姚莊煤礦二1煤層底板形態(tài)的二維地震解釋

◎木宗勇

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姚莊煤礦二1煤層底板形態(tài)的二維地震解釋

◎木宗勇

為提高勘查程度，在經(jīng)過野外現(xiàn)場踏勘、仔細分析該區(qū)內(nèi)的地震地質(zhì)條件和現(xiàn)有地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，充分研究分析了普查地震工作中存在的問題，按照《煤炭煤層氣地震勘查規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)進行了二維地震勘查設(shè)計與數(shù)據(jù)采集工作。本區(qū)共計完成二維測線7條，同時對本次所獲得的時間剖面進行了評級，并經(jīng)資料解釋，了解了覆蓋層厚度及變化情況，查明了二1煤層的構(gòu)造形態(tài)及分布范圍。

姚莊煤礦位于郟縣南東19km處，分屬郟縣姚莊鄉(xiāng)和堂街鄉(xiāng)管轄，自工作區(qū)向北15km由鄉(xiāng)級公路在王集鎮(zhèn)與洛（陽）—界（首）公路相接，自王集向西6km到郟縣，向東24km到襄城縣與311國道相接。

自然地理概況

本區(qū)位于汝河以南的廣闊平原地帶，地形平坦，標(biāo)高一般為97m左右，第四系覆蓋較厚，全為可耕地。區(qū)內(nèi)屬淮河流域穎河水系，北汝河在本區(qū)北側(cè)1km左右由西向東流過。本區(qū)氣候?qū)俅箨懶园敫珊禋夂?。歷年最大降水量1203mm，年平均降水量678.6mm，最長連續(xù)降水量204.7mm，降雨量集中在七、八、九三個月。

地層與構(gòu)造

根據(jù)鉆探所獲巖芯資料及鄰區(qū)鉆孔資料表明，工作區(qū)為第四系全覆蓋區(qū)，沒有基巖出露，區(qū)內(nèi)煤系地層發(fā)育較齊全，構(gòu)造較簡單，無巖漿巖分布。

本礦區(qū)在李口向斜的軸部，區(qū)內(nèi)地層為傾向為向斜北東翼220～230°，南西翼40～50°，傾角0～7°。據(jù)二維地震測量資料反映，斷裂構(gòu)造共發(fā)育4條，走向均為北西向，傾向南西或者北東，傾角59～63°，F(xiàn)1長約2km，其它均不足1km長。

煤層

含煤性。本區(qū)含煤地層由老至新依次為石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、二疊系上統(tǒng)上石盒子組。二煤組以上含煤地層厚度677.87m，包括了二～九共8個煤組。含煤11層，煤層總厚度7.10m，可采煤層厚度3.90m，含煤系數(shù)1.05%，可采系數(shù)0.58%。

可采煤層。據(jù)ZK1608孔資料，區(qū)內(nèi)含可采煤層兩層，總厚度3.90m。

二1煤層位于二疊系下統(tǒng)山西組底部，上距大占砂巖10.26m，下距石炭系太原組頂部灰?guī)r11.17m。煤層底板埋深1343.71m，煤層底板標(biāo)高-1247.03m，煤層厚2.55m。煤層直接頂板為砂質(zhì)泥巖，偽頂為細粒砂巖，直接底板為泥巖。二1煤層結(jié)構(gòu)簡單，無夾矸。

地球物理特征

地表條件。本區(qū)屬山前沖洪積平原地貌，地勢平緩，對施工有利；勘探區(qū)內(nèi)村莊分布密集，區(qū)內(nèi)沖溝較為發(fā)育，一般切割深度小于10m。主要河流汝河位于勘查區(qū)北部，給地震野外數(shù)據(jù)采集工作帶來諸多麻煩。

淺層地震地質(zhì)條件。勘查區(qū)地表為第四系黃土覆蓋，沒有基巖出露。第四系黃土為黃褐色、灰綠色、棕紅色砂質(zhì)粘土、粘土夾礫石，局部為坡積、沖積物。礫石層較厚，吸收激發(fā)能量，降低了資料的信噪比，并且增加了成孔難度，淺層地震地質(zhì)條件不好。

深層地震地質(zhì)條件。本區(qū)煤層具有速度低、密度小的特點，與高速度、高密度圍巖相比具有顯著的波阻抗差異，具有形成強反射波的良好條件。二1煤層在人工波場作用下可產(chǎn)生T2波穩(wěn)定、能量強、連續(xù)性好，能夠全區(qū)對比追蹤；本區(qū)的新生界較?。?0～150m），由于受村莊和高壓線路的影響，所以T0波不連續(xù)。

工程布置及設(shè)計工作量

二維地震測線布置。1⑴）本區(qū)測線布置原則：地震主測線應(yīng)盡量垂直地層走向或主要構(gòu)造走向，并與地質(zhì)勘查線盡量重合，測線長度應(yīng)能控制工作區(qū)邊界和邊緣構(gòu)造；聯(lián)絡(luò)測線應(yīng)垂直主測線。2⑵）測網(wǎng)密度：根據(jù)勘查目的，本次勘查屬于普查勘查階段，同時根據(jù)相鄰礦區(qū)含煤地層的構(gòu)造復(fù)雜程度及煤層穩(wěn)定程度，依據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》，本次地震勘查工作原則上以1000m×2000m網(wǎng)度布置。

設(shè)計工作量。按照上述原則，全區(qū)布置二維地震測線7條，其中主測線5條；聯(lián)絡(luò)線2條。共計地震測線長14.56km，測線物理點685個，試驗物理點15個，合計700個。

資料處理

由于本區(qū)鵝卵石層對能量的吸收，資料存在著頻率較低的問題。因此，本區(qū)資料的處理過程為以提高信噪比為重點，堅持“高信噪比、高保真度、高分辨率”的原則，以能真實、客觀反映地質(zhì)現(xiàn)象為目的，在保證信噪比的基礎(chǔ)上，盡量提高分辨率。

在資料處理階段要檢查交點處的疊加速度譜，并完成主測線和聯(lián)絡(luò)測線的交點閉合。在資料處理中，首先對原始單炮作了頻譜分析，確定煤系地層（目的層）反射波主頻。對單炮記錄進行嚴(yán)格剔炮、剔道工作，為確保最終剖面質(zhì)量，在計算站進行二次編輯工作，為了使剖面上煤層反射波連續(xù)性好，速度分析采用跟層追蹤的分析方法，全面采用保持振幅處理。

二1煤層底板形態(tài)

本次地震勘查表明，測區(qū)內(nèi)二1煤層底板形態(tài)總體為一走向近北西向，傾向南西的單斜。傾角0o～9o，在斷層附近，受斷層的牽引、推覆和擠壓作用，局部煤層傾角變大，測區(qū)東北部受斷層的影響，二1煤層較淺，走向近北北西向，傾角約為9o，最淺處底板標(biāo)高為-800m，往南西逐漸變深，中西部最深，底板標(biāo)高達到-1450m， 二1煤底板標(biāo)高在-800m～-1450m之間。在單斜構(gòu)造西南部發(fā)育一個向斜，向斜軸向北西，向斜軸標(biāo)高-1450。使煤層底板等高線發(fā)生了不同程度的彎曲變化。

按照《煤炭煤層氣地震勘查規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)，對本次所獲得的時間剖面進行了評級為資料解釋打下了堅實的基礎(chǔ)；經(jīng)資料解釋，了解了覆蓋層厚度及變化情況，查明了二1煤層的構(gòu)造形態(tài)及分布范圍。

（河南省煤田地質(zhì)局物探測量隊）