煤田陷落柱特殊波对陷落柱解释的影响

对典型陷落柱建立圆锥状陷落柱数学模型,采用波动方程法对陷落柱模型进行地震射线追踪和波场模拟。模拟结果说明:由于陷落柱构造形态的特殊性,在陷落柱附近形成了正常煤层反射波、断陷点绕射波、延迟绕射波、延迟反射波及柱顶绕射波组成的纵波波场。在此基础上,模拟野外放炮,然后对生成的单炮记录进行常规处理,形成叠加、偏移剖面。通过对正演剖面和实际揭露资料分析,认为陷落柱特殊波的存在,是判别陷落柱构造的一个重要特征,但又造成了实际揭露陷落柱规模往往小于地震资料解释结果。将研究结果用于实际勘查,效果较好。     

利用三维地震解释技术识别煤田陷落柱

三维地震资料能够识别的陷落柱大小与三维地震横向分辨率密切相关,在三维数据体中,三维偏移剖面的最佳水平分辨率取决于反射界面的平均速度及零相位子波的中心频率。为验证三维地震资料分辨陷落柱最小直径的能力,设计了9个直径从30 m到100 m不等、影响深度不同的陷落柱模型,其波动方程正演结果表明:陷落柱直径大小、垮塌高度都对地震反射波产生影响,进而影响到地震解释陷落柱的精度;陷落柱的直径与垮塌高度越大,则其在地震剖面上的反映越明显,反之则不易识别。并通过煤矿采区三维地震勘探技术应用实例,展示了常规三维地震解释技术结合方差、曲率等多属性综合分析技术在识别煤层陷落柱的有效性。     

密度大与规模小陷落柱工作面透射槽波探测应用

山西某矿工作面内小陷落柱较为发育,且密度较大,极易在回采前被漏测,抑制了工作面的正常回采,给矿井安全生产带来潜在威胁。利用具有较高的射线覆盖次数,多方位的射线观测方式的透射槽波方法进行探测,并采用CT成像技术解释。结果表明:透射槽波可以比较准确地探测工作面内陷落柱的边界和位置。     

煤田陷落柱的超声模拟分析

通过超声波模拟试验, 研究了煤层陷落柱的反射波组和绕射波组特征以及绕射波组对反射波组特征的影响。结果表明, 煤田高分辨率地震勘探资料在目的层埋深200～500 m时, 经过三维偏移后, 可以将菲涅耳带半径收缩到1/5～1/3, 能够准确地解释直径大于30 m的陷落柱;对直径为15～30 m的陷落柱解释结果也较为可靠, 有效地提高了勘探精度。     

小陷落柱异常波提取及其特征的模型研究

通常情况下,较小规模陷落柱的地震响应特征不明显。运用矩阵的奇异值分解(SVD)方法,通过对三维模型数据的处理,把煤层反射波作为被压制的对象,突出断陷点所产生的绕射波,以达到提高对较小规模陷落柱地震解释的目的。实际运用效果较好。      

煤层陷落柱多波地震数值模拟与成像研究

陷落柱是煤田勘探开发中常见的地质灾害体,陷落柱的精确探测一直是煤田安全生产研究的重点,单纯依靠常规纵波地震勘探技术难以满足现阶段煤田精细勘探的需求。多波地震勘探技术能够获得纵波和转换波地震资料,提供更丰富的波场信息,且转换波对于埋深较浅的小幅度构造有更高的分辨率,充分利用多分量地震资料可以有效的提高地震勘探的精度。本文将多波地震技术应用到煤层陷落柱研究中,利用数值方法对煤层陷落柱进行多波地震勘探模拟研究,采用弹性波有限差分方法对构建的陷落柱模型进行多分量正演模拟,然后分别对波场分离后的PP波和PS波地震数据进行叠前深度偏移成像测试。通过对两个小尺寸陷落柱模型进行多波地震数值试算表明,多波地震勘探技术是一种有效的煤层陷落柱探测方法,充分利用多波地震资料有利于查明煤层陷落柱构造,对陷落柱取得更好的勘探效果。     

地震属性解释技术在探测陷落柱中的研究与应用

为有效识别采区中陷落柱,提高煤田地震勘探的解释精度,在三维地震数学模型的基础上,设计了相对容易建立的三维陷落柱模型。通过正演模拟,对提取模型数据的地震层属性、方差体属性进行研究、分析、优化与筛选,最终得到对陷落柱反应灵敏的地震属性。将该研究成果应用到某勘探区的资料解释中,解释成果经采掘资料验证．该方法选定的地震属性具有较高的构造识别精度。     

巷道超前探测散射成像处理技术

国内外在隧道施工过程中已开始应用反射波法超前探测前方小构造,如断层、陷落柱.由于前方的断层面、陷落柱界面起伏不平,所以接收到的反射波能量较弱,难以精确成像,而基了惠更斯原理的散射成像方法能充分利用地震信号的全波场信息,具有较好的偏移成像效果,散射成像为巷道超前探测提供了一种可行的成像方法.笔者通过建立巷道超前探测模型,分析了散射成像处理技术的效果,验证了散射成像方法应用于巷道超前探测的可行性.     

波阻抗反演技术及其应用效果

山西潞安常村矿N4采区位于常村井田西北部,区内煤系地层较平缓。其煤层密度、速度与上下围岩有较大差异,特别是3^#、15^#煤层可形成能量较强的反射波。在常规地震剖面上,15^#煤层反射波为无法区分三个分层的复合波,经STRATA反演后其地震剖面明显存在三个独立的反射波,特别是15^#-3煤层的波阻抗明显低于围岩的波阻抗。通过实例还发现,地震反演技术的应用能够明显提高地震资料的解释精度,可精确划分地层,解释断层及陷落柱。地震反演技术在测井资料与连续观测的地震资料结合的基础上,可以突破地震频带的限制,提高纵向分辨率。     

复合煤层中夹矸对槽波探测解释断层落差的影响

槽波地震勘探技术在探测工作面内部断层、陷落柱发育情况、煤厚变化等方面已经取得较好的应用效果，现已成为井下地质构造探测的首选方法。但对于含夹矸的复合煤层地质构造的探测，槽波方法还存在一定的问题，为研究复合煤层中夹矸对槽波地震探测中断层落差解释的影响，通过建立不同的数值模型进行正演分析，并选取山西某矿复合煤层进行槽波探测试验。研究结果表明:复合煤层中的夹矸对槽波探测解释断层落差有较大影响，夹矸的厚度与煤层差异较小时，槽波探测解释断层落差时的单位煤厚标准应为复合煤层的总厚度；差异较大时，单位煤厚标准应为激发接收层的单一煤层厚度。研究结果可为槽波实际资料的解释、分析提供参考依据。      

陷落柱地震波超前探测数值模拟与应用

针对陷落柱与周围煤体之间存在明显波阻抗差异的特点,建立巷道内地震波超前探测陷落柱数值模型。采用波场正演模拟方法,分析巷道前方存在陷落柱时的地震波场特征,总结出基于绕射偏移的陷落柱边界探测方法。在新元矿南二正巷实际超前探测中,该方法准确圈定了巷道前方陷落柱的范围。探测结果和实际揭露情况对比表明：地震波超前探测技术可以对巷道前方120m范围内的陷落柱构造进行有效预测。     

地裂缝三维地震勘查资料数字处理技术探讨

苏锡常地区地裂缝地质灾害发生地区,大都具备地震勘探条件,一是地裂缝在水平方向上的延伸具有方向性,二是在垂向上具有可分辨的拓展深度。在遭受地裂缝破坏的地区,其地震时间剖面将会出现反射波同相轴错断、反射波能量转换、反射层产状变化和反射波增减等特征。根据该区资料试处理效果及有关处理参数的测试原则,确定了地裂缝三维地震勘查资料处理流程:在预处理阶段,着重做好道编辑、静校正和反褶积;在部分时间偏移(DMO)叠加阶段,重点做好速度分析,剩余静校正;在叠加之后偏移之前做好随机去噪及偏移方法的测试;在偏移之后作好反Q滤波,信号增强等处理。另外还可进行波阻抗、振幅层拉平等特殊处理及三瞬处理。通过上述各项资料处理工作,为探测研究地裂缝分布规律提供了可靠的解释依据。     

三维地震小面元采集技术在晋城矿区的应用

依托“西部煤炭资源高精度三维地震勘探技术”工程,对晋城矿区进行了旨在提高小断层,小陷落柱探测能力的高密度三维地震勘探。根据面元选择因素及该区地质任务,采用5m×5m网格进行野外数据采集;考虑炮检距、方位角、覆盖次数、排列片横纵比及煤层埋深（350～500m）等因素,采用中点放炮、60道接收,24次覆盖（横向4次,纵向6次）的8线16炮束状观测系统,基岩中激发。原始资料经同一处理流程后,获得5m×5m×1ms、5m×10m×1ms、10m×10m×1ms及2.5m×2.5m×1ms不同单元的三维数据体多个,通过对比可以发现小断层,小陷落柱在其小面元叠加时间剖面、顺层切片及相干切片都有清晰的反映。实例说明,小面元采集技术可以提高对小构造的纵、横向分辨能力,满足山区对三维地震精确勘探的要求。     

三维地震技术在探测煤矿腔状采空区中的应用

采用三维地震勘探方法对采空区进行勘探,虽积累了大量的经验,但在实际应用中,解释误差依然存在,尤其是煤层顶板悬空,并在一定范围内呈"腔状"类型的采空区,会出现较高的"漏检率"。为此根据实际地层序列设计了地质模型,对采空区的地震反射波场特征进行了研究。将腔状采空区充气、充水时的正演地震剖面,与煤层开采前正常地层波场响应特征进行对比发现,煤层开采后将会产生比正常波场能量更强的反射波组。另外根据腔状采空区充水和充气反射波最大振幅及反射波频谱对比结果,还发现充气时产生的反射波能量比充水时产生的反射波能量强;充气时产生的反射波频率比充水时产生的反射波频率要低。山西左权佳瑞煤业有限公司的应用实例佐证了三维地震勘探技术探测腔状采空区的有效性。     

利用地震模拟技术研究逆断层的断点位置

在地震资料解释阶段,可根据解释结果进行正演模拟,以验证解释结果的可靠性,并通过模型正演方式了解地下波场的细微变化,提高解释精度。依据内蒙古鄂托克前旗沙章图矿区DF2逆断层的赋存形态,建立的地质模型,并围绕其逆断层的断点位置、埋深、地层速度等,对各种接收排列进行射线追踪实验。通过改变开动的道数、道距及偏移距,观察各种参数下射线追踪的分布情况及模拟时间剖面的面貌。正演结果表明利用射线模型追踪的模拟地震反射剖面与实际时间剖面完全吻合,其确定的逆断层断点位置及断面倾角合理。     

四川复杂山地煤炭三维地震勘探效果

以GLSP煤矿三维地震勘探为例,针对勘探区内复杂山地条件、表浅层及深层地震地质条件下进行激发参数选择实验,确定了适合该区三叠纪砂质泥岩、砾屑灰岩、泥质粉砂岩和石灰岩等四种不同裸露基岩的施工方法,即三小（小道距、小线距、小面元）三高（高频记录、高采样率、高爆速成型炸药）三维地震勘探的野外数据采集方法,并提出了满足山地特点的精细地震资料数字处理技术及流程,解释采用人机联作加全三维立体可视化技术。本次勘探查明勘探区内落差大于等于5m的断层38条,控制主采煤层C13、C19、C25的赋存形态及深度,并预测了主采煤层的厚度变化趋势,对陷落柱的平面分布形态、垂向延伸变化规律及老窑采空区的分布范围进行了解释。     

相干体技术在识别小断层和陷落柱中的应用

相干体技术是利用三维数据体来比较局部地震波形的相似性,相干值较低的点与反射波波形不连续性相关。对相干数据体作水平切片图,可揭示断层、岩性体边缘、陷落柱、不整合等地质现象。以山西省某三维地震数据体为例,利用Geoframe软件计算相关体,借以解决煤田地质勘探中识别小断层和陷落柱等地质问题。     

综合地震勘探方法在陕北煤田采空区探测中的应用

基于陕北黄土塬煤层采空区地震勘探方法研究项目,在该类复杂地质背景和地震地质条件下进行了煤层采空区多种地震探测方法的应用。探测中依据不同的地震勘探方法原理,针对同一目标地质体,提取了识别其地震波场的响应特征:①在地震反射时间剖面上呈现反射波组中断缺失、不连续特征;②在折射层析速度剖面上反射为低速异常;③面波记录出现强能量基阶面波传播中止(波散),面波速度剖面呈现为低速异常,频散曲线发生畸变(呈"之"字型回折);④煤层采空区边界显现出散射波特征。这些地震波场特征在鄂尔多斯等地的煤层采空区探测中也已得到验证。陕北煤田采空区探测实例表明,采用综合地震勘探方法探测可有效解决单一方法的多解性问题,提高其成果的准确性和可靠性。     

高密度采集技术在西部煤炭资源勘探中的应用

结合中国煤炭地质总局承担的国家重大产业技术开发专项“西部煤炭资源高精度三维地震勘探技术”依托工程的研究成果,介绍了高密度三维地震勘探的概念、技术特点和优势。高密度三维地震采集技术与常规三维地震技术相比,具有高覆盖次数、小空间采样间隔、宽（全）方位角、均匀炮检距道集等特点,在资料采集和处理过程中容易接收并保护宽频数据,实现高信噪比、高分辨率、高保真度。实例说明小网格和高覆盖次数可有效提高地震资料信噪比和地震反射波的连续性,提高小构造的检测能力。根据多个依托工程的实施情况,提出了高密度三维地震采集技术对设备及野外采集的要求。     

高精度三维地震勘探技术在煤田安全生产中的应用

高精度三维地震勘探技术在提高数据采集密度的同时,可以有效提高地震信号的信噪比及纵横向分辨率,为解决复杂地区的精细构造解释及煤矿瓦斯预测奠定良好的数据基础。在淮南某煤矿采用了5m×5m小面元、64次覆盖、纵横比为0.8的高精度三维地震采集技术,及叠前去噪、保持振幅、提高分辨率、叠前时间偏移等处理技术,获得了高质量的地震剖面。在解释工作中,将方差、曲率等属性进行综合分析,有效提高了解释的准确性。该研究区的高精度三维地震勘探实例表明,沿煤层的方差体切片,可以有效识别断距2~5m的断层;方差属性和曲率属性能够清晰显示20m左右的小陷落柱,且不受附近大陷落柱等地质体的影响;而利用叠前道集数据得到的煤层泊松比与煤层气呈负相关关系,即低泊松比区为煤层气(瓦斯)的相对富集区,并与断层关系密切。