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序（韩德馨院士）1

Preface（ Glenn B．Stracher教授）3

前言7

第1篇 地下煤火地质学研究3

1 地下煤火概况3

地下煤火的基本概念和主要特征3

世界煤田火区分布及典型火区4

中国煤田火区概况7

中国煤矿矿井火概况10

2 煤自燃机理与应用研究12

煤自燃倾向性内因影响及外在条件12

煤自燃机理的主要学说16

煤层自燃机理的应用研究19

煤自燃机理与应用研究发展趋势21

3 地下煤火的环境条件影响及作用标志22

地下煤火的地质条件影响分析22

地下煤火的环境条件影响分析24

地下煤火的环境作用标志27

4 地下煤火的地质分析模型研究31

地下煤火热动力过程模型31

地下煤火的燃烧动力系统模型33

地下煤火的燃烧过程模型37

地下煤火发展的空间演化模型42

5 地下煤火的分类研究45

地下煤火的基本分类方法45

煤层自燃内因分类47

煤层自燃外因分类49

煤层自燃综合成因分类51

第2篇 地下煤火探测方法研究57

6 地下煤火信息传输机理与动态监测研究57

地下煤火的热物理作用及其场效应57

地下煤火发展过程的物理场特征68

地下煤火的信息传输物理模型71

地下煤火动态监测方法设计74

7 地下煤火的探测方法研究77

地下煤火探测与监测的主要任务和技术要求77

基于不同观测平台的探测方法81

基于地下煤火不同发展阶段的探测方法85

面向煤火管理目标的探测方法86

8 地下煤火的地质测量方法88

煤的自燃倾向性测量方法88

地下煤火相关构造测量与分析方法90

地下煤火特征产物测量与分析方法95

火区地质综合测量与分析方法98

9 地下煤火的遥感探测方法100

地下煤火的航天遥感探测方法100

地下煤火的航空遥感探测方法107

地下煤火的地面遥感探测方法113

10 地下煤火的地球物理与地球化学探测方法117

地下煤火的温度测量方法117

地下煤火的高精度磁场测量方法120

地下煤火的视电阻率测量方法122

地下煤火的气体测量方法125

地下煤火的微震测量方法132

地下煤火的高精度电磁频谱探测方法136

地下煤火的综合测井方法应用141

11 矿井煤火的探测方法研究143

矿井煤自燃火源探测方法概述143

矿井煤火的温度探测方法147

矿井煤火的气体探测方法150

矿井煤火主要探测方法的应用154

第3篇 地下煤火信息提取方法研究161

12 煤自燃特性及自然条件下模拟分析方法研究161

煤自燃特性的测试与分析161

煤自燃特性的模型分析方法165

煤自燃过程自然环境因素影响的模型分析方法167

基于COALTEMP的数值模拟与应用分析172

13 地下煤火遥感专题信息的提取方法研究179

地下煤火遥感信息提取方法179

基于遥感数据源的火区专题信息提取方法185

基于专家知识和认识模型的煤火异常信息提取方法194

14 高分辨率遥感的地下煤火特征信息提取方法研究197

高分辨率遥感特点及在地下煤火研究中的作用197

基于地下煤火影像特征的提取方法与流程199

基于地下煤火燃烧模型的信息提取方法201

基于Quickbird的地下煤火影像图谱与信息自动提取方法205

15 地下煤火的磁导成像方法研究211

地下煤火条件下的磁法探测与反演211

地下煤火条件下磁性体积元的时频变化特点216

磁导成像的基本原理及方法221

磁导成像理论模型计算及其规律分析223

汝箕沟煤田典型火区的磁导成像方法试验224

16 地下煤火的电导成像分析方法研究226

电磁测量方法及地下煤火条件下的测量基础226

电导成像测量方法的原理与技术特点230

地下煤火条件下的电导率计算方法233

火区电导成像方法应用实例235

17 地下煤火的三维热场分析模型与规律研究240

均匀介质条件下简单热源的温度场模型240

动态线性模型的数值计算与分析方法243

基于简化模型的地下煤火变化规律的理论分析248

18 地下煤火三维热成像分析方法研究254

均匀介质条件下煤火点源模型数值反演方法254

基于点源模型的煤火热源反演方法261

基于水平层状介质的煤火热源的模型分析263

三维热导成像反演方法及应用266

19 矿井煤火的预测分析方法269

基于煤自燃倾向性的预测分析269

基于煤火标志气体的预测分析273

基于煤矿采空区不同参数模型的预测分析277

基于煤火事件统计的预测方法281

第4篇 基于GIS的地下煤火数据集成与三维可视化方法研究285

20 基于2D-GIS的数据集成与显示方法研究285

新疆地区煤田火区信息管理系统285

宁夏汝箕沟煤田火区环境信息管理系统287

面向地下煤火防灭火工程管理的信息管理系统应用模式292

神东矿区地下煤火信息管理辅助决策支持原型系统296

21 地下煤火赋存环境要素的三维可视化方法301

地下煤火环境要素的基本特点301

地下煤火环境要素的三维地质建模技术302

地下煤火环境要素的三维建模及可视化方法305

基于煤火三维数据的块体模型构建及可视化方法309

22 地下煤火的多模式三维可视化分析方法312

基于地表观测数据的煤火信息可视化312

基于断面-三角网混合模型的煤火地质剖面可视化315

基于数理模型的煤火信息三维可视化316

基于燃烧模型的煤火信息三维可视化318

23 地下煤火三维动态信息管理与分析系统研究320

面向地下煤火三维动态监测和灭火工程的系统总体设计320

系统功能结构及主要模块322

系统开发的平台CoalMiner3D与实现的关键技术325

地下煤火三维动态信息管理与分析原型系统简介328

第5篇 地下煤火探测与监测方法应用研究333

24 国外地下煤火研究与探测实践333

地下煤火的环境影响与社会影响研究333

煤自燃特性与环境条件影响研究335

地下煤火探测方法研究337

地下煤火信息提取方法研究341

国外地下煤火研究的几个实例346

25 新疆地区地下煤火的研究与探测351

新疆煤田火区研究区域概况352

新疆煤田火区分布规律及重点火区概述356

新疆地下煤火的探测与监测方法363

煤田灭火工程主要参数的分析方法365

26 宁夏汝箕沟煤田火区的研究与探测368

宁夏汝箕沟煤田及火区概况368

汝箕沟煤田火区分布及火区变化规律370

煤田火区环境探测与监测方法及应用效果377

汝箕沟煤田火区的环境影响研究379

27 内蒙古乌达煤田火区的研究与探测383

乌达煤田及火区概况383

乌达煤矿综采工艺下煤火空间结构的“导火带”模型387

“导火带”的高分辨率探测与应用分析391

“燃烧系统”探测与应用分析396

28 地下煤火探测与监测工程应用体系研究402

地下煤火探测与监测系统研究402

地下煤火高分辨率四层空间探测与监测体系408

面向煤田火区调查的高分辨率三层空间探测及监测方案411

面向灭火工程的火区详细探测与监测方案412

第6篇 地下煤火的防灭火方法研究与治理419

29 地下煤火的防灭火方法与工艺419

地下煤火防治的主要方法419

防灭火新材料概述422

防灭火实用工艺及主要设备427

30 中国煤田火区灭火方法研究与治理437

中国煤田火区治理与工程管理方法437

新疆煤田火区灭火方法与工程实施440

宁夏汝箕沟煤田火区灭火工程及工艺方法442

内蒙古乌达矿区典型火区灭火工艺方法及工程实施446

内蒙古阿刀亥井田急倾斜煤层的灭火工艺与方法451

神东矿区浅埋藏易自燃煤层防灭火方法与技术455

31 矿井煤火综合防治技术应用458

矿井巷道煤自燃治理458

采煤工作面自燃治理465

邻近采空区自燃治理475

小煤窑塌陷引起的自燃治理480

32 露天煤的防灭火方法研究与实践482

露天煤自燃的主要治理方法482

露头煤自燃的工程治理实例483

地面贮煤场自燃工程治理实例487

33 矿井煤火的风险评估与防治管理体系495

矿井煤火安全管理体系概述495

矿井煤火防治法律法规体系496

矿井火灾危险源辨识和风险评估概述498

矿井煤火危险源辨识和风险评估方法503

矿井煤火防治管理方案的制订和落实515

致谢520

参考文献521