基于三维地震资料的河南永夏煤矿区李大庄煤矿探区构造精细解释

河南永夏矿区李大庄矿探区内煤层构造发育。结合区域构造地质背景,在三维地震勘探区开展地层对比追踪、断点解释和组合断层等工作,查明了探区褶皱形态与类型,刻画了断层的数量、密度、性质、断距和展布等特征。研究结果表明:探区褶曲及小的波状起伏较多,主要发育有6个褶皱;共组合煤层断层274条,正断层273条,逆断层1条,其中7条为新生代继承性活动断层;断层密度大,平均为22.7条/平方千米;断层展布方向以NNE和近SN向为主,断层落差5~10 m者为主,亦发育落差过百米者。本次三维地震精细解释工作改变了以往勘探区构造简单的认识,深化了对勘探区构造发育特征的认识,给李大庄生产矿井采矿工作面的合理布置提供了重要地质依据。     

三维地震在海孜32采区的勘探试验研究

为了确定海孜煤矿32采区地质构造发育情况,采用三维地震勘探方法进行了探测。基于32采区地质条件,确定了合理的采集参数及观测系统,并采用Geovecteur Plus 6.1地震交互处理系统对数据进行处理。主要得出以下结论:查明煤层中的断层69条,其中落差大于等于30m的断层2条,大于等于10m小于30m的断层10条,大于等于5m小于10m的断层18条,大于3m小于5m的断层39条。     

济宁煤矿三维地震勘探资料精细处理

本文对济宁三维地震资料进行探采对比、分析,在此基础上开展三维地震资料的精细处理与解释,并及时提供设计工作面、回采工作面的地质动态解释成果[1]。处理结果能够使煤层底板标高的动态解释误差控制在1.0%之内、解释厚度变化趋势、精细解释落差3m以上断层、查明新生界(Q+N)厚度变化、查明区内直径大于20m的其他地质异常体[2]。     

潜山微小断层的表征方法

P油田花岗岩潜山微小断层发育,伴随微小断层形成的构造缝沟通了各类孔隙,形成了良好的储集空间。因此,微小断层的表征是花岗岩潜山储层有效开发的关键。通过微小断层的成因分析,对比不同地震属性,明确曲率属性可以反映微小断层的展布,但效果受地震资料品质的影响。针对P油田花岗岩潜山微小断层的特点,基于成因分析提出一套叠后地震数据微小断层表征的综合方法。首先应用断层加强处理技术压制随机噪音并增强断层边界,进而利用曲率属性进行微小断层的识别,最后对P油田花岗岩潜山的微小断层进行精细表征,并通过钻井实际结果验证了该套微小断层表征方法的合理性。     

推覆构造体下煤层地震探测应用研究

以义马煤田为例,介绍推覆构造体下煤层的地震勘探应用,通过高分辨率地震勘探的野外采集试验、高分辨率资料处理和精细化解释,能够查明推覆构造F16断层的走向、落差、倾向;确定该构造下目标煤层的底板形态起伏变化及分布范围．减小目标煤层的深度解释误差。地震勘探成果为煤矿的开采设计及安全生产提供指导,并将创造良好的社会和经济效益。     

淮北八里桥勘查区构造演化及岩浆岩发育特征

八里桥勘查区位于淮北煤田涡阳矿区,本区构造形态为一走向近南北,倾向西的单斜构造,次级褶曲发育。勘查区内以断裂为主,区内近SN向、近EW向、NW向和NE向等断裂构造交割成网状,且全为正断层,断层间的组合型式主要为阶梯状,断层落差整体较大,大部分断层切割了整个含煤岩系。勘查区中部和南部地区有岩浆侵入,其中中部地区岩浆侵入8-1煤层,但岩浆侵入范围较小,对煤层影响有限;勘查区南部岩浆岩侵入层位以8-1煤层为主,其次为2煤层,岩浆岩侵入范围相对较大,对煤层的厚度、结构及煤质产生较大影响。     

磨溪—高石梯区块断层对裂缝分布的控制作用

为了查明磨溪—高石梯区块断层展布与裂缝分布特征,以地质力学理论为指导,利用地震、测录井、岩芯及相关实验测试资料,识别不同断层类型,划分断层级别,开展裂缝定量预测工作,建立断层与裂缝分布关系模式。结果表明,磨溪—高石梯区块断层在纵向上规模大,延伸长,断开层位多,具有明显的分层性,可划分为3个构造层,且在平面上具有显著的分区性和分带性。不同规模、走向及性质的断层对裂缝的分布影响显著,裂缝密度普遍在1.5～5.0条/m,最高为7.0条/m,高值区主要分布于断层及其周缘。裂缝开度在断层发育带最高可达3 mm。磨溪—高石梯区块是一套断层-裂缝共生系统,主断裂控制次级断裂及裂缝的发育,次级断层控制局部裂缝发育。     

VVA地震属性技术在郭家河井田Ⅱ盘区资料解释中的应用

利用VVA地震资料解释软件中的地震属性技术,通过对均方根振幅属性、最大振幅属性、弧长属性、平均能量属性、落差属性、倾角属性、相似体地震属性的提取,并根据各属性对矿区不同地质任务的反应,选择其效果明显的地震属性对其进行分析,从而达到准确判断断层及解释煤层厚度的效果。     

三维地震连片处理技术在赵固一矿的应用

为了详细查明赵固一矿矿区内煤层的赋存、构造等地质情况,为煤矿生产、安全提供地质保障,笔者对该区进行了多次三维地震勘探。充分利用采集的资料,将两块三维地震资料进行三维连片处理,通过观测系统归一化,面元均化等关键技术处理,取得了较好的处理效果,查明了勘探区内主采煤层二1煤层的埋藏深度、起伏形态及煤层厚度变化趋势;解释了断层61条,奥灰顶界面形态,新生界及二1煤层上覆基岩厚度变化趋势。     

趋势面分析在鄂庄井田构造研究中的应用

针对鄂庄井田断裂构造严重影响开采、开拓及采煤巷道布置的现状,选取7煤层底板标高为地质变量,运用趋势面分析方法,利用最小二乘法拟合,建立了4个二维多项式趋势面数学模型。通过拟合度检验、显著性检验和适度逐次检验,选取1~3次模型进行构造趋势面分析,避免盲目提高次数而使拟合方程产生不利影响。趋势分析结果与勘探成果相互验证,研究表明:鄂庄井田总体为一向斜构造,轴向NE;该向斜自井田中东部发生分叉,形成东、西两向斜,东部向斜是由2个次级向斜和1个背斜相间排列构成的复向斜构造;落差大于30m的断层在剩余图上均有较好的反映,预测了部分勘探并未查明的构造异常区域。     

煤田三维地震综合解释技术在复杂地质条件下的应用

 常规的煤田三维地震解释以时间域运动学信息为主,适用于地质条件不太复杂的情况。如果把这种方法应用于复杂的地下地质构造,则会因为信息量小降低解释的精度和可靠性。多信息、多学科相融合,即地震运动学和动力学相结合,地震与地质、测井多学科相结合,时间域和深度域相结合的综合解释技术是提高复杂地质条件解释精度的重要手段。地震属性技术、三维可视化技术、测井约束地震反演技术和基于空变速度场的时深转换技术是三维地震综合解释的关键技术。以淮南煤田为例,利用全三维可视化技术探测出煤层内的旋纽构造和新构造运动,利用地震属性中的运动学和动力学特征探测出煤系地层中的陷落柱,通过测井约束地震反演方法和基于空变速度场的时深转换技术实现煤系地层及煤层的空间预测,这些复杂地质构造的发现以及煤层的空间预测结果,对于重新评价煤田开采条件和储量具有重要意义。这项综合解释技术通过利用各种地质信息,有效地降低复杂地质条件下的勘探成本,因此,将成为今后解决煤田复杂构造和岩性勘探的主要手段。     

松辽盆地南部M区块扶余油层构造精细解释

松辽盆地南部M区块构造复杂,原构造解释成果是基于二维地震资料得出的,随着近些年的开发,已经不能满足生产需求。近年来补充了很多测井、地质资料,并且对M区块西侧进行了三维地震资料的采集。本文通过对三维资料的解释以及三维资料未覆盖的二维地区的重新解释,最后将解释成果通过软件拼接,在一定程度上提高研究区地震构造解释的精度。本次断层解释所得到的断层与原断层相比,主要在断层数量和断层形态上有所不同,并且通过此次构造解释,一些典型问题也得到了良好的解决,为有利区块的优选和布井方案编制提供了技术支撑,同时提高了老地震资料精度以及地震勘探解决问题能力。     

二维反射地震在煤矿构造与采空区勘查中的应用

很长时间以来,作为山西支柱产业的煤炭行业得到了迅猛的发展。但在煤炭资源的开采中经常会遇到诸如断层、陷落柱等地质构造给采掘带来的麻烦和安全隐患;另一方面由于采掘活动造成的地下采空区也给城市建设、交通规划、生态环境造成严重影响。因此有必要对矿区地质构造和采空区等进行勘探和圈定,以便为煤矿的合理、安全、高效生产和避让、处理采空区提供参考资料。笔者通过对多年来在煤系地层中勘探成果的分析,认为在对断层、陷落柱、采空区的勘查等方面,采用二维地震也能获得较好的效果,其与三维地震比较,虽然在勘探精度方面稍逊,但有经济、快速、方便的优点。本文主要从二维地震反射剖面的异常特征和勘探效果方面进行介绍,共同交流。     

赵楼煤矿1 000 m深孔水压致裂地应力测量及其应力场研究

 赵楼煤矿是目前国内开采最深的非金属矿山之一,处于曹县-郓城活动断裂带上,区内地质构造较为复杂。为了掌握矿区原岩应力场分布规律,应用深孔水压致裂地应力测量技术开展地应力测量工作,获得该矿区2个钻孔中16个测段的应力状态。测量结果表明：矿区最大主应力随深度增加基本呈线性增大,且在800 m深度处应力值有所变化,最大水平主应力为28.45～45.75 MPa,方向NEE,反映出矿区地应力场以水平应力为主导的特点,测量结果可为矿山建设和开采设计提供科学依据。     

基于GIS的汶川地震滑坡灾害影响因子确定性系数分析

 2008年5月12日14时28分,四川省汶川发生了8.0级大地震,地震诱发了数以万计的滑坡灾害。在大约48 678 km2的区域内,采用震后航空像片与多源卫星影像解译并结合野外调查验证的方法,共圈定出48 007个地震滑坡灾害。在此基础上,选取地层、岩性、断裂、地震烈度、宏观震中、地表破裂调查点、地形坡度、坡向、顺坡向曲率、高程、水系与公路共12个影响因子作为汶川地震诱发滑坡影响因子,利用GIS强大的空间分析能力与确定性系数方法,对这12个影响因子进行敏感性研究。研究结果表明：(1) 寒武与震旦系是地震滑坡易发地层,侵入岩组、灰岩为主的岩组是地震滑坡发育的高敏感性岩组;(2) 地震滑坡受中央断裂影响最大,同时还受控于前山断裂,受后山断裂的影响较小;(3) 地震滑坡易发性分别随着地震烈度、与震中的距离、与地表破裂点距离的增加而减少;(4) 坡度大于40°是地震滑坡的易发坡度,E,ES方向为地震滑坡的易发坡向,高程范围为1 000～2 000 m,尤其是高程1 000～1 500 m范围为地震滑坡易发区;(5) 400 m水系缓冲区和2 000 m公路缓冲区范围内滑坡易发性较高。确定研究区内各地震滑坡影响因子最利于滑坡发生的数值区间,为进一步地震滑坡区域评价及预测奠定基础。     

可控源音频大地电磁测深(CSAMT)攻深找盲探测效果分析——以湖南湘中煤矿资源勘查为例

在分析研究不同地层岩石组成成分、接触关系和对应电性特征基础上,利用可控源音频大地电磁测深来寻找隐伏煤层。已知断裂构造F4为本次探测干扰地质体,采用拉大点距的措施有效避免了由此引起的低阻干扰异常,进一步提高物探异常定性解释可靠性。通过后期钻探验证,在ZK4007号钻孔603.1 m埋深见3.21 m厚煤层;同时,在110.3～150.2 m埋深其灰岩破碎、角砾发育,对岩溶构造推断解释也进行了有效揭露。多个钻探在全覆盖区不同深度发现不同厚度的煤层,有力证明了可控源音频大地电磁测深在全覆盖区进行煤矿资源攻深找盲工作是有效的。     

铲状断层三维可视化建模及矢量剪切

断层构形非相似性问题制约着三维可视化建模的发展,铲状断层表现得尤为典型。针对铲状断层非相似结构特征,提出构形相似性建模法,通过铲状断层剖面几何构形进行相似性转化,对铲状断层上、下盘单体进行属性编码赋值,确定单体空间拓扑关系,力求为地质、数学、计算机三方均可接受。采用三维Geo-View——三维可视化地学信息系统软件,基于铲状断层剖面资料建立铲状断层三维数据体,实现铲状断层三维地质体的矢量剪切,包括倾向、走向、水平向和斜向矢量剪切。该建模方法可以为其他三维可视化软件在解决断层建模方面提供借鉴,在岩土工程、盆地模拟、矿山地质等三维可视化应用领域有一定工程价值。     

煤矿井下地质构造对地应力分布的影响

采用小孔径水压致裂地应力测量装置,在典型的急倾斜、特厚煤层矿区——甘肃华亭矿区的大型向斜构造附近进行14个测站地应力测量,以分析向斜构造不同部位的地应力变化。实测数据表明:华亭煤矿、砚北煤矿井下构造应力占绝对优势;在向斜翼部,水平应力较小;在向斜轴部,水平应力急剧增加,增加幅度远大于垂直应力;向斜构造对矿区地应力分布产生严重影响。基于山西晋城矿区的地应力实测数据,分析断层对地应力值与方向的影响。断层附近某些区域水平应力有所减小,大型断层会引起最大水平主应力方向的扭转。在实测数据基础上,采用FLAC3D数值计算软件,分析华亭矿区大型向斜构造周围地应力场分布,并与地应力实测数据进行对比。将地应力实测与数值模拟有机结合,是全面了解煤矿井下地应力场分布特征的有效途径。     

利用地质统计学预测煤层厚度

 煤层厚度是煤矿设计与开采必不可少的数据,准确地预测煤层厚度,不仅能给煤矿提供有力的地质保障,而且还能给煤矿带来巨大的经济效益。煤层厚度预测可根据已知钻井煤层厚度数据通过拟合或回归分析方法来计算,但由于钻孔数据量有限,因此,所预测出的煤层厚度在孔间与外推区域存在较大误差。三维地震资料在横向上具有良好的连续性,若能将稀疏的钻井数据和密集的地震数据有机的结合起来,将有助于提高井间和外推区域煤层厚度的预测精度。协克里金是地质统计学中的一种二元、无偏、最优插值方法,是以区域化变量理论为基础,以变差函数为基本工具。钻井煤层厚度和地震振幅属性在空间上既存在一定的分布规律,又存在局部的随机性,因此可将钻井煤层厚度和地震振幅作为区域化变量,用变差函数进行模拟,预测出的煤层厚度,既可反映钻井数据煤层厚度的变化规律,又可体现出地震数据的变化趋势。利用研究区巷道揭露的见煤点实测煤层厚度数据,对协克里金法预测煤层厚度进行检验,结果发现煤层厚度预测误差大大降低,精度得到明显提高。这种煤层厚度预测方法特别适合在开展过三维地震勘探的煤矿使用。