關于召開 2024 山西省煤炭學會煤礦智能化委員會年會暨千人智庫科創(chuàng)服務站工作會的通知

引 言

霍州煤電公司李雅莊礦未新建礦井，根據地質勘探報告提供資料，本區(qū)地質條件屬中等，但根據首采區(qū)即二采區(qū)揭露資料來看，地質條件屬復雜區(qū)，主要是陷落柱和<10m的斷層非常多，陷落柱35.7個/km2，斷層69.6條/km2，嚴重影響了礦井正常的生產，為進一步查明區(qū)內地構造和主采煤層的賦存情況，圈定煤層不可采區(qū)范圍，未采區(qū)設計提供技術依據，我們選擇正在開掘的四采區(qū)進行三維地質勘探試驗。測區(qū)蓋山厚度400m—480m，巖性以粉砂巖、砂巖及泥巖為主，含煤地層未二疊系地層，目標層未山西組2#煤。測區(qū)為單斜構造，地質傾角5°—15°。從設計到提驕傲初步成果歷時3個月，經生產驗證，霍州地區(qū)適于做三維地震勘探，且效果比較理想，技術成果可靠。

1  本區(qū)三維地震勘探的主要技術難點

1) 地表條件復雜。本區(qū)屬典型的山區(qū)丘陵地貌，地表切割十分強烈，地形陡峭，局部地段山勢近于直立，地面高差超過200m，還有村莊等障礙物影響，使地震勘探的側網布置和野外施工非常困難；

2) 黃土覆蓋區(qū)，土質松散，含水分低，能量衰減快，造成個別地段分辨率有所降低，易造成小構造遺漏；

3) 陷落柱比較發(fā)育，且發(fā)育較早，密度較高，與煤層的物性差異較?。?/span>

4) 目標層埋藏深，傾角較大，致使偏移量大，一般在120m—200m之間，如果偏移速度不準，會造成歸位和成像的嚴重偏差；

5）太原組10#煤地質勘探程度低。由于下組煤埋深在km左右，所以井田僅淺部個別孔鉆探到10#煤,且孔斜較大,存在一定的深度誤差.

2  主要技術措施

2.1 野外地震數(shù)據采集階段的主要技術措施

1）針對側區(qū)地表條件復雜，煤層中斷層、陷落柱比較發(fā)育等技術難點，反復進行了野外施工方案和采集參數(shù)，采用縮小CDP網絡、提高發(fā)改次數(shù)，深井、大藥量激發(fā)、靈活設計特殊觀測系統(tǒng)等施工措施，有效的提高了野外資料的質量；

2）針對目的層埋藏深的特點，采用6線8炮制三維束狀觀測系統(tǒng)。10m×40m的地面采樣間隔，5m×10m的CDP網絡，覆蓋次數(shù)提高到16次，克服了目的層深等造成的不利影響。觀測系統(tǒng)的主要參數(shù)為：接收道數(shù)240道，接收線數(shù)6條，接收道局40m，排列長度390m，偏移距離120m，炮點距60m和20m，炮排距60m，最大炮檢距718m。激發(fā)因素以單井激發(fā)為主，采用美國產DS—6遙測數(shù)字地震儀，間隔為1ms，記錄長度1.5s：

2.2  地震數(shù)據處理階段的主要技術措施

1）本次處理的重點十確?！叭摺保焊咝旁氡取⒏叻直媛?、高保真度。為此，在處理流程的設計采用了全三維疊后一步法偏移外，還在速度分析、動校正疊加、靜校正量計算以及隨機噪音衰減等處理模塊中，都運用三維數(shù)學模塊進行計算，以確保最終處理成果的品質和精度；

2）采用初至折射靜校正，使反射波同相軸的連續(xù)性明顯提高。為進一步消除由于地表不均勻性或其他因素給反射波帶來的剩余時差，進行剩余校正，在此基礎上進行疊加速度信息，確保疊加剖面的質量；

3）用反褶積方法，提高信噪比和分辨率；

4）本區(qū)由于地層傾角太大，應用DMO疊加模塊，部分消除地層傾角的影響，使之近似達到疊前偏移效果，使斷點和  褶曲空間位置趨于真實合理；

5）采用三維一步法偏移，完成三維數(shù)據的準確歸位，提高對地震反射界面的成像效果，使得歸位后斷層及構造輪廓更加清晰可靠。

3  三維地震資料的解釋

1）反射波地質層位的標定。在充分分析區(qū)內鉆孔資料及鄰區(qū)地震資料的基礎上，與實際資料相結合，再根據地震時間剖面上鉆孔層位標定出各目的層反射波所對應的地質含義。

   山西組2#煤的反射波，波形特征較為明顯，信噪比較高，同相軸連續(xù)性較好，可以連接追蹤對比。太原組10#煤的反射波，因煤層較薄，波形特征有一定的反映，但頻率較低，信噪比較低，同相軸連續(xù)性一般，基本可以連接追蹤對比

2）斷層的解釋。在地震時間剖面上，解釋斷點的依據為反射波（波組）同相軸的錯段、分叉、合并、扭曲及同相軸形狀突變等。在水平時間切片上解釋斷點的依據為同相軸中斷、錯動、扭曲和頻率突變等。斷點組合為斷層的依據是：

相鄰地震時間剖面上的斷點顯示特征和性質一致；相鄰斷點落差接近或有規(guī)律變化；組合的斷層走向符合區(qū)域地質規(guī)律，構造圖繪制過程中，在構造復雜地段和小斷層附近，加密拾取有效波時間值的剖面密度，使小斷層的最大落差得發(fā)控制，并提高了構造復雜的段等時線的精度；

3）陷落柱的解釋。關鍵是璩解釋出陷落點。在地震時間剖面上解釋落點的主要依據有：反射波或反射波組終止；反射波同相軸扭曲或產狀突變，反射波同相軸產生分叉合并和圈閉現(xiàn)象，反射波相位轉換或反射波振幅突變，特殊反射波的出現(xiàn)，如：繞射波、衍散射波等。

4  技術成果

李雅莊井田處于靈石隆起什林撓褶斷裂帶北盤和霍山斷裂帶之西，受什林撓褶帶和霍山斷裂帶的控制。地層總體為一個走向北東、傾向南東的單斜構造，局部發(fā)育了次一級向背斜褶曲。本次三維地震勘探區(qū)位于雅莊井田4采區(qū)，共完成測線14束，物理點2040個，施工方案合理，工作方法得當，野外施工嚴格，原始記錄質量較好，經資料處理，沒有資料空白區(qū)，處理顯示的水平剖面和縱橫向垂直剖面，目的層齊全，信噪比高，地質現(xiàn)象清晰，取得了豐富的地質成果。

1）共解釋斷層43條，比勘探資料增加17條，這些斷層走向以NE或NNE的正斷層為主。與已揭露的6條斷層中有4條基本一致，修正了8條。實驗后已掘巷道應揭露11條，實際揭露8條。F71斷層發(fā)生了很大的變化。原精查地質勘探報告中F71為一條走向NW、落差20m的正斷層，設計為采區(qū)邊界。經三維地震資料分析，此區(qū)煤層連續(xù)，此斷層不存在，而為一狹窄的、兩翼傾角較大的向斜構造。經采區(qū)軌道巷巷探，證實三維地震資料正確，依此指導度修改了礦井的采區(qū)設計，采區(qū)向前擴展，變單翼開采為雙翼開采，增加了采區(qū)地質儲量。在現(xiàn)掘的2-403工作面的1320m的巷道中，已揭露4條斷層，吻合3條；

2）共解釋陷落柱27個，現(xiàn)已掘巷道及鉆探應揭露4個，實際揭露5個，其中1個直徑為12m的陷落柱未解釋出來；

3）在測區(qū)東部發(fā)現(xiàn)有一走向NE寬度40m-50m古河床沖刷帶，經2-403工作面揭露，位置基本一致。寬度為60多m，煤層因受沖刷厚度由3.4m變?yōu)?/span>1.5m-2.2m，可靠程度較高；

4）地震地質資料，經新開拓的4采區(qū)軌道巷及2-403要作面2條順槽巷的驗證，2#煤底板標高控制較為精確，尤其是原資料沒有提供向斜資料的部位，達到了地質任務要求的深度誤差的目標。

5  結束語

李雅莊井田深部區(qū)或擴大區(qū)遂漸成為今后三維地震勘探的主要區(qū)域。這些地區(qū)一般勘探程度低，目的層深，地層傾角大。為了提高這類地區(qū)三維地震勘探精度，更好地為煤礦生產服務，應進一步加強三維地震勘探新技術的研究和應用，如疊前深度偏移技術的應用。

Three Dimensional Seismic Exploration of Profound Coal Seam in Huozhou Mine Area

Wang Donghui

Abstract     The coal seam is deeply buried,geologic constrction conditions is complicated,the fault,cave pillar is many,construction control degree is low.Introduces the explain method of handing three dimensional seismic information and main technology measures adopted in the course of explain,compares result achieved with practice,by production examining,three dimensional seismic exploration accuracy is high,the cost is low,to take effect is quickly.

Key words   Profound coal seam    Construction    Three dimensional seismic exploration