时移航空磁法在煤矿火烧区探测中的应用研究

摘要

煤层自燃后导致上覆地层中的矿物质形成磁性矿物,呈现高磁异常特征,为磁法探测火烧区提供了物性前提。航空磁法在煤矿火烧区探测取得了良好效果,但无法有效探测煤层火烧区发展趋势。针对上述问题,在航空磁法的基础上,提出了时移航空磁法,即在一定时间间隔内开展2次航空磁法探测,根据2次航磁反演结果之间的差值,判断煤矿火烧区随时间的变化特征,达到有效探测煤矿火烧区分布范围及发展趋势的目的。为兼顾起伏地区的地形拟合效果和反演计算效率,采用规则与非规则复合网格剖分方法,即在地表起伏的地方采用四面体非规则网格剖分,在地表以下的地方采用六面体规则网格剖分。结果表明,规则与非规则复合网格剖分方法不仅满足起伏地形条件下对反演精度的要求,而且反演计算效率较四面体非规则网格剖分方法提升了近6倍。基于实际地质情况建立了数值模型,并利用无人机和航空光泵磁力仪进行实际测试。数值模拟和实测结果表明,时移航空磁法能够准确探测火烧区分布范围及火烧区随时间变化的发展趋势,可为煤矿开展防灭火工作提供依据。