Т.В. Селиванова, В.С. Печников, Кен-ичи Итакура

Термомагнитный анализ угольных образцов с целью оценки разрешающей способности геомагнитного метода для мониторинга зоны горения 

Наиболее важной проблемой дальнейшего развития технологии термохимической переработки угольных пластов является мониторинг продвижения огневого забоя в реальном времени. Применяемые в настоящее время методы контроля огневого забоя являются дорогостоящими и технически сложными.

В процессе термического воздействия угольная масса и ее минеральная составляющая претерпевают значительные термомагнитные преобразования, что позволяет предположить целесообразность применения магниторазведки для дистанционного мониторинга развития огневого фронта по простиранию пласта в реальном времени. Для уточнения данного предположения на лабораторной базе Дальневосточного федерального университета были выполнены исследования закономерностей магнитных свойств угля в процессе их термической деструкции. Для обоснования разрешающей способности методов магнитометрии для мониторинга продвижения огневого забоя необходимо экспериментально оценить закономерности изменения магнитных свойств угольных образцов под действием высоких температур. Полученные результаты основывались на теоретическом анализе и лабораторных измерениях. Результаты измерения магнитного момента в постоянном поле при различной температуре нагрева угольных образцов Ургальского каменноугольного месторождения Буреинского бассейна с использованием вибромагнитометра и представлены в статье. 

При нагреве угольных образцов формируется термоостаточная намагниченность, и магнитные характеристики угля изменяются от слабомагнитных до ферромагнитных. Парамагнитный пирит, присутствующий в угольной массе, под действием высоких температур преобразуется в магнетит, присутствие которого даже в малых количествах значительно увеличивает магнитные свойства угля. Следовательно, магнитометрия может рассматривать как возможный геофизический инструмент мониторинга зоны продвижения огневого забоя в реальном времени.

Ключевые слова: уголь, лабораторный эксперимент, угольные образцы, магнитные изменения, термическая активность, термомагнитные преобразования. 

Selivanova T., Pechnikov V., Ken-ichi Itakura

TATYANA V.SELIVANOVA, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Associate Professor, Sub-Department of Geology, Geophysics and Geoecology, School of Engineering, Far Eastern Federal University, Vladivostok. 8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690950, 
e-mail: Selivanova_d@mail.ru
VLADIMIR S. PECHNOKOV, Candidate of Physical and Mathematical Science, Associate Professor, Sub-Department of of Physics, School of Natural Science, Far Eastern Federal University, Vladivostok. 8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690950, e-mail: pech_vs@mail.ru
KEN-ICHI ITAKURA, Professor, Department of Computer Science and System Engineering, Muroran Institute of Technology. 27-1 Mizumoto, Muroran 050-8585, Japan, e-mail: itakura_aewg47@hotmail.com

The coal thermo-magnetic analysis of coal samples to evaluate the resolution of geomagnetic method when monitoring the combusting area

One of the most important problems of coal thermochemical conversion technologies is evaluation of the combustion area in coal seams and rock masses. The modern sensing and control techniques used to monitor the combustion area in coal seams are expensive and technically complicated.

The thermo-chemical conversion of coal mineral components has an effect on magnetic characteristics of coal seam and can be used for a real-time control of combusting area. To specify this, laboratory experiments aimed to investigate the regularities of the magnetic properties of coal in the process of their thermal decomposition were carried out at Far Eastern Federal University. The obtained results were backed up by a theoretical analysis and laboratory measurements. When heating coal samples, thermoremnant magnetisation emerges in them, the magnetic characteristics of coal vary between submagnetic and ferromagnetic ones. The paramagnetic pyrite present in the coal mass converts into magnetite under high temperatures, the smallest quantities of it increases the magnetic properties of coal. So, the magnetometry may be a useful geophysical tool to evaluate the combustion volume and its migration for underground coal gasification.

Key words: coal, laboratory experiment, coal specimen, magnetic behavior, thermal action, thermo-magnetic conversion.