三维地震资料在赵庄煤矿构造解释中的应用

基于赵庄煤矿为新开采的富含煤层气矿,矿区构造发育,煤层气的勘探开发前景不明确,为进一步查明本区构造发育特征,利用Landmark软件对赵庄煤矿的三维地震资料进行了精细解释。经地震剖面的构造精细解释,在剖面上共解释了4条断层,23个陷落柱并运用相干体技术直观地观察到该区域内断层和陷落柱的分布,对剖面解释进行了校正;运用地质构造控制理论煤层气富集规律分析结果表明,煤层气主要在向斜及背斜轴部、逆掩断层下降盘及埋深较大的区域富集,而陷落柱则沿逆掩断层、测区中部及西南角大量成片成带发育特征,且具有明显的分布不均特征,使得煤层的连续性较差,不利于煤层气的富集与保存。     

山西地区陷落柱发育规律研究

山西地区岩溶陷落柱已成为矿井开采中最主要的地质灾害之一。为了解决陷落柱问题,文章对山西地区陷落柱的发育规律和陷落柱的空间分布规律进行了研究及三维地震勘探中利用属性技术识别。     

地震属性技术在探测断层和陷落柱中的应用

断层、陷落柱严重威胁着煤矿的生产安全,讨论地震属性技术在探煤田地震勘探中的应用.根据相干体、方差体切片分析相邻地震信号的相似性,进而探测断层和陷落柱的发育情况.通过对五阳煤矿地震资料的分析解释发现,地震属性技术是在探测断层、陷落柱方面效果显著.     

煤层气地震精细解释及储层预测技术探讨

煤层气作为非常规气藏勘探领域,储层性质及成藏条件具有其特殊性。沁水盆地郑庄区块煤层气的生产实践进一步证明,利用地震资料是高效开发煤层气的重要保障。本文通过对郑庄区块地震资料开展精细解释,落实、分析小断层和陷落柱的分布规律,研究3#煤储层性质,利用新技术,精细预测3#煤的分布范围及高含气量的分布区,为煤层气的勘探开发提供了重要的地质依据。     

依兰矿区煤层气成藏模式研究

本文分析了依兰煤田煤层气富集成藏主控因素,研究了矿区内构造条件与水文地质条件和煤层气赋存规律,并建立了依兰矿区煤层气成藏模式,研究表明:煤系顶部和底部发育稳定分布的隔水层,并在矿区中部形成相对滞留区,同时中部发育封闭性逆断层及次级背斜,矿区中部形成煤层气富集带,构成了依兰矿区典型的水力封堵-断层型气藏模式,逆断层所在的矿区中部将会是煤层气富集高产区.     

潞安矿区岩溶陷落柱发育规律及成因分析

通过对潞安矿区岩溶陷落柱专题资料分析,总结出岩溶陷落柱在平面特征、空间特征、发育区域、柱体岩体特征等方面具有很强的规律性,结合对矿区地质背景的研究,圈定了研究区未揭露的岩溶陷落柱并对其导水性进行预测。结果表明,褶曲的转折带、断层的交汇处及尖灭带、奥灰水异常区域是岩溶陷落柱发育的重点区域,决定岩溶陷落柱导水性的内因是自身的胶结状况,外因是地质构造。     

同发东周窑井田陷落柱的形成机理

通过对同发东周窑矿的地质情况进行分析,结合井田勘探钻孔的成果,运用构造分析等方法,重点对该矿陷落柱的分布特点、发育规律以及具体特征进行了阐述,探讨了该矿区陷落柱的形成机理。研究表明:该矿区陷落柱主要受到沉积不均匀的奥陶系石灰岩和大断层的控制。     

分形理论在土城向斜构造复杂程度评价中的应用

利用分形理论对土城向斜构造复杂程度进行评价,按照分维值的最大差值和均值,将研究区分为3个区域:西北部构造复杂区、东南部构造中等区和中部构造简单区。构造复杂区断层分布密集,地层不连续,不利于煤层气勘探开发;构造中等区,断层分布较西北部少。构造简单区,仅发育1条断层F34,较有利于煤层气勘探开发;其次为东南部构造中等区,介于复杂区与简单区之间。     

基于K-means SMOTE和随机森林算法的陷落柱识别模型

为了克服单一地震属性在对陷落柱进行识别时出现多解性和不确定性问题以及样本数据不平衡带来的识别准确率偏移问题，构建了基于K-means SMOTE和随机森林二分类陷落柱识别模型，通过对多个地震属性进行联合分析以达到识别陷落柱的目的。以山西新元煤炭责任有限公司首采区东翼南部矿区作为研究区域，将前方解释人员通过三维地震勘探技术提取到的12种地震属性作为样本特征，并将实际揭露的陷落柱信息作为样本标签，构建地震多属性数据集；通过相关性分析和聚类分析评估以及随机森林重要性分析进行地震属性优选，最终优选相对独立的6种地震属性作为样本特征；利用K-means SMOTE算法对数据集进行平衡处理，补充得到8 992个数据，选取其中6 294个数据作为训练集，2 698个数据作为测试集；基于python语言平台搭建随机森林二分类模型，最终预测陷落柱的准确率可达到87%。通过对比3种常见机器学习分类算法，该模型识别陷落柱的准确率更高。     

开滦范各庄井田岩溶陷落柱发育特征及其主控因素研究

为了预防岩溶陷落柱引发矿井水害的发生,以开滦矿区范各庄矿发育的岩溶陷落柱为研究对象,基于野外勘测、采掘生产资料和钻孔资料数据,分析了研究区岩溶陷落柱的发育特征及分布规律,提出了岩溶陷落柱的井下预测方法,讨论了陷落柱发育的地质主控因素。研究表明：该区陷落柱发育形态多样,剖面上呈大小不一的圆柱状或圆锥状。研究区岩溶陷落柱主要分布于构造复杂的褶曲地带,明显受控于构造特征,分布规律与断层和节理发育密切相关。奥陶纪灰岩顶部长期风化剥蚀为陷落柱的形成提供了物质基础,研究区地下水动力条件对陷落柱发育规模与分布控制作用明显。     

煤层瓦斯富集区时频域低频阴影检测

为了研究地震波在含气地层传播过程中地震波能量衰减、波形变化、横向连续性的变化等特征,实现三维地震资料瞬时谱分解,检测瓦斯富集区的低频阴影特征,在已有煤矿实际地质资料分析基础上,构建了具有代表性的煤层瓦斯富集区地质模型。通过黏弹性地震波动方程正演数值模拟获得了模拟地震记录剖面,并借助于S变换实施了地震剖面时频分析,获得了不同频率成分的处理结果。对比分析结果表明:横向上,煤层瓦斯富集区较原生煤反射振幅更强,且煤层底面反射同相轴整体下拉,瞬时频率降低,具有低Q值的瓦斯富集区地震波高频能量衰减严重,低频成分衰减慢,低频(30 Hz)瞬时剖面中对应瓦斯富集区下方表现为强能量团,当频率增加到60 Hz及以上,瓦斯富集区能量明显低于低频瞬时剖面中对应位置的能量,呈现出明显的"低频阴影"现象。选取核桃峪矿区实测三维地震资料实施时频分析处理,并重点针对8号煤层的地震反射特征和时频谱属性进行对比分析,结果表明煤层瓦斯富集区具有与正演模拟结果完全一致的"低频阴影"特征。利用"低频阴影"不仅能预测煤层瓦斯富集区,而且可以刻画富集区的边界和空间展布,减小三维地震勘探资料预测煤层瓦斯富集区的多解性;经后期实际钻采结果验证,结果吻合较好,证明了利用"低频阴影"检测瓦斯富集区的可行性。     

我国煤层气勘探与开发技术现状及发展方向

介绍了煤层气勘探与开发技术体系的内涵,分析了我国煤层气勘探开发技术的现状与存在的问题,包括煤层气资源勘探技术、煤层气地面井增产技术、煤层气地面井排采技术、煤层气矿井抽采及煤气共采技术。针对煤层气勘探与开发的技术需求,对煤层气勘探与有利区块优选技术、以沁水和鄂尔多斯2个盆地为主的中～高煤阶地区煤层气增产技术、低煤阶地区煤层气单井增产与规模性开发技术、多煤层及构造煤地区煤层气地面井开发技术、煤炭与煤层气协同开采技术的近期、中期、远期规划提出了研究建议。     

焦作矿区煤层气赋存特征及开发利用前景

煤层气富集与地质条件和储层特征密切相关。利用煤田勘查和矿井生产资料,分析了焦作矿区二₁煤煤层气赋存地质条件、赋存特征和储层特征;研究表明,区内煤层气含量与煤层埋深、围岩气密性呈正相关,与水文地质条件呈负相关,并受构造条件制约;预测矿区中部断块和南部断块二₁煤煤层气资源丰富,有较好的开发利用前景。由于煤层渗透率较低,煤体结构变化较大,部分地段不利于通过压裂产生有效延伸长度和导流能力的裂隙,需要进一步探索成井工艺和储层改造措施,以提高煤层气产能。     

煤矿区煤层气三区联动立体抽采理论与模式

为了实现煤矿区煤炭与煤层气2种资源的安全高效协调开发,基于煤炭开发时空接替规律,将煤矿区划分为规划区、准备区、生产区3个区间,分别采用地面钻井排采、地面与井下联合抽采以及本煤层钻孔抽采等不同的瓦斯抽采技术以保证煤炭安全高效生产。根据煤矿安全生产容许最高瓦斯含量数学模型、煤层瓦斯压力数值模拟模型和煤层气立体抽采优化专家系统,创立了三区联动的区域递进式立体抽采模式（晋城模式）,提高了煤炭资源采出率,实现了煤矿瓦斯井下抽采和地面原位抽采2个独立产业模式的有效衔接,解决了煤层气开发与煤炭开采的时空矛盾。     

下霍煤矿矿井瓦斯涌出量预测研究

通过实测下霍煤矿3号煤层的原始瓦斯含量、气体组分等瓦斯基本参数,结合地勘期间的瓦斯含量数据、煤层赋存条件、开采技术条件和设计开采方案,在研究下霍煤矿3号煤层瓦斯含量分布规律的基础上,推测出下霍煤矿井田范围内的3号煤层既有甲烷带,又有瓦斯风化带,采用分源预测法对下霍煤矿一、二采区3号煤层开采时的矿井瓦斯涌出量进行了预测。     

地震反射波属性在煤层厚度预测中的应用研究

在煤炭资源勘探中,对煤层厚度的预测有着重要的意义。介绍了应用地震属性技术预测煤层厚度变化的方法。基于陇东某矿区8号煤层的地震资料,提取地震属性数据;通过对地震属性的分析,优选出最大振幅、均方根振幅、平均能量、中值振幅4种地震属性作为煤层厚度预测模型基本参数,构建地震反射波属性多元回归分析和神经网络模型,对模型进行误差分析和实际结果对比分析,取得了较好的应用效果。     

高承压水体上采煤危险性的多因素综合评价研究

基于高承压含水层上采煤产生的水文地质工程地质问题的复杂性,建立了高承压水体上采煤危险性多因素综合评价模型,通过分析永煤公司陈四楼煤矿水文地质、工程地质及开采技术条件可知,影响研究区高承压水体上采煤安全性的因素多且复杂,确定了煤层底板破坏深度、煤层底板抗压强度、煤层底板隔水层厚度、煤层底板水压、煤层底板标高和断层密度6个因素影响该研究区煤层高承压水体上开采的主控因素。以21111工作面高承压水体上采煤为例,应用高承压水体上采煤危险性多因素综合评价模型,获得工作面的开采危险性指数分区等级图,根据评价结果指导矿井的煤层底板注浆改造,通过煤层底板注浆改造,21111工作面回采时,整个工作面的涌水量约为5 m³/h,主要为顶板砂岩水,底板基本无水。     

临涣煤矿7煤层瓦斯赋存主控因素分析

为了减少瓦斯对煤层开采的影响,在7煤层矿井基本资料、瓦斯涌出量、瓦斯参数测试统计的基础上,对该煤层褶曲、断裂、煤层埋深、煤体变质程度进行分析考察。结果表明,7煤层瓦斯赋存影响的主要因素是断裂构造、煤层埋深,正断层附近瓦斯含量和同标高煤层瓦斯含量相比明显偏低,瓦斯含量整体上随煤层埋深增大而升高。褶曲、煤体变质程度等局部区域地质构造对瓦斯赋存的影响具有不均衡性,造成了东部区域瓦斯含量和西部相比偏高。     

晋城煤层气井采出水的水质分析

煤层气开采过程中,需采出大量水以降低煤层中静压,便于煤层气解吸,而采出水的处理是影响开采进程、采气量以及整个项目投资的一个重要因素.山西晋城地区煤层气井采出水最明显的特征是高矿化度和高盐度,且采出水中的某些元素含量不很稳定,在开采初期和中后期离子含量有很大变化,而pH值和硬度一般不超过国家标准.     

开采扰动下逆冲断层滑动面应力场演化特征

复杂地质构造与煤矿冲击地压关系密切,也是世界范围内煤矿安全开采的重要课题,断层滑移失稳诱发冲击地压的机理及前兆信息是煤炭安全高效开采的理论前提和重要保障。工作面开采扰动时,以断层滑动面上应力场演化特征为研究对象,通过相似模拟和数值模拟,研究断层滑移失稳时的前兆信息。以义马千秋矿21221工作面为工程背景,建立了F_(16)逆冲断层赋存条件下的水平加载相似材料模型,运用应力监测和声发射监测的手段,分析了开采扰动下断层滑动面切应力的动态演化特征,研究了工作面开采过程中断层面上声发射事件数的分布规律;通过建立断层赋存条件下的工作面开采的数值模型,研究了断层区域岩层裂隙发育情况,分析了断层滑移失稳时切应力分布和能量释放的动态演化特征;通过相似模拟和数值模拟中应力场、声发射和能量场的分布规律,总结了断层滑移失稳的前兆信息。研究结果表明:断层滑动面切应力和声发射分布特征表现出3个不同的阶段,即水平载荷施加阶段,工作面开采阶段和断层滑动失稳阶段。载荷施加阶段,断层滑动面不断积聚能量,声发射事件数激增;工作面开采过程中,断层频繁受开采扰动,正应力与切应力两者变化不同步。开采初期,正应力处于较大值而切应力较小。随着工作面的开采,正应力与切应力的变化情况相反,正应力逐渐降低,切应力逐步增大。工作面接近断层时,断层滑动面切应力表现为逐步降低的过程中陡然增加的特征;断层滑动前期,断层构造在失稳前仍然积聚大量应变能,声发射事件数出现较少或者缺失的现象;当岩层垮落诱发断层滑移失稳时,能量在不断释放;断层区域内声发射事件数则在近似恒定不变时突然激增。断层滑移失稳前声发射数较少或恒定不变与微震监测中的"缺震"现象较为吻合,即微震事件数在断层滑移失稳前或冲击地压发生前突然出现减少,发生后激增的现象。因此,断层滑动面应力和声发射事件数的激增变化特征可作为断层滑移失稳的前兆信息。