三維地震技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用分析

■歐陽兆國艷春

（1吉林大學地球探測科學與技術(shù)學院 吉林長春 130012；2黑龍江省地震工程研究院 黑龍江哈爾濱 150090）

三維地震技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用分析

■歐陽兆國1艷春2

（1吉林大學地球探測科學與技術(shù)學院 吉林長春 130012；2黑龍江省地震工程研究院 黑龍江哈爾濱 150090）

三維地震勘探技術(shù)具有十分優(yōu)良的經(jīng)濟技術(shù)合理性。尤其在當前情況下，我國煤炭開采整合工作持續(xù)推進，煤礦企業(yè)所面臨的局面正在不斷改觀，無論是礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)模還是集約化水平都得到了不同程度的提升，對精細地質(zhì)勘探的要求越來越高，該項技術(shù)的應(yīng)用前景異常廣泛。文章以此為視角，結(jié)合梅河煤礦地質(zhì)斷層結(jié)構(gòu)特征進行了分析，以期為高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)和生產(chǎn)，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益提供可供借鑒的信息。

煤礦開采三維地震煤礦斷層應(yīng)用分析

1 三維地震勘探技術(shù)

三維地震勘探技術(shù)分為三個內(nèi)容，這三個內(nèi)容都是需要計算機和相關(guān)軟件來進行的，這三個內(nèi)容主要分為：野外地震數(shù)據(jù)資料采集、室內(nèi)地震數(shù)據(jù)處理以和地震資料的解釋，只有將這三個內(nèi)容完全的實施好，才能說夠?qū)γ旱V勘探起到重要效果。三維地震勘探技術(shù)在提高煤礦勘探準確率和效率上面有著杰出的效果，對于我國經(jīng)濟發(fā)展而言，起著十分重要的推動作用。

2 三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用實例

梅河煤礦位于吉林省梅河口市紅梅鎮(zhèn)，煤田分上下兩個含煤段，上含煤段11層煤，有9個局部可采層。下含煤段4層煤，有2個可采層，各層煤的厚度為0.7～70米，一般為11—25米。煤層傾角在10—60度之間。煤質(zhì)牌號為長焰煤，發(fā)熱量為6000～7000卡/克，屬優(yōu)質(zhì)動力用煤，兼民用。梅河煤田自東至西分別由四井、一井、二井、六井、三井開采，地質(zhì)總儲量為27019.8萬噸，工業(yè)儲量為18285.8萬噸。

3 構(gòu)造條件及斷層變動分析

3.1 構(gòu)造條件

三維地震勘探區(qū)總體形態(tài)上為一單斜構(gòu)造，傾向西，走向近似南北。其煤層傾角一般在12°～17°之間，測區(qū)東南部地層傾角能達到35°以上。測區(qū)內(nèi)斷層較多，構(gòu)造相對比較復雜，精查報告查明的斷層有F2、DF38、F25、DF07、DF01、F48、FB和FD斷層。

3.2 構(gòu)造變動結(jié)果及認識

礦區(qū)內(nèi)斷層的發(fā)育規(guī)律性較強，本區(qū)斷裂構(gòu)造主要分為兩組，即北東向斷層組與北西向斷層組，同時發(fā)育有少量東西向和南北向的斷層。就斷層的性質(zhì)而言，測區(qū)內(nèi)同時發(fā)育有逆斷層與正斷層；落差均小于100m；測區(qū)內(nèi)正、逆斷層的斷層傾角均較大，正斷層的斷層傾角多為65～75°，逆斷層為60～65°。

3.3 區(qū)域內(nèi)主要斷層分析

①F2號斷層：正斷層，位于本區(qū)東南部，走向北東，傾向北西，傾角在70°～80°間；斷層落差大于500m。該斷層地震評級斷點29個，其中A級斷點11個，B級斷點7個，C級斷點11個，鉆孔Y-3號鉆孔控制，為查明斷層。

②F38號斷層：正斷層，位于本區(qū)東北部，走向東西，傾向南，傾角在75°；斷層落差50～750m，在10～12線間發(fā)育，延展長度1.0Km。由61-203、61-208號孔控制，為查明斷層。

③F25斷層：正斷層，位于本區(qū)北部，走向北東，傾向北西，傾角在65°；斷層落差30～75m，在12～16線間發(fā)育，延展長度2.9Km。由80-108、79-110、80-111、07-12號孔控制，為查明斷層。

④DF07斷層：逆斷層，位于本區(qū)的西部，走向北東，傾向北西，傾角在19°～59°間；區(qū)內(nèi)斷層落差0～48m左右；區(qū)內(nèi)延展長度0.426Km。該斷層評級斷點9個，其中A級斷點7個，B級斷點2個，為控制程度較可靠斷層

⑤DF01斷層：逆斷層，位于本區(qū)的西部，走向為北東向，傾向北西，傾角在10°～67°間；區(qū)內(nèi)斷層落差0～39m，區(qū)內(nèi)延展長度0.480Km。該斷層評級斷點14個，其中A級斷點10個，B級斷點4個，為一控制程度可靠斷層。

⑥F48號斷層：正斷層，走向北西，傾向北東，斷層落差5～20m。位于本礦區(qū)外部，對本次研究沒有影響。

⑦FB號斷層：正斷層，位于本區(qū)12～13線間，走向北西，傾向南西；斷層落差50～200m。由99-3、07-9號孔及二維地震控制，為基本查明斷層。

圖1 主要斷層分布圖

4 勘探成果驗證與分析

4.1 煤層賦存形態(tài)的控制

在勘探區(qū)內(nèi)已有地面補充勘探鉆孔6個，井下探巷10個，采區(qū)的開拓工程已經(jīng)完成，并對部分采面進行了采煤工作。對煤層賦存形態(tài)的控制點數(shù)較多，但由于勘探區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，煤層賦存形態(tài)在局部有較大變化，本次三維地震勘探的重點為24、30煤層。24煤層驗證點的平均誤差為5.73m，精度誤差為0.93%；30煤層驗證點的平均誤差為4.62m，精度誤差為0.72%，完全符合三維地震合同誤差1.5%的要求。

4.2 斷層的控制分析

斷層的規(guī)模主要表現(xiàn)在斷層的延展長度及斷距等方面，是對礦井生產(chǎn)影響較大的因素之一，較大規(guī)模的有F2、DF38、F25、DF07、DF01、F48、FB和FD斷層。整體上落差與長度呈正相關(guān)關(guān)系，即落差越大，延展長度越長。本區(qū)的斷層除DF38斷層僅斷到下面三層煤、個別小斷層縱向上遇到大斷層消失外，其余斷層雖然落差在縱向上有所差別，但都錯斷各煤層。

5 結(jié)束語

梅河煤礦已經(jīng)開采40多年，隨著礦井逐漸延深，礦井深部地質(zhì)構(gòu)造越來越復雜，而綜采對地質(zhì)條件的適應(yīng)性比較差，迫切需要應(yīng)用三維地震勘探技術(shù)，加強對煤層賦存狀況、地質(zhì)構(gòu)造的精細控制，以滿足綜合機械化采煤的要求。

[1]王慶瑞論煤田三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用科技論壇2011年第2期.

[2]孫曉飛.淺談煤礦開發(fā)中新型技術(shù)的應(yīng)用 [J]煤礦勘探與開發(fā)，2013，8.

[3]于謙三維地震勘探技術(shù)在宋新莊井田中的應(yīng)用中國煤炭地質(zhì)2011年2月第23卷2期.

X752[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-145-1

歐陽兆國（1979～），男，工程師，在讀碩士研究生，研究方向為地震安評。