地震勘探在八道壕煤礦危機(jī)礦山找煤工作中的應(yīng)用實(shí)例

摘要：八道壕煤礦開(kāi)采已近90年，礦區(qū)內(nèi)資源基本枯竭，急需尋找接替資源。本區(qū)二維地震詳查工作克服了資料采集、處理、解釋中的技術(shù)難點(diǎn)，取得較好的地震效果。查明了主要可采煤層的分布范圍、斷層的發(fā)育情況、采空區(qū)的范圍。通過(guò)地震勘探，為鉆探起到了引路作用，降低了勘探風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)鉆探驗(yàn)證，效果良好。

關(guān)鍵詞：地震勘探；接替資源；八道壕煤礦；資源基本枯竭

前言

危機(jī)礦山項(xiàng)目是國(guó)務(wù)院為危礦企業(yè)尋找后備基地的戰(zhàn)略項(xiàng)目，因此國(guó)務(wù)院非常重視，并委派危機(jī)礦山辦公室直管。八道壕勘查項(xiàng)目是為阜新礦業(yè)集團(tuán)尋找新的后備能源基地，解決阜新礦業(yè)集團(tuán)幾萬(wàn)人下崗再就業(yè)問(wèn)題，所以，該項(xiàng)目無(wú)論從資源角度、經(jīng)濟(jì)角度和政治角度上都是非常重要的。危機(jī)礦山辦公室為了確?？碧匠晒休^高的質(zhì)量，在有限資金的前提下，經(jīng)專(zhuān)家考察論證，采用地震、鉆探和測(cè)井相結(jié)合的綜合勘探手段對(duì)本區(qū)進(jìn)行找礦勘探。在整個(gè)勘探實(shí)施過(guò)程中，始終貫穿一個(gè)總體思路，就是先地震后鉆探，物探與地質(zhì)相互結(jié)合，定性解釋與定量解釋相結(jié)合的原則，本著由粗到細(xì)、由淺入深、由易到難、由已知到未知的工作方法，本著嚴(yán)肅求實(shí)、精益求精，對(duì)國(guó)家負(fù)責(zé)的態(tài)度，充分發(fā)揮先進(jìn)的勘探手段和先進(jìn)的儀器設(shè)備，利用現(xiàn)有資料，最大程度的滿(mǎn)足國(guó)務(wù)院、危機(jī)礦山辦對(duì)危機(jī)礦山找礦的要求。

1 勘探區(qū)地質(zhì)概況

本區(qū)位于天山-陰山緯向構(gòu)造帶與新華系構(gòu)造帶第二沉降帶的交接符合部位，在閭山隆起的東翼，西以高山子-中安堡--北鎮(zhèn)隆起為界，以北屬彰武-黑山盆地，以南是下遼河斷陷盆地西部斜坡帶。八道壕斷陷屬黑山盆地，其主體構(gòu)造方向及基本為北北東向，呈隆坳相間的構(gòu)造格局。本區(qū)的地層由老到新為前震旦系、震旦系、侏羅系的冮臺(tái)山組、八道壕組、白堊系的孫家灣組及第四系表土組成。本區(qū)的主要含煤地層是侏羅系上統(tǒng)八道壕組的下部二段，相當(dāng)于阜新盆地的沙海組三段，成煤性好，屬水進(jìn)期成煤；而另一含煤地層亦是侏羅系上統(tǒng)八道壕組的上部一段，相當(dāng)于阜新盆地的阜新組地層，該地層在本區(qū)成煤不好，只沉積了薄層煤線(xiàn)，屬水退期成煤。見(jiàn)圖1-1和圖1-2。

2 本次地震勘探成果展示

2.1地震勘探施工因素的選擇

2.1.1地震地質(zhì)條件

本區(qū)屬山地，地面海拔標(biāo)高在+61.358m-+205.275m，相對(duì)高差在143.917m。沖溝較發(fā)育，第四系為坡積物，腐植土較薄，約40-50cm，部分地區(qū)巖石裸露，這給地震工作的成孔帶來(lái)了較大的困難。且本區(qū)的潛水位低洼地域4m左右，山地?zé)o潛水位。見(jiàn)圖2-1。

在生產(chǎn)試驗(yàn)前為了更好的了解區(qū)內(nèi)潛水位和激發(fā)層位，首先對(duì)區(qū)內(nèi)進(jìn)行了微測(cè)井工作，目的是了解區(qū)內(nèi)低降速帶厚度和速度的變化情況，以便為試驗(yàn)和生產(chǎn)工作奠定基礎(chǔ)。通過(guò)微測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)資料可知，表層很薄，一般不足3m，速度在470m/s-650m/s間變化；但有一層較厚，厚度一般在10m左右，為強(qiáng)弱風(fēng)化層，速度在1590m/s-1800m/s間變化；其風(fēng)化層下面馬上進(jìn)入高速區(qū)，見(jiàn)圖2-2八道壕區(qū)地震為測(cè)井曲線(xiàn)圖。由此看來(lái)淺、表層地震地質(zhì)條件不太理想。

而深層地層沉積韻律較強(qiáng)，時(shí)代界面和地層層間界面均存在著良好的波阻抗差異，所以深層地層具備良好的地震地質(zhì)條件。見(jiàn)圖2-3。

2.1.2生產(chǎn)前的試驗(yàn)

由于本區(qū)表層條件復(fù)雜，為了獲得野外數(shù)據(jù)采集最佳的激發(fā)和接收參數(shù)，以便能更好地完成此次勘探所承擔(dān)的地質(zhì)任務(wù)，所以必須做好生產(chǎn)前的試驗(yàn)工作。在試驗(yàn)中借鑒了以往二維地震勘探外業(yè)施工中所采用的參數(shù)，但根據(jù)本工區(qū)的深淺層地震地質(zhì)條件實(shí)際，此次試驗(yàn)工作的重點(diǎn)是對(duì)激發(fā)井深和激發(fā)藥量進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)也進(jìn)行了排列長(zhǎng)度、排列方式、檢波器組合及儀器前放增益等試驗(yàn)工作。

根據(jù)全區(qū)的覆蓋范圍及地震地質(zhì)條件，共均勻分布選擇了5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，對(duì)全區(qū)進(jìn)行全面的試驗(yàn)工作，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比確定最佳的生產(chǎn)施工因素。見(jiàn)圖2-4。

2.1.3施工因素的確定

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定野外施工因素如下：按目的層的深度確定炮檢距和接收排列長(zhǎng)度，本區(qū)采用開(kāi)動(dòng)地震儀器道數(shù)48道，道距20m，炮點(diǎn)距20m，檢波器面積組合，單邊下傾激發(fā)連續(xù)觀(guān)測(cè)系統(tǒng)接收。

2.2地震資料的地質(zhì)解釋

2.2.1斷層解釋

對(duì)于落差較大的斷層，在時(shí)間剖面上同相軸明顯錯(cuò)斷、終止，在縱向上造成多個(gè)反射波同相軸錯(cuò)斷，在平面上有相當(dāng)長(zhǎng)的延展長(zhǎng)度，對(duì)比解釋時(shí)能夠準(zhǔn)確的確定斷層位置。見(jiàn)圖2-5。

2.2.2采空區(qū)的解釋

采空區(qū)在相鄰的時(shí)間剖面上的特征、性質(zhì)相同，斷距相等，表現(xiàn)為相對(duì)的二個(gè)斷層或反射波在采空處突然終斷或反射波突然消失。見(jiàn)圖2-6。

2.2.3煤層尖滅點(diǎn)的解釋

煤層尖滅在時(shí)間剖面上的反射特征是反射波在煤層尖滅點(diǎn)處發(fā)生相位轉(zhuǎn)換或反射波突然消失；見(jiàn)圖2-7。

2.2.4鉆探驗(yàn)證

阜新礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司為了加快八道壕勘探區(qū)勘探的步伐，解決八道壕煤礦下一步接續(xù)開(kāi)采的燃眉之急，在二維地震野外施工中在本區(qū)的北部就布置了9個(gè)地質(zhì)勘探鉆孔。按任務(wù)書(shū)的要求，先施工BS1和BS13號(hào)孔。另外又籌集資金開(kāi)動(dòng)7臺(tái)鉆機(jī)進(jìn)行施工，分別為BS8、BS3、BS11、BS14、 BS19、BS24、BS30號(hào)孔。其各孔見(jiàn)煤情況見(jiàn)表1。

從表中可以看出，9個(gè)孔的孔見(jiàn)煤情況同地震預(yù)測(cè)結(jié)果基本一致，見(jiàn)煤的最小誤差是BS3號(hào)鉆孔，誤差為0.54%；最大誤差的鉆孔是BS13號(hào)孔，誤差為7.64-2.15%，平均誤差為4.90%。根據(jù)地震成果解釋?zhuān)珺S8及BS14孔位處不存在與煤層相關(guān)的反射波，認(rèn)為與其它見(jiàn)煤孔位置沉積的物源方向不一致，結(jié)論是近物源快速堆積的粗碎屑沉積，不具備成煤環(huán)境，見(jiàn)圖2-8和圖2-9，認(rèn)定此兩孔不會(huì)見(jiàn)煤。經(jīng)鉆探證實(shí)，BS8在1111.70米終孔、BS14在1232.80米終孔，均未見(jiàn)煤；由此可見(jiàn)二維地震勘探成果十分可靠。

結(jié)束語(yǔ)

地震勘探在煤田地質(zhì)勘探領(lǐng)域已有50多年的歷史，并取得了重大的技術(shù)突破。在找煤勘探階段它起到了引路先行的作用，首先確定構(gòu)造輪廓及煤系地層的賦存深淺和有無(wú)，減少鉆探找煤的盲目性和不必要的投資；其次在綜合勘探中它成為構(gòu)造勘探的主角，可大大節(jié)省鉆探工程量。由于近年來(lái)采區(qū)地震勘探技術(shù)的推廣和應(yīng)用，對(duì)采區(qū)設(shè)計(jì)優(yōu)化、提高生產(chǎn)效率、降低決策風(fēng)險(xiǎn)、保障安全開(kāi)采都作出了巨大的貢獻(xiàn)。上述地震成果就是在八道壕地區(qū)危機(jī)礦山找煤勘探中的應(yīng)用實(shí)例，為下一步鉆探和礦山建井開(kāi)拓設(shè)計(jì)起到了決定性的作用。

本項(xiàng)目的地震資料解釋順利完成，得到了阜新煤業(yè)集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員的大力支持和指導(dǎo)，也得到了東北煤田地質(zhì)局107勘探隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員的幫助，同時(shí)也得到了計(jì)算站處理人員的鼎立相助，在此，謹(jǐn)向他們以及其他關(guān)心、支持過(guò)本次工作的人士表示衷心的感謝！

作者簡(jiǎn)介：謝云宵（１９６８，７，２８－），男，遼寧沈陽(yáng)，工程師，研究方向：地震勘探