三维地震工作站在煤矿的应用与实践——变密度时间剖面的利用

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:满磊
[导读] 摘要:三维地震勘探是最新的地震资料处理与解释技术,在煤矿实际生产过程中,利用三维地震工作站切任意方位的变密度时间剖面,能更好的结合钻孔资料及矿井实揭的地质现象,进一步进行分析、研究,提高地质资料的准确、可靠性。
        淮北矿业股份有限公司 孙疃煤矿  安徽淮北  235000
        摘要:三维地震勘探是最新的地震资料处理与解释技术,在煤矿实际生产过程中,利用三维地震工作站切任意方位的变密度时间剖面,能更好的结合钻孔资料及矿井实揭的地质现象,进一步进行分析、研究,提高地质资料的准确、可靠性。
        关键词:三维地震勘探;三维地震工作站;变密度时间剖面;钻孔;
        一、变密度时间剖面的定义
        变密度时间剖面是三维地震剖面的变密度显示,通过调整色标,突出异常。色标能够便于识别一些小构造。
        二、实例分析(8224风巷、1013机巷实例)
        1)8224风巷实例
        ①巷道概况
        拨门于1028里轨道巷,煤巷段已施工258m,巷道施工至F16点前4.4m揭露正断层DF816,落差8m。
        ②三维地震时间剖面分析
       
        由下图8224风巷三维地震时间剖面可看出,迎头位置存在异常,但异常段不明显,仅是煤层反射波扭曲,因此我们前期分析此断层落差为3m,煤层相对下降。
        ③变密度时间剖面分析
        由下图8224风巷变密度时间剖面可看出,迎头位置出现煤层(红色色标)颜色扭曲,反应的现象比三维地震时间剖面要明显的多,且落差预计要大于3m。
       
       
       
        ④地质分析
        由上图可看出8224风巷方位与2018-10、19-5两孔之间的连线一致,且巷道与连线之间的平距仅有24.7m,因此可认为,两孔之间82煤层的平均上山角度是巷道煤层平均上山角度。
        通过计算,两孔之间的82煤层平均上山角度为19°。(即tan-1(79.23/230.6)≈19°)
        由上图8224风巷实揭地质素描资料分析可看出,巷道82煤层刚揭露时上山角度在24°左右,但随着巷道的施工82煤层角度就开始变缓。在靠近DF816断层90m的施工范围内,煤层上山角度平均14°,这说明前方煤层上山角度可能要急剧变大,或者存在煤层抬升的断层,才能提高煤层上山平均角度达到19°。
        经过计算90m的范围14°上山和19°上山,煤层高程差要相差在8m左右,即tan[(19-14)°]*90m≈7.9m。
        2)1013机巷实例
        ①巷道概况
        1013机巷施工至J18点前21.5m揭露正断层1013ST1,落差3.5m。
       
        ②三维地震时间剖面分析
        由上图1013机巷三维地震时间剖面可看出,迎头位置异常不明显,仅显示煤层突然下山,煤层相对下降趋势。
        ③变密度时间剖面分析
       
        由上图1013机巷变密度时间剖面可看出,迎头位置出现煤层(红色)颜色扭曲、错断,且反应的现象比三维地震时间剖面要明显,比较容易发现。
        三、总结
        通过分析,总结经验和规律:①地质构造的复杂性,直接制约地质分析的精准度。但我们主观上要有一定的“地质敏感度”,巷道岩性、地层倾角、煤层上下山角度的变化,都有可能造成异常地质构造的发生。②综合利用好手中已知的地质资料,要多维度、全面使用地质分析方法。例如变密度时间剖面、钻孔资料等,要互相补充、结合分析。③要大量对比分析实际揭露的地质剖面和三维地震剖面,找出其中对应的反射波现象,总结其中的规律,积极发掘三维地震工作站的其他功能。
        参考文献:
        [1]张爱敏,采区高分辨率三维地震勘探.徐州:中国矿业大学出版社,1997
        [2]中华人民共和国地质矿业行业标准,煤田地震勘探规范.中华人民共和国国土资源部发布,2017.1.9
        [3]煤矿高密度三维地震勘探一体化技术的应用 褚春妍 孙黄莉 工程地球物理学报,2017.3.13
        [4]地震勘探原理与解释 张明学 石油工业出版社出版,2010.08
        [5]地震勘探原理 陆基孟/王永刚 中国石油大学出版社,2011.02
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