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摘要:

在地震勘探技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，黃土塬煤礦采區(qū)復(fù)雜的地震地質(zhì)條件給地震勘探技術(shù)帶來了更多的難題和挑戰(zhàn)。本文通過黃陵礦區(qū)地震勘探概括、地震勘探成果驗證、地震勘探對黃陵煤礦建設(shè)的指導(dǎo)作用研究地震勘探在黃土塬煤礦建設(shè)中的的應(yīng)用及發(fā)展。

關(guān)鍵詞:

地震勘探;地質(zhì)成果;煤礦巷道掘進;地震資料解釋

煤礦采區(qū)地震勘探技術(shù)歷經(jīng)幾十年的不斷發(fā)展，現(xiàn)已成為煤礦安全開采前構(gòu)造勘探的首選技術(shù)。在地震勘探的應(yīng)用過程中，黃土塬煤礦采區(qū)復(fù)雜的地震地質(zhì)條件給地震勘探效果帶來了諸多不確定因素，降低了地震勘探成果的精度和可靠程度。黃陵礦區(qū)的地震勘探工作從2007年的二維地震勘探開始至今先后進行過多次二維、三維地震勘探，地震勘探技術(shù)在不斷優(yōu)化，取得了豐富的地質(zhì)成果，對煤礦生產(chǎn)的指導(dǎo)作用顯著，隨著巷道的掘進，部分地震勘探成果已經(jīng)被驗證。

1黃陵礦區(qū)地震勘探概括及成果驗證

1.1黃陵礦區(qū)地震地質(zhì)條件黃陵礦區(qū)地處陜北黃土高原南部，地震勘查區(qū)屬于原始森林覆蓋區(qū)，區(qū)內(nèi)溝壑縱橫、懸崖陡峭，森林植被廣泛分布，最大地表高差超過300m。礦區(qū)淺層坡度橫向變化較大，溝谷中部分地段基巖出露，山梁、山坡地帶以第四系黃土覆蓋層為主，中夾多層鈣質(zhì)結(jié)核層;部分地段黃土層下面發(fā)育有一層卵礫石層，這些巖層對地震波的吸收、衰減作用強烈，對開展地震勘探工作極為不利。故黃陵礦區(qū)淺表層地震地質(zhì)條件復(fù)雜。礦區(qū)的主要目的煤層二號煤層全井田分布，層位較穩(wěn)定，可作為資料分析、解釋的標(biāo)志層對煤層起伏形態(tài)及構(gòu)造發(fā)育情況進行分析、研究。

1.2礦區(qū)地震勘探工作黃陵礦區(qū)一號煤礦先后進行了五次二維、三維地震勘探工作，共完成勘探面積約36.44km2，其中三維地震勘探面積21.23km2。黃陵二號煤礦從2007年至2013年先后進行了三次地震勘探工作，完成勘探面積約44.276km2，其中三維地震勘探面積約9.5km2。

1.3一號煤礦地震成果及驗證情況黃陵一號煤礦共解釋斷層24條，均為正斷層，幅值大于10m的褶曲18個，透鏡體一個，異常區(qū)2個。在巷道的掘進過程中，其中7條斷層、2個褶曲、1個透鏡體已得到驗證。其余構(gòu)造特征由于巷道未掘進至該區(qū)域目前沒有得到驗證。地震勘探所獲的地質(zhì)成果經(jīng)過巷道驗證精度較高，其中巷道經(jīng)過斷層15條，驗證9條，驗證率為60%，煤層底板經(jīng)巷道驗證全礦區(qū)準(zhǔn)確率為98%;煤層厚度、采空區(qū)、透鏡體等與巷道揭示基本吻合;黃陵礦區(qū)地震勘探成果總體準(zhǔn)確率達85%。煤層底板驗證情況:在巷道掘進的區(qū)域內(nèi)抽取了29個點，將巷道揭示的煤層底板值與地震解釋煤層底板值進行了對比。其中地震解釋最大絕對誤差為11.2m，位于六盤區(qū)二維地震勘探范圍內(nèi)的617回風(fēng)順槽，最小絕對誤差0.3m，位于二維勘探范圍區(qū)內(nèi)的617回風(fēng)順槽，平均誤差4m。其中三維區(qū)煤層底板驗證點的相對誤差有一個點大于地震規(guī)范中要求的1.5%，位于四號風(fēng)井十三聯(lián)巷，其余驗證點的相對誤差均小于1.5%，二維區(qū)煤層底板驗證點的誤差均小于地震規(guī)范中要求的7%。一號煤礦地震勘探煤層底板準(zhǔn)確率為97%。構(gòu)造驗證情況:黃陵一號煤礦共解釋褶曲18個，8個向斜，10個背斜。其中2個褶曲已經(jīng)巷道驗證，與巷道揭示的相一致。7條斷層已得到巷道的驗證，在驗證的7條斷層中，落差大于5m的斷層4條，這4條斷層與巷道揭示的基本吻合，驗證率為100%，落差小于5m的斷層三條，其中1條斷層與巷道揭示斷層傾向相反、2條斷層在巷道的實際生產(chǎn)中未發(fā)現(xiàn)。

1.4二號煤礦地震成果及驗證情況黃陵二號煤礦地震解釋成果共解釋斷層17條，三維區(qū)褶曲6個，在巷道的掘進過程中，其中8條斷層、2個褶曲已被驗證。其余構(gòu)造特征由于巷道未掘進至該區(qū)域目前沒有得到驗證。煤層底板驗證情況:在巷道掘進的區(qū)域內(nèi)抽取了31個點，將巷道揭示的煤層底板值與地震解釋煤層底板值進行了對比。其中地震解釋最大絕對誤差為14.90m，位于410輔助巷5聯(lián)巷，最小絕對誤差0.2m，201輔助巷6聯(lián)巷。平均誤差4.8m。其中三維區(qū)煤層底板驗證點的最大相對誤差為1.21%，均小于地震規(guī)范中要求的1.5%，二維區(qū)煤層底板驗證點的最大相對誤差為2.38%，均小于地震規(guī)范中要求的7%。二號煤礦地震勘探煤層底板準(zhǔn)確率為100%。構(gòu)造驗證情況:地震勘探在三維區(qū)共解釋了6個褶曲，2個褶曲已經(jīng)巷道驗證，分別為二盤區(qū)的B1背斜和X1向斜。一盤區(qū)的二維地震解釋的褶曲特征與巷道揭示相符。黃陵二號煤礦地震解釋成果共解釋斷層17條，在巷道的掘進過程中，其中8條斷層已得到驗證，最大落差大于5m的斷層6條，其中四條斷層與巷道揭示一致，2條地震解釋斷層經(jīng)巷道驗證不存在，落差大于5m的斷層驗證率為79%。

2勘探成果在黃陵煤礦建設(shè)的作用及發(fā)展

地震勘探成果，特別是對斷層、采空區(qū)、煤層變薄區(qū)等的解釋為礦井的接續(xù)工作和安全生產(chǎn)提供了有力的依據(jù)和重要的參考價值，在解放儲量、規(guī)避風(fēng)險、確保安全、提高效益方面起到了至關(guān)重要的作用。

2.1地震解釋斷層對煤礦建設(shè)的指導(dǎo)作用通過對黃陵礦區(qū)的多次地震勘探，了解到黃陵礦區(qū)構(gòu)造簡單，主要發(fā)育一些落差小于15m的斷層，且以正斷層為主。其中黃陵一號煤礦地震勘探共解釋斷層24條，其中7條斷層已得到巷道的驗證，其余構(gòu)造特征由于巷道未掘進至該區(qū)域目前沒有得到驗證。2010年在黃陵一號煤礦602工作面進行了三維地震勘探工作，通過地震勘探解釋了發(fā)育在測區(qū)西北角的2010DF1斷層和發(fā)育在測區(qū)西南部的2010DF3斷層，且2010DF1斷層落差小于3m，向東延伸穿過北二回風(fēng)大巷，2010DF3斷層最大落差達8m。礦方針對地震勘探解釋成果利用超前探的方法對2010DF3斷層位置進行了驗證，經(jīng)驗證該斷層位置處煤層缺失，存在異常，礦方對設(shè)計巷道及時進行調(diào)整修改，規(guī)避了安全隱患。在巷道掘進至2010DF1斷層位置時加強安全防范，在掘進時發(fā)現(xiàn)了落差2.5m的斷層，驗證了該斷層的存在(圖1)。2012年通過在黃陵一號煤礦八盤區(qū)進行的三維地震勘探，發(fā)現(xiàn)了在八盤區(qū)回風(fēng)巷向北處小斷層發(fā)育，并解釋了走向一致的三條斷層，2012DF3、2012DF4、2012DF5斷層，其中2012DF3、2012DF4斷層落差小于5m，2012DF5斷層最大落差達10m。礦方根據(jù)地震解釋成果在巷道的掘進過程中針對地震解釋斷層采取了有效的安全措施，成功的避免了風(fēng)險，并驗證了這些斷層的存在。

2.2地震解釋對煤礦建設(shè)的指導(dǎo)作用地震解釋煤層發(fā)育對煤礦建設(shè)的指導(dǎo)作用:2011年對六、十盤區(qū)進行二維、三維地震勘探，其中三維地震勘探面積4.00km2，地震資料反應(yīng)出該勘探區(qū)南部煤層反射波發(fā)育異常，表現(xiàn)為二號煤層反射波同相軸逐漸變?nèi)跚曳植?，如圖2所示為該異常區(qū)在時間剖面上的反映。從圖中看反射波呈透鏡體狀，初步認為是由于煤層分叉合并造成的透鏡體構(gòu)造。該異常體的面積約0.077km2，位于1001進風(fēng)順槽北部300m處。在1001工作面實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)了該異常區(qū)域的存在，隨后礦方對該區(qū)域進行了槽波勘探，勘探結(jié)果與地震解釋基本一致。地震解釋采空區(qū)對煤礦建設(shè)的指導(dǎo)作用:2013年對黃陵一號煤礦四號風(fēng)井進行高密度三維地震勘探，三維地震勘探面積2.10km2。通過該次地震勘探，在勘探區(qū)東部邊界附近發(fā)現(xiàn)一處采空區(qū)(見圖3)，地震解釋采空區(qū)面積約為0.15km2，礦方根據(jù)地震解釋成果利用超前探手段驗證了該處采空區(qū)的存在，并確定該采空區(qū)是由于東部邊界外小窯開采造成的采空區(qū)域，根據(jù)地震解釋采空區(qū)位置，礦方及時調(diào)整了巷道掘進方向和施工方案，成功的規(guī)避了煤礦采空區(qū)災(zāi)害的發(fā)生，并在調(diào)整后的施工過程中進一步證實了地震解釋采空區(qū)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2．3地震勘探在黃陵礦區(qū)的發(fā)展回顧黃陵礦區(qū)的地震勘探歷程，經(jīng)歷了二維彎線、二維直線以及三維地震勘探，在這個歷程中，地震儀器在不斷更新?lián)Q代，資料采集、處理、解釋方法在不斷總結(jié)和優(yōu)化，處理、解釋軟件在不斷更新，一些新技術(shù)和新方法也在不斷試驗與應(yīng)用。地震儀器的發(fā)展:2007年在二號煤礦進行地震勘探使用的儀器是德國產(chǎn)的24位summit高分辨率數(shù)字地震儀，到2009年在一號井進行三維地震勘探使用的是408XL高分辨數(shù)字地震儀，到2010年至今在黃陵礦區(qū)地震勘探使用的是目前世界最先進的地震儀428XL高分辨數(shù)字地震儀。資料采集及解釋的狀況:資料采集、處理、解釋方法的優(yōu)化料采集從二維彎線到二維直線最后發(fā)展為三維地震勘探，該觀測系統(tǒng)從10線8炮制48道接收，CDP網(wǎng)格為10m×10m逐漸優(yōu)化到10線10炮制80道接收，CDP網(wǎng)格為5m×5m。資料處理方法從常規(guī)的資料處理到高分辨率精細處理，針對黃陵復(fù)雜山區(qū)采取特殊的處理措施，使用噪音衰減技術(shù)、高頻恢復(fù)技術(shù)、多道反褶積技術(shù)等。資料解釋方法從常規(guī)方法到常規(guī)與新技術(shù)新方法結(jié)合的解釋方法，構(gòu)造解釋從以時間剖面解釋為主發(fā)展到時間剖面與相干體、方差體、振幅頻率地震屬性切片等多種地震屬性相結(jié)合的方法，煤厚解釋從以鉆孔為主發(fā)展到波阻抗反演、屬性技術(shù)與鉆孔相結(jié)合的方法。處理解釋軟件:處理軟件從單一的CGGPlus6300地震資料處理系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在多種處理軟件結(jié)合的方式，有l(wèi)andmark公司的Promax處理系統(tǒng)(美國)、Grisys處理軟件系統(tǒng)(中國)、Omega處理軟件系統(tǒng)、GreenMountain綠山折射靜校正處理軟件系統(tǒng)等。解釋軟件從單一的GeoFram軟件到多種軟件結(jié)合，有JASON軟件、VVA軟件等。

3地震勘探在煤礦建設(shè)中的新認識

3.1小斷層解釋基于黃土塬煤礦采區(qū)的地震地質(zhì)情況，通過系統(tǒng)試驗發(fā)現(xiàn)邊緣檢測、傾角、方位角、曲率、傾角/方位分析等地震屬性對斷層異常反映比較敏感，不同程度上較直觀的顯示出目標(biāo)層的斷層分布，有利于小斷層識別;相干體分析技術(shù)能更清晰的識別斷層和其他地層特征，有助于斷層和地層特征的精細解釋。近年人們注意到斷層對相位的穩(wěn)定影響比較大，在斷層附近相位譜變得不穩(wěn)定，而無斷層塊段相位譜表現(xiàn)比較穩(wěn)定或呈漸變特征，故應(yīng)用相位調(diào)諧體頻率切片比傳統(tǒng)的相位屬性能更加準(zhǔn)確地識別和解釋斷層。

3.2煤厚解釋地震相技術(shù)定性預(yù)測煤厚:地震相是地下沉積構(gòu)造和特征的指示參數(shù)。地震相分類是一種屬性分析和解釋方法，其使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提取地震相。此方法生成的地震相圖可將地震屬性與地下地層構(gòu)造相關(guān)聯(lián)?？蓪⒌卣鹣嗉毞譃樾〗M或小類，各組或各類與一個或多個屬性具有一定的相關(guān)程度。地震相分類圖有助于描繪地震數(shù)據(jù)中的細微變化、增強地震同相軸的分析效果。波阻抗反演技術(shù)定量預(yù)測煤厚:由于黃陵二號礦工區(qū)內(nèi)煤層厚度相對于地震分辨率來說太薄，從地震剖面上無法直接解釋出煤層厚度，所以利用鉆孔數(shù)據(jù)垂向分辨率高和地震數(shù)據(jù)橫向分辨率好的特點，用鉆孔數(shù)據(jù)結(jié)合地震數(shù)據(jù)進行了波阻抗反演，根據(jù)反演結(jié)果可知煤層的波阻抗明顯低于圍巖的波阻抗值，在波阻抗反演剖面上解釋出煤層的頂?shù)装?，從而解釋出煤層的厚度?/p>

3.3瓦斯氣預(yù)測對于煤層氣/瓦斯富集區(qū)勘探來說，煤層氣/瓦斯富集區(qū)通常和構(gòu)造煤的發(fā)育有關(guān)。根據(jù)現(xiàn)有研究表明，構(gòu)造煤和正常煤的最主要區(qū)別體現(xiàn)在它們的AVO屬性參數(shù)上，各屬性參數(shù)包括:截距、梯度、截距+梯度、截距－梯度、泊松比等等。正常煤層的泊松比較小，而構(gòu)造煤層的泊松比較大。圖4為黃陵二號礦二維D1線AVO梯度剖面圖，從圖中可以看出梯度異常連續(xù)性差，并且強度變化大;這表明雖然煤層是連續(xù)，但是，煤層氣(瓦斯)是局部富集的，煤層的滲透率是變化;梯度異常強度大的位置是煤層氣(瓦斯)富集高滲區(qū)。

參考文獻:

［1］蔣加鈺，喬春生，劉永昌．黃土塬地震勘探方法攻關(guān)初見成效［A］．復(fù)雜地表地區(qū)地震勘探實例［C］．北京．石油工業(yè)出版社，1994．

［2］劉偉，曹思遠．地震屬性分析技術(shù)研究和應(yīng)用［A］．中國地球物理學(xué)會第二十三屆年會論文集［C］．2007．

［3］甘嫦華，喻岳鈺．寬帶約束反演技術(shù)在薄煤層厚度預(yù)測中的應(yīng)用［J］．浙江大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版:理工卷，2010，7(11):524-527．

［4］周敏，李貴中．寬帶約束反演技術(shù)在薄煤層厚度預(yù)測中的應(yīng)用［C］．2013年煤層氣學(xué)術(shù)研討會論文集，2013．

作者：徐換霞 韓軍鋒 李君 單位：陜西省煤田地質(zhì)局物探測量隊