南方典型煤田不同埋深小断层识别规律研究

小断层是影响煤矿安全高效开采的重要因素。近年来有关小断层的地震波识别方法取得了长足的进步,但对煤田落差5 m以内小断层的识别仍是一大难点。南方煤田一般地形复杂、断裂发育,为推进南方煤田小断层的地震勘探研究,本文选取南方典型煤田——贵州省六盘水煤田作为研究区,通过建立煤系地层地震物理模型进行地震数据采集、处理与解释,从地震波运动学和动力学的角度对不同埋深落差分别为5 m、3 m和1 m的小断层进行识别。研究结果表明:由于煤层处于地表低速层,对于落差1~5 m的小断层采用地震波运动学方法难以识别,而应用动力学方法提取多种地震属性进行分析,发现振幅类属性对于识别小断层较为敏感,分辨能力较强。通过模型试验,在震源频率为60 kHz的条件下,成功解释出落差5 m以内的小断层,结果与煤系地层地震物理模型实际小断层相吻合。     

频谱分解技术在煤田精细构造解释及煤含气性预测中的应用

以煤田三维地震的应用为例,结合其他地震资料解释技术,利用断层等构造引起的相位调谐体上相位不稳定的特性,对山西阳泉矿区南部某矿三维地震资料进行精细构造解释,发现一些常规解释技术难以发现的断距小于5 m的小断层;并基于煤层气（瓦斯）富集引起的高频吸收衰减特性,利用不同频率的调谐振幅变化,预测了研究区15号煤层的含气性.     

地震属性技术在解释小断层中的应用

落差2～5 m的小断层现成为影响煤矿生产效率和安全的一个重要因素。通过实例,探讨了三维地震对小的断层解释。建立了一个断层落差为2 m的地质模型进行数值模拟,并在正演生成的时间剖面上提取了属性,结果显示,虽然断层在时间剖面上看不出来,但在属性上有明显反映,因此利用地震属性技术可解释小断层。对一个实例利用地震属性技术进行了解释,解释出了一个落差2.5 m的断层,与煤矿实际揭露吻合。     

三维地震资料在口孜东矿断层解释中的应用

以口孜东矿区为例,搜集整理采掘工程揭露的断层资料,利用三维地震进行动态解释.系统分析原始数据体在所揭露断层处的地震时间剖面、相干属性切片资料,研究不同落差的断层在地震时间剖面上的响应特征,分落差小于5 m、5～10 m、大于10 m断层在三维地震时间剖面及相关属性上的特征,为今后利用三维地震工作站解释预报断层、指导采掘...     

煤层小断层动力学特征及其影响因素分析与应用

三维地震勘探是煤矿构造勘查的有效手段,但目前的勘查精度尚不能完全满足煤矿生产的需求,断距在5 m以下的小断层勘查精度低,普遍存在复杂地质条件下勘查精度低、断层位置误差大、近距离的多条断层难以分辨等问题。从煤田断层的物性基础出发,建立不同的地层模型,采用数值模拟方法,利用地震波的运动学和动力学特征,分析不同形态断层的地震响应特征,通过提取相关的振幅属性进行定量分析,得出理论上利用地震勘探方法可以识别断层的具体规模。实例证明,研究成果用于地震资料识别断层效果良好。     

地震技术在长治经纺矿区煤储层研究中的应用

基于长治经纺矿区勘探程度较低,又是沁水盆地煤层气勘探开发的潜在区域。利用三维地震技术方法,掌握该矿区3号主采煤层发育的小于5m的小型断层及陷落柱等构造的分布规律。在研究区中部和北部识别出走向东西的12条正断层和1条逆断层,在南部识别出多处陷落柱。将地震属性和钻孔测井参数结合,通过相干性比较提取了平均反射强度、最大波峰、均方根振幅和瞬时频率4种地震属性,定量地分析了煤厚、含气量和孔隙度的发育规律,对地质构造和储层物性等的综合分析,探明了煤层气的富集区和最有利开发区域位于研究区中部。     

淮北平原煤田三维地震勘探

在煤田勘探中,三维地震勘探技术越来越成熟,提高了地震勘探控制小断层、小构造等地质目标的程度,目前基本可以控制落差5m以上的断层,大大提高了地震勘探的可靠程度,减少了在采前补勘中的钻探工程量,降低了勘探成本,为煤矿采区巷道和工作面的布置提供了可靠的基础资料,极大地提高了煤田的经济效益。以金石矿一水平三维地震勘探为例,查明了煤层赋存形态及构造发育情况,给淮北平原矿井设计、规划生产提供可靠的地质资料。     

利用地震属性分析技术解释A组煤层厚度特征

地震属性技术在煤田构造与岩性解释中应用越来越广泛,尤其对准确查明深部矿井地质条件起着重要作用。基于淮南煤田某矿A组煤层三维地震资料,对工作面煤厚变化特征进行精细解释。通过提取20种地震属性,优选出瞬时振幅、相对声阻抗、振幅标准偏差3种属性建立多元多项式统计模型,对A组1煤层厚度及其变化特征进行预测分析。通过巷道实际揭露验证表明,地震多属性分析技术在查明矿井煤层厚度及地质条件等方面具有好的应用效果。     

基于三瞬属性的页岩气聚集区预测研究

在缺乏钻井资料的条件下,通过对地震属性中三瞬参数的理论分析,瞬时振幅、频率与页岩气聚集区有直接的关系,主要表现为地震波能量向低频方向移动;瞬时相位与反射强度无关,能够增强弱的相关同相轴的连续性。对某区二维叠偏地震数据提取三瞬属性,可确定页岩气地层顶底板地震层位,并推断出可能的页岩气聚集区。     

煤田土壤热红外发射率特征及其有机质估算模型

利用傅立叶热红外光谱仪探测煤田土壤的光谱数据和土壤有机质含量数据,分析了原始光谱发射率的特征,求算原始发射率的一阶、二阶导数,分别建立原始发射率、一阶导数、二阶导数与有机质之间的模型,检验和评价了每个模型的适用性。结果表明：(1)土壤的有机质含量随着地表地物类型和周边环境的不同而存在明显差异;(2)无论有机质含量存在多大的差异,热红外光谱发射率随波长的增加的而变化的趋势不变;但土壤热红外光谱的发射率在8-11.5 um范围内最敏感,有机质含量的大小会对其敏感性产生影响;(3)一阶导数、二阶导数的发射率与有机质的相关性明显优于原始发射率数据,发射率数据的导数处理能够有效的增强与有机质之间的相关性,且在该研究区发射率数据的二阶导数与有机质含量相关性最高;(4)一阶导数和二阶导数的热红外光谱发射率与有机质含量之间的拟合函数效果均较为良好,尤其二阶导数发射率的指数函数效果最佳;一阶导数的多元逐步回归拟合模型预测能力略优于线性函数模型。     

煤田三维地震采区小断层解释方法及应用

在煤田三维地震采区,现代机械化综采系统的生产能力和效益在很大程度上依赖于对小断层的精确解释.介绍了煤田三维采区小断层的3种解释方法:彩色变密度剖面识别法、连续的多线对比识别法、断层立体解释法.以山西省寺河煤矿为例,对这3种解释方法进行了详细的解剖.研究表明,彩色剖面显示技术、倾角控制下的相干体技术,配合断层立体解释技术和连续多线对比识别技术,可以较精确地解决煤田三维采区小断层的预测问题,为煤矿安全高效生产提供技术支持.     

三维地震勘探技术在宁夏任家庄煤矿的应用

勘查区共完成三维地震勘探试验物理点132个,收集了4组反射波,通过反射波组研究,解译了煤层深度及起伏形态和断层分布。控制了波幅大于5 m的褶曲,主要为三道沟背斜和黄草沟向斜;查明了三煤、五煤和九煤落差≥5 m的断层,并对落差3～5 m的断点尽可能进行了解释,全区共解释断层29条,新发现断层23条。控制了新生界厚度,为130～240 m,自西南向东、北逐渐变厚。查明了煤层的底板形态,总体为走向近SN、倾向E的单斜。控制了煤层的底板标高（+400～+1 090 m）。未发现其他地质异常现象。     

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。     

OVT域叠前时间偏移在煤田高密度三维地震勘探中的应用

为了提高沁水煤田某矿煤层陷落柱、断层、挠曲等小构造的探测准确率，将OVT域叠前偏移技术引入了高密度宽方位三维地震资料处理中。通过面元划分、五维规则化、OVT域叠前时间偏移、方位各向异性校正时差校正等处理过程，实现宽方位OVT域叠前时间偏移。研究结果表明，OVT域叠前时间偏移保留了方位角信息，可以反映地层随方位角的变化；方位各向异性校正解决了道集的方位各向同相轴“抖动”问题，提高了剖面的分辨率，使小断层位置、陷落柱边界更清晰，“串珠状”现象更聚焦；OVT域叠前时间偏移剖面波形自然、浅层同相轴连续性低频成分更丰富，频带更宽。     

断层的数学模型研究

本文是在断层的教学模型基础上,提取地震波的运动学和动力学传征参数,研究它们在断点上的变化规律及与纵向分辨率的关系,为应用多元地震参数模式识别方法进行小断层识别提供了一定的理论依据。研究结果表明:(1)在信噪比高的地区,可查明5m左右的断层;(2)进行断层模式识别时,应使用有效地震特征参数     

Experiment of dynamic property and transient magnetic effects of coal during deformation and fracture

Combining separated SHPB test device of ?50 mm with ZDKT-type 1 transient magnetic resonance test system, long drop bar of 400 mm was used to impact coal specimens at four different speeds: 1.275, 3.287, 6.251, and 7.404 m/s. The change in waveform, the dynamic mechanical properties, and the generated effect of transient field during the coal deformation and fracture under the loads were discussed and analyzed. While magnetic signals during the coal fracture firstly needed EEMD, decomposition then had a FFT with Data Demon. The main results of the experiment are the following: the main frequency of magnetic signals was between 220 and 450 kHz and the instantaneous frequency during the damage of coal would have the instantaneous jump.     

煤层岩浆岩侵入区的交会图定量预测技术——以卧龙湖煤矿为例

以卧龙湖煤矿某采区实际钻孔资料为基础,建立了8个符合采区实际情况的煤层模型。通过合成地震记录方法,获得了所有模型的正演合成地震记录。并通过地震属性技术,提取了上述模型10号煤层反射波的波峰振幅、波谷振幅、瞬时振幅、瞬时频率和甜面体值等属性。在此基础上,利用交会图技术分析了正常煤层和不同岩浆岩侵入煤层在属性交会图分布上的对应位置;并且利用蒙特卡罗模拟法模拟了更接近真实情况的属性交会图。通过分析蒙特卡罗模拟后的属性交会图,确定了属性交会图预测岩浆岩侵入区的定量划分标准。将此标准应用到实际采区,所划分的正常煤与变焦区、变焦区与岩浆岩完全替代区边界与钻孔数据和井下采掘数据一致,平面摆动误差较小。     

长治盆地霍尔辛赫煤矿三维地震勘探技术研究与应用

长治盆地霍尔辛赫煤矿位于长治盆地西侧,井田内断层和褶曲较发育,岩溶引起的陷落柱较多,需对其进行查明。三维地震勘探技术常用于井下勘探中,基于岩石的波阻抗差异,对地下地质构造进行推断、解释的物探方法。通过在此区开展此方法,详细查明区内新生界厚度、煤层底板起伏形态、断层、陷落柱的分布及其性质。研究得出,3号煤层达到查明程度,15号煤层为控制程度,共发现波幅≥10 m的褶曲7个;发现的6条断层中落差≥5 m的3条为逆断层,＜5 m的3条为正断层;长轴直径＞25 m的陷落柱6个,其中3个为控制可靠陷落柱,另3个为控制较可靠陷落柱;并圈定异常区3处。研究为后续煤矿开采设计提供了详实、可靠的地球物理资料。