葛店矿双庙扩大区三维地震勘探

葛店煤矿双庙扩大区位于豫、皖两省交界处。勘探区为一轴向北北东向的不对称向斜构造,地层倾角26°～30°,测区深部有岩浆岩侵入体,严重影响煤层赋存形态;地表条件复杂,村庄密集、河流较多,测区东侧塌陷区水塘大面积分布．三维地震勘探野外施工难度大。本区地震勘探观测系统设计为12线18炮制,为避免偏移归位及叠加次数降低等问题,在向斜轴部两侧、村子周边及河岸处适当加密炮点,并在塌陷区利用钢钎插置检波器以保证CDP点完整性。数据处理采取了叠前反褶积、叠前时间偏移等技术,数据处理效果显著。遵循多波组对比、多个数据体综合解释的原则,以纵向、横向和任意时间剖面相结合,充分利用三维可视化技术进行地震资料解释。本次勘探成果查明了主采煤层三2^2、二2煤层的构造形态及埋藏深度;解释落差5m以上断层34条,其中修改原有断层5条;另外新发现小于5m的异常断点22个。经巷道验证煤层底板标高误差0．43％～1．96％,巷道已揭露断层7条,与解释成果基本一致。     

毛乌素沙漠地震勘探历程及效果

总结陕西省煤田地质局物探测量队在毛乌素沙漠开展地震勘探攻关的三个阶段及各阶段取得的成果,认为该区虽然表浅层地震地质条件复杂,地震勘探难度较大,但勘探精度基本上可以达到解释5m断层的的精度。并以国家重大产业技术开发专项的依托工程,内蒙古鄂托克前旗新上海庙地区SZT井田三维地震勘探为例,对地震激发、接收技术进行改进,并采取精细静校、地表一致性振幅补偿等处理手段,结合多参数信息,进行资料精细解释。成果表明：依托工程野外原始资料甲级率达到70％以上,获得的三维数据体信噪比高,构造及煤层解释成果可靠、准确。     

地面钻探技术在断层勘查中的应用

根据里必矿首盘区地面以往三维地震勘探成果,设计首采3101工作面东侧约90m发育DF₂断层,为了进一步对里必矿首盘区中部的DF₂断层进行验证勘探,确保矿井的安全生产。采用地面钻探技术,对里必矿断层进行了勘查,施工了2个钻孔(钻孔DF₂-1、DF₂-2),共计1 700m,并在3煤、15煤顶、底板30m内取样,查明验证了DF₂断层的发育特征、产状、落差等情况。根据两孔内煤层重复落差情况对比及岩性特征、标志层、层间距等综合判断,该断层为逆断层,结合以往地表三维地震勘探资料,判断该断层走向N10°E,倾向N80°W。上盘位于西侧,下盘位于东侧,上盘抬升、下盘下降,地层及煤层发生挤压,断层倾角25°左右,落差在31～34m。根据钻孔水文简易观测情况,结合矿区水文地质条件、钻孔煤层顶底板地层岩性特征、断层面岩性特征,综合研判DF₂断层在该施工区域内不具备导水性条件,断层导水性对煤层开采影响较小;查明了可采煤层的厚度、结构,并对DF₂断层附近地层...     

基于主成分分析和最近邻算法的断层识别研究

断层是影响煤矿安全的致灾地质因素,查明断层特征是煤矿三维地震勘探的主要目的之一。常规断层解释中采用的人机交互解释方法,其可靠性在一定程度上取决于解释者的经验。为提高断层解释精度,提出一种基于主成分分析和最近邻算法来检测沿目标层断层分布的方法。首先,选择峰峰矿区羊东煤矿作为研究区域,从矿区高精度处理后获得的三维地震数据中提取10个地震属性;然后,采用主成分分析法(PCA)将上述10个地震属性整合为6个综合属性;同时,将属性信息与从矿区15口井和3条巷道确定的139个点的断层信息相结合,构建已知数据信息;在该数据信息的基础上,分别组建出数据集1和数据集2两种数据集,2种数据集的训练集与测试集的比分别为9∶1和3∶7。利用这些数据集以及十折交叉验证的方法,开展基于最近邻算法(kNN)的断层识别准确率测试,数据集1的测试准确率为87.75%,数据集2的测试准确率为71.63%;这表明训练数据量越大,断层识别准确率越高,从而也说明高密度三维地震在该方法的应用中存在一定优势。在对kNN模型的分类性能进行测试时,使用通过PCA进行降维处理的数据作为输入,计算出的分类准确率分别为89.23%和73.79%;这是因为PCA降低了原始输入特征的维数,从而减少了所需的计算量并提高了这些特征的表征能力。综合结果表明,结合PCA和kNN方法可以有效地识别断层分布,减少主观人为因素的影响,提高断层解释的效率。      

三维地震勘探在晋煤集团成庄矿的应用分析

晋煤集团成庄矿位于沁水煤田南部,区内大部分基岩裸露,少部分黄土覆盖,地形以中、低山、丘陵为主,相对高差436．4m,区内村庄较多,地震测量和野外采集难度较大。区内的黄土覆盖区与坡积物区成孔困难,激发条件差。矿区地层较为平缓,煤系地层较稳定,主采煤层及标志层全区基本上可连续追踪对比。成庄矿共施工三维地震勘探面积51．648km^2,解释陷落柱为165个,断层66条,现已验证4个盘区内9个工作面,验证面积达4．68km^2,准确率平均为50％。通过探采对比,证明勘探边界、陷落柱大小、断距落差及长度以及地形条件等因素都会影响到勘探精度。     

应用三维地震勘探技术解释煤田推覆体逆掩构造

在白银市魏家地煤矿,为了查明F1-2断层组走向及其推覆体构造下煤层起伏形态及构造分布情况,进行了三维地震勘探。针对该区复杂的地震地质条件,在资料采集以及处理时均采用了相应的技术措施,获得了品质较高的三维数据体;在资料解释过程中采用常规地震资料解释辅以地震属性解释相结合的手段,解释的推覆体逆掩构造下的地质构造特点比较明显,圈定了断层煤的分布范围。     

三维地震数据动态解释技术在朔州地区煤矿的应用

中国煤炭进出口公司朔州矿业公司所属4家煤矿临近担水沟大断层,地质条件复杂,次生构造发育。各煤矿于2005年均进行过三维地震勘探工作,但从采掘工程对地震勘探成果的验证情况来看,很多落差5~10m的断层均未能查明,严重制约了煤矿的安全生产。为此,结合采掘工程所获得的矿井地质资料,对三维地震资料进行了动态解释,同时利用地震波的运动学和动力学信息,有效解决了影响煤矿安全生产中的地质构造问题,取得了丰富的地质成果。     

利用地震道积分技术识别三维地震解释的陷阱

在铁法某井田内，利用三维地震勘探得到的地震时间剖面上并无断层显示，但巷道揭示有一个落差9m的断层，后采用三维地震道积分，在其时间剖面识别出一个与实际规模相符的断层。为此对该区所有三维地震资料进行地震道积分，解释出一条新的断层。后经巷道验证，该断层位置、性质与解释结果完全一致，可见地震道积分技术可以准确避开三维地震时间剖面上的断层陷阱。     

小面元三维地震勘探技术在西山屯兰矿南五采区的应用

屯兰矿南五采区地形复杂,最大高差达271m,地表大面积为第四系黄土覆盖,激发困难。为探索研究小面元三维地震勘探技术的应用效果。在常规三维地震勘区域内划出1km^2,采用5m×5m小面元进行采集。在地震数据采集过程中,采取了加大激发井深、提高覆盖次数、减小CMP面元网格和加大接收排列等技术措施,做到“四小三高、二中一深、两个等高面”。通过插值、抽线及扩大面元处理。获得2．5m×2．5m×1ms、5m×5m×1ms、5m×10m×1ms、10m×10m×1ms以及不同叠加次数的三维数据体。资料解释工作主要是在5m×5m×1ms、2．5m×2．5m×1ms两个数据体上进行,解释落差大于或等于5m的断层6条,落差3～5m的断层8条;查明长轴直径20～30m的陷落柱4个。30～100m的陷落柱1个,大于100m的陷落柱3个。与相邻区常规三维地震比较,小面元三维地震勘探有利于对小陷落柱、小断层的控制和解释。     

用高分辨率地震技术研究活动断层

基于重大工程前期区域工程地质勘查的需要,在华北平原北部XY地区进行了一次高分辨率P波三维地震和S波二维地震描述、刻画地下活断层的试验研究,取得了本地区浅、中、深不同深度的地震成果。其中F1断层是该区一条重要控制断层,其重、磁、电资料虽有微弱显示,但位置不准确,难以对其活动性进行评价。经过本次综合勘探后,落实了该断层的存在,并发现该断层在工区范围内的中部分裂成F1-1及F1两条断层,F1-1、F1断层在平面上呈北东向“Y”字型展布,断距在纵、横向都呈现显著的分段特征,其断距最小90m,最大可达300m。该次勘探所获纵波反射主频达120～150Hz,活动断层地震成象十分清楚。可见高分辨率三维地震与超浅层横波反射地震相结合,可有效评价活动断层,为防震减灾工程研究提供可靠信息。     

回采工作面煤层动态标定预测技术应用研究

智能开采对于地质条件的不适应问题非常突出,特别是对煤层起伏和厚度的绝对精度提出了更高的要求。三维地震勘探横向分辨率高,能够对煤层起伏进行控制,但在地震解释时,煤层底板高程受时深转换计算影响,存在一定的误差。针对这一问题,以工作面三维地震数据和采掘过程中探煤厚数据为基础,通过不断更新速度场提高煤层底板时深转换绝对精度;同时利用迭代插值算法,不断更新工作面煤层厚度;通过对计算得到的数据进行误差统计和分析。在TJH304回采工作面进行试验,利用工作面巷道和切眼探煤厚数据并结合三维地震资料动态解释后,工作面推采前方煤层底板高程值和厚度值绝对误差变小;特别是距离当前采煤面30 m以内的4个验证点煤层底板高程值误差范围为0.37~0.58 m,煤层厚度值误差为0.32~0.44 m。结果表明,三维地震动态解释技术可最大化将三维地震和井下生产数据有效结合,不断提高煤层空间精度,为智能开采提供预想煤层模型。      

蚂蚁追踪技术在三维地震精细解释中的应用——以淮北祁南煤矿82采区为例

煤矿安全高效开采对小断层、小陷落柱等解释精度的要求越来越高,基于蚂蚁算法的地震属性分析技术能够较好地识别落差3~5 m的小断层。以淮北祁南煤矿82采区三维地震数据为例,采用蚂蚁追踪技术增强异常边界特征,从蚂蚁体沿层切片和剖面上综合分析,提高了对小断层的识别能力。利用蚂蚁追踪技术解释的18条断层异常,其中15条与实际揭露的相比,吻合率较高,验证率达83.3%。      

三维地震及电法综合勘探在晋西北黄土区的应用

晋西北某矿井位于吕梁山黄土塬区,为年产500万t的特大型在建矿井,为查明首采区煤层赋存条件、地质构造情况、以及奥灰与主要含水层的富水性,对该区进行了三维地震及电法综合勘探。其中三维地震勘探查明了勘探区内4#、9#煤层的埋藏深度和起伏形态,解释断层18条,陷落柱4个,褶曲1条,煤层倾角大于15°的区段1处;运用瞬变电磁法结合直流电测深法查明K6、K5砂岩富水异常29处、4#、7#、9#煤顶板岩层富水异常51处,奥灰顶界面-100m富水异常18处。三维地震及电法的综合勘探,不仅解释了该区主要煤层的厚度变化趋势及基岩面和奥灰顶界面深度变化情况,还对落差大于5m断层、直径大于25m陷落柱、煤层、奥灰水以及主要含水层的富水情况、导通关系及相互间的水力联系进行了分析,其结论为解决矿井建设和开采中的地质难题,提供了可靠的地质信息。     

Research and Application of In‐seam Seismic Survey Technology for Disaster‐causing Potential Geology Anomalous Body in Coal Seam

In order to effectively detect potential geology anomalous bodies in coal bearing formation, such as coal seam thickness variation, small faults, goafs and collapse columns, and provide scientific guidance for safe and efficient mining, the SUMMIT-II EX explosion-proof seismic slot wave instrument, produced by German DMT Company, was used to detect the underground channel wave with the help of transmission method, reflection method and transflective method. Region area detection experiment in mining face had been carried out thanks to the advantage of channel wave, such as its great dispersion, abundant geology information, strong anti-interference ability and long-distance detecting. The experimental results showed that: (1) Coal seam thickness variation in extremely unstable coal seam has been quantitatively interpreted with an accuracy of more than 80% generally; (2) The faults, goafs and collapse columns could be detected and predicted accurately; (3) Experimental detection of gas enrichment areas, stress concentration regions and water inrush risk zone has been collated; (4) A research system of disaster-causing geology anomalous body detection by in-seam seismic survey has been built, valuable and innovative achievements have been got. Series of innovation obtained for the first time in this study indicated that it was more effective to detect disaster-causing potential geology anomalies by in-seam seismic survey than by ground seismic survey. It had significant scientific value and application prospect under complex coal seam conditions.     

高分辨率地震勘探在煤田勘查中的应用和效果

本文以河南省永城煤田高分辩率地震勘探生产试验工作为例,介绍了高分辨地震方法技术的特点及其在煤田勘查中应用的地质效果.提高了地震波的观测频率之后,得到了厚2—5m的薄煤层和厚约1m的薄煤层组的强反射波,从而改变了常规中频煤田地震勘探间接探测煤层及其构造的现状,为准确探测煤层构造形态、确定小落差断层创造了条件,还为研究煤层性态及其变化提供了依据.     

透射槽波技术在煤田勘探中的应用研究

槽波地震勘探技术可以有效探查煤层中小断层、陷落柱等地质异常体,在探测精度和距离上明显优于其他煤矿井下勘探方法。透射法作为基本的槽波地震探测方法,具有简单灵活、探测范围大、准确率高等优势。采用透射槽波方法对实际煤矿工作面内断层构造进行探测研究,通过滤波、频散分析、波场及速度分析、能量分析以及透射CT成像等关键技术对实际透射槽波数据进行精细处理,获得准确的透射槽波成像剖面。根据槽波在煤层中受到断层阻断或遇到煤层破碎时其能量将急剧降低的特征,利用透射槽波能量CT剖面,并结合实际揭露情况,解释出12条可靠断层。通过实际煤层工作面透射槽波勘探方法测试,验证了透射槽波方法的有效性以及在煤田断层等构造探测中的实用价值。     

地震勘探方法在赵官井田岩浆岩解释中的应用

赵官井田位于山东省的西北部,该区岩浆岩较发育,有三层岩浆岩呈岩床状侵入到煤系地层中。下层岩浆岩一般位于10煤以下,但在井田局部区域,也会上冲至10煤层,甚至达到7煤层,造成冲断条带两侧煤层底板形态发生剧烈变化,10煤或7煤直接吞蚀。依据赵官井田岩浆岩的发育规律及煤岩性特征,利用三维地震勘探方法查明了井田内三层岩浆岩的赋存状态,尤其对下层岩浆侵入形态以及对煤层的影响进行了解释,否定了以往地质资料中因岩浆侵入煤层而误解释为多条逆断层的存在。赵官庄井田三维地震勘探实例表明,岩浆岩冲断煤层在时间剖面上具有典型的响应特征,并指出下层岩浆岩的上冲的影响井田浅部煤层开采的一个重要地质因素。     

小间距煤层群采区开采地质条件的探测与评价

以开滦钱家营井田二,三采区为例,阐述了小间距煤层采区开采地质条件的采前探测与评价技术,该技术又可称井下综合地震勘探,井下钻探和地质综合评价三结合勘探技术,论述了该技术的可行性,必要性和先进性。     

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。     

反射槽波探测煤层断层构造的应用研究

在实际煤田地球物理勘探中,常规的地面地震勘探技术无法对煤层中的小断层、陷落柱、夹矸等微幅构造体进行精细的探测。相比于地面地震勘探,槽波地震勘探直接在煤层中激发,能量强,范围大,能够精确探测煤层中的微幅构造体。笔者等针对反射槽波地震数据的特征,给出了一种有效的反射槽波地震数据精细处理技术和流程,通过对频散分析以及槽波包络叠加等关键技术进行试验研究,提高反射槽波地震数据的成像精度,进而更准确地识别煤层中小断层等微幅构造。实际煤田反射槽波的应用试验表明,反射槽波勘探准确识别出煤层中的小断层构造,验证了反射槽波勘探技术的实用性以及本文反射槽波地震数据处理技术的有效性。