北二上盤區(qū)邊界構(gòu)造發(fā)育探究

耿民 張華兵

【摘 要】利用三維地震屬性技術(shù)分析與礦井實(shí)際揭露資料進(jìn)行對(duì)比研究，對(duì)礦井邊界斷層的發(fā)育延展規(guī)律進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，用以指導(dǎo)礦井的安全生產(chǎn)及資源的合理開發(fā)利用。

【關(guān)鍵詞】三維地震技術(shù)；礦井實(shí)測數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)分析成果驗(yàn)證

一、概述

顧橋礦北二采區(qū)首采面1312（1）工作面正在掘進(jìn)，計(jì)劃9月份交付安裝，各系統(tǒng)巷道，永久設(shè)施等正在緊鑼密鼓的完善之中。下一步，北二將擔(dān)負(fù)起礦井生產(chǎn)接替的重任，并成為未來礦井各項(xiàng)利潤指標(biāo)能否完成的關(guān)鍵。由于原資料特別是采區(qū)構(gòu)造分析主要來源于北二采區(qū)地質(zhì)報(bào)告及地震勘探報(bào)告，報(bào)告單位僅對(duì)采區(qū)大斷層進(jìn)行了分析繪制，而未對(duì)次生構(gòu)造及小斷層進(jìn)行分析，從而將復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造簡單化，可能對(duì)采取布置以及礦井中長期規(guī)劃造成誤導(dǎo)。根據(jù)最新地質(zhì)資料，特別是高精度三維地震資料，我們對(duì)北二上盤區(qū)F86斷層及次生構(gòu)造，以及邊界小斷層進(jìn)行了分析，對(duì)斷層平面位置發(fā)育，斷層展布及落差進(jìn)行了從新分析確定，希望可以對(duì)未來邊界附近煤層采動(dòng)決策以及工作面布置提供參考資料，發(fā)揮積極意義。

二、構(gòu)造分析

（一）總體分析方案

主要利用三維地震屬性切片、三維地震時(shí)間剖面在平面和各個(gè)剖面上對(duì)范圍內(nèi)構(gòu)造發(fā)育情況進(jìn)行三維立體綜合分析，以準(zhǔn)確確定范圍內(nèi)各斷層展布、落差、相互切割關(guān)系，并以此作為下一步分析采掘活動(dòng)影響的重要因素。主要步驟：數(shù)據(jù)處理與資料準(zhǔn)備——構(gòu)造排查與分析——驗(yàn)證并繪制構(gòu)造發(fā)育圖、形成成果資料。如圖：

（二）具體步驟分述

1、數(shù)據(jù)處理與資料準(zhǔn)備

我們對(duì)三維地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行了多次差值、變換，得到了信燥比較高的方差體數(shù)據(jù)，進(jìn)而得到了工作區(qū)沿11-2煤層、沿13-1煤層高清晰度切片圖（如圖11-2巖層切片、13-1巖層切片），工作區(qū)經(jīng)線59000～62000范圍內(nèi)12條時(shí)間剖面。為便于理解和分析，通過畫圖軟件將時(shí)間剖面由時(shí)間域轉(zhuǎn)換為近似的深度域（如圖L1～L12）。

另外準(zhǔn)備詳細(xì)的工作區(qū)采掘工程平面圖及邊界斷層附近二-三4孔、101孔鉆孔柱狀等備用。

2、構(gòu)造排查與分析

巖層切片通過顏色的差異來反應(yīng)地質(zhì)體在平面上的構(gòu)造展布，一般來說顏色對(duì)比越明顯，即代表構(gòu)造越復(fù)雜、落差越大。通過經(jīng)過處理之后的巖層切片，我們可以清晰的勾畫出工作區(qū)特別是邊界構(gòu)造發(fā)育展布，通過經(jīng)變換之后的三維地震時(shí)間剖面，我們可以對(duì)沿層切片排查出的斷層進(jìn)行對(duì)比校核，同時(shí)作為對(duì)沿層切片的補(bǔ)充和完善，進(jìn)一步反映斷層發(fā)育情況。另外，通過處理之后的時(shí)間剖面可以直觀的反映出各相應(yīng)位置斷層落差及大致產(chǎn)狀。現(xiàn)以11-2煤層L6線、L7線為例來詳細(xì)說明如下：

（1）在11-2煤層沿層切片上繪制構(gòu)造展布平面圖如下圖

通過沿層切片看，斷層主要在L7線以上發(fā)育斷層稀少、甚至在工作區(qū)可能沒有發(fā)育斷層。

（2）具體分析L6線、L7線時(shí)間剖面如下圖

通過對(duì)L6、L7二條時(shí)間剖面進(jìn)行構(gòu)造分析得到斷層發(fā)育如上圖所示，將剖面斷點(diǎn)投影至沿層切片，將各投影點(diǎn)在平面上連接起來，即得到經(jīng)修正的斷層平面展布，從平面圖可以看出，L6、L7線投影點(diǎn)與利用沿層繪制斷層位置基本一致，得到一張完整的構(gòu)造平面展布圖。

（3）、通過同比例縮放、并由時(shí)深變換后的時(shí)間剖面，我們可以輕松直觀的確定各剖面相應(yīng)位置斷層落差及大致傾角。

（三）驗(yàn)證并繪制相關(guān)圖紙、形成成果資料

為驗(yàn)證三維地震資料的準(zhǔn)確性，我們利用二-三4孔、101孔鉆孔資料及采掘工程平面圖進(jìn)行了驗(yàn)證。

1、北二采區(qū)11-2煤層、13-1煤層層間距平均75m，二-三4孔層間距62m，101孔層間距63m，由此分析斷層分別從二-三4孔和101孔的13-1煤層與11-2煤層之間穿過，落差分別為13m、12m。由成果圖可以看出，斷層在3-1煤層與11-2煤層之間穿過，且落差7～10m，與鉆孔資料基本相符。

2、根據(jù)采掘工程平面圖，SF43斷層實(shí)見落差8.6m，根據(jù)L12線時(shí)間剖面分析，SF43落差7m，位置與實(shí)測位置基本相符，由此也驗(yàn)證了三維地震資料的真確性。

經(jīng)過對(duì)整個(gè)工作區(qū)沿層切片及時(shí)間剖面分析、校核、完善和驗(yàn)證，我們得到了工作區(qū)11-2煤層構(gòu)造發(fā)育對(duì)比圖及13-1煤層構(gòu)造發(fā)育對(duì)比圖。

三、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

1、11-2煤層在工作區(qū)構(gòu)造發(fā)育較原地質(zhì)報(bào)告復(fù)雜，斷層落差或組合落差相應(yīng)增大、斷層延伸范圍相應(yīng)變大、次生構(gòu)造或小構(gòu)造發(fā)育。

2、13-1煤層在工作區(qū)構(gòu)造發(fā)育復(fù)雜程度與原地質(zhì)報(bào)告相當(dāng)，斷層落差或組合落差相應(yīng)增大、且斷層延伸范圍稍有增大?？紤]的13-1煤層厚度較大，三維地震對(duì)小構(gòu)造顯示不明顯，因此實(shí)際構(gòu)造可能較預(yù)計(jì)更復(fù)雜。

3、根據(jù)北二采區(qū)工作面聯(lián)合布置圖，11槽1316（1）工作面前期近似沿F86斷層掘進(jìn)，13槽1316（3）工作面前期可能在F86斷層里掘進(jìn)。 4、從成果圖分析，11槽1316（1）工作面面內(nèi)主要發(fā)育DF10斷層，最大落差8m，沿工作面走向發(fā)育，走向長度近800m。13槽1316（3）工作面面內(nèi)主要發(fā)育DF9斷層，最大落差7m，沿工作面走向發(fā)育，走向長度近350m?？赡軙?huì)對(duì)原煤灰分產(chǎn)生較大影響。

5、本次構(gòu)造分析主要針對(duì)3～5m以上斷層，小構(gòu)造特別是11槽可能更加發(fā)育。

（二）建議

考慮到大斷層及其附近水、瓦斯、次生構(gòu)造等的復(fù)雜性，對(duì)比北一采區(qū)工作面切眼距F87斷層最近距離62m，平均100m以上，1316（1）工作面及1316（3）工作面布置不管從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)還是安全角度，都需要慎重考慮。