磁法探测等)，化学探测法(如氡法探测、气体探测法、双元示踪技术等)，数理解算法(如纯数学解法、物理场模拟分析法、正反演算法等)，国内外研究学者就采空区隐蔽火源探测技术方法进行了大量研究和探索，在现场实际应用中取得了一定进展，为采空区隐蔽火源的防治提供了理论和技术支撑。但受开采方法不同导致的采空区未回收煤炭量不同，受通风方式区别和覆岩三带形成的差异所导致的采空区漏风强度不同，及采空区潮湿度不同等影响，共同造就了复杂的采空区遗煤氧化自热、自燃环境，受限于该环境的复杂性和设备的使用局限性，因此，探测技术在发展过程中仍存在以下问题：一是采空区内部距离地表深、空间封闭、人无法进入，当前仪器设备和探测技术都难以突破壁垒，实现对小范围隐蔽高温点的准确定位，如现有的物理探测法(电法、磁法、地表测温法、遥感探测法等)、化学探测法(测氡法)等，而煤火防治能够实现煤火点的准确定位探测是煤火治理的前提条件。二是目前煤火探测技术能够实现在采空区遗煤已发生高温自燃，产生明火明烟，甚至是自燃过后的探测，而针对采空区遗煤在自热升温期的准确探测技术稀少，虽有如体探测法，但该方法易受环境影响探测结果不理想。

因此，如何实现采空区遗煤在自热升温期的温度和位置精确探测技术方法必要且紧迫，是目前研究的重点。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种基于喷洒磁性分散液的采空区遗煤温度磁法探测方法，该方法操作简单，成本低廉，探测效率高，且不破坏原有生态环境，应用前景广泛；且可取代传统人力物力投入较大的物探法、探测结果局限性较大的气体探测法、氡法等，同时又较其它物理探测方法结果更加可靠。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于喷洒磁性分散液的采空区遗煤温度磁法探测方法，其包括以下步骤：

S100、随着采煤工作面的推进，在顶板垮落前向采空区的遗煤表面均匀喷洒铁磁性分散液，以使铁磁性分散液黏附在采空区煤岩表面；