随着社会的进步,能源的消耗量依然居高不下,在这些一次能源消耗中,煤炭占据着很重要的地位。但是大量煤矿企业的边角煤和众多遗留煤柱白白遗弃在地下,由于煤炭是不可再生资源,为了减少浪费,更加有效的利用能源,作为现代煤炭开采和应用新技术的煤炭地下气化以其安全性高、投资少、效益高、污染少等优点深受世界各国的重视。煤炭地下气化能否实现工业化的关键在于气化燃烧工作面的监测。通过综合比较重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探几种物探方法,我们优选属于放射性勘探方法的活性炭测氡技术在乌兰察布市煤炭地下气化试验基地进行燃烧工作面综合监测。为了充分反应该地区气化现场氡的初始分布规律、实施压力贯通气化通道过程中以及点火燃烧工艺运行后地表氡气的变化、重新分布规律,在长期进行监测的情况下,需要正确认清该地区氡背景场的分布、变化趋势。但是中、长期的监测不可避免的需要涉及到很多干扰因素,比如众所周知的温度、湿度等的变化。本文是在国家高技术发展计划“863”项目“煤炭地下气化产业化关键技术”专项课题之一“气化工作面综合监测技术”资助下完成的。我们在测氡仪器稳定性以及一致性的基础上,研发和完善了全天候氡气取样装置,这种取样装置同时保证了测孔深度和测孔内采样条件的基本一致。在降低这些系统影响因素的前提下,认真分析了该地区地表浅部不同地质条件下氡气在自然状态下的长期变化规律,提出了影响氡气浓度变化的主要因素是各种气象因子、不同上覆介质以及不同深度。在此基础上对每种影响因素都进行了校正,通过设置与气化现场同步的“基点”,我们提出了针对气象因素的综合校正系数;通过比较不同介质条件下的氡气原始分布状态,我们提出了针对不同上覆介质的校正系数;通过在测点上埋置同一长度的全天候测氡取样装置,我们消除了深度对氡值的影响。通过分析以及校正影响氡气浓度变化的主要影响因素,怎样确定氡值异常区的位置和范围也显得尤为重要。氡气浓度分布兼具有随机性、确定性和区域性的特征,传统的数学方法已经难以精确的描述地球元素的空间分布规律,本文中用趋势面分析法以及分形理论的含量-总量法确定氡值的异常下限,从而确定煤炭地下气化高温影响区域的位置和范围。分形方法能比较有效地描述空间不规则形体,且这种不规则形体的确定性本质可以用分维值来表征;趋势面分析法不仅可以了解某一地区氡值的整体分布状态,而且可以将局部异常从整体中分离出来。与传统确定异常下限的方法相比,这两种方法不仅可以有效地模拟该地区氡气浓度的空间分布特征,而且会保留原始有效异常信息,可以更加合理地区分氡值的正常趋势与异常范围。为了更加有效的突出低放射性背景中的有用异常,在现有的技术条件下,我们希望通过压制或消除各种干扰因素对氡值背景场的影响,争取将外界随机条件的影响降到最低。本文的研究内容不仅指出了随着时间、介质、深度的不同,氡气的自然原始分布状态也是不同的,而且解决了如何在长期监测的情况下消除气象因素、介质、深度的影响,并且提出了在低放射性条件下确定异常值下限的方法,对在此类地区进行地质勘察任务提供了值得借鉴的思路。