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煤炭地下气化将地下赋存的煤炭资源直接进行有控制的燃烧,将煤炭资源直接转化为CH4、CO等可燃气体,而将灰渣留在地下。作为一种新型的采煤方法,与井工式采煤相比,不仅提高了工作人员的安全性,而且降低了对环境的影响。针对乌兰察布埋藏270米的煤层,监测燃烧区的位置和范围,从而实现地下煤炭的有控制燃烧对煤炭地下气化有很重要的意义。本论文以新奥集团承接的乌兰察布地区国家863计划重大研究课题“煤炭地下气化产业化关键技术”(项目编号:2011AA050102)的子课题“气化工作面的综合探测技术”为依托,设计了适合乌兰察布地区的全天候氡气采样装置,将活性炭测氡法运用在试验区的燃烧区位置和范围的监测中,从正常阶段—加压阶段—气化阶段对试验区的地表氡浓度场进行了分析研究,得出了试验区氡浓度场在三个阶段的分布规律。为了能够更好的获取加压和气化阶段氡浓度场的变化规律,对自然状态下的试验区氡浓度分布规律进行了试验研究。研究表明:在地表浅层介质扰动后,即全天候氡气采样装置安置后,试验区的氡浓度场存在一个平衡过程称为装置平衡。而装置平衡后,试验区的氡浓度分布主要与地表浅层介质、地形、气象因素有关,另外频繁的工程活动也是影响氡浓度分布必须考虑的因素之一。在上述研究的基础上,对地下深部加压后试验区的氡浓度分布规律进行了研究,分析了正常-加压-卸压过程中试验区氡浓度均值曲线图、横向(垂直定向钻方向)剖面图以及平面分布图,得出深部加压后地表氡浓度变化分加压下降、加压上升和卸压下降三个阶段,并对三阶段的成因进行了初步的分析。气化阶段的氡浓度分布规律研究中,由于1号试验区工程活动频繁,主要针对3号试验区进行了试验研究。通过氡浓度值平面分布图对3号试验区的氡浓度分布场的变化规律进行了分析研究,在此基础上,运用分形含量-频数法确定了氡浓度异常的下限,从而有效的预测地下气化工作面的影响的位置以及范围,为更好的控制地下煤炭燃烧以及工艺参数的选择提供依据。乌兰察布试验区为低放射性区,活性炭测氡法在乌兰察布煤炭地下气化中对地表浅层氡浓度监测中取得了很好的效果,为地下煤炭的可控制燃烧提供了依据。鉴于此,该方法将可以运用在低放射性区的构造带、采空区、地质灾害等的勘探监测中,从而为低放射性区提供一种新的地球物理勘探方法。