煤田地球物理測井在新領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

沈楷琦

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各種行業(yè)在不斷興起，而煤炭作為工業(yè)黃金，廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)之中，與之相隨的是煤炭開采行業(yè)的發(fā)展，在煤炭開采行業(yè)中，煤炭所在地層的測量是開采前重要的工作，而煤炭所在的地層主要是由煤田測井進(jìn)行測量。在新時代新領(lǐng)域下，煤田地球物理測井也有了新的發(fā)展方向和發(fā)展目標(biāo)，本文通過本人在陜西省一八六煤田地質(zhì)有限公司多年來的實踐經(jīng)驗來對煤田地球物理測井在新領(lǐng)域下的應(yīng)用進(jìn)行討論，最后總結(jié)出了煤田地球物理測井應(yīng)用時應(yīng)注意的地方，供相關(guān)人士作參考。

關(guān)鍵詞：煤田地球物理測井；新領(lǐng)域下；應(yīng)用分析

現(xiàn)代煤田測井除了已實現(xiàn)測井儀器的刻度化、組合化、輕便化，采用數(shù)字技術(shù)和電子計算機(jī)進(jìn)行測井?dāng)?shù)據(jù)的收錄和處理之外，在測井資料的應(yīng)用方面，突出的特點則是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了僅在單個鉆孔中對煤層進(jìn)行分層、定厚的狹小范圍。

一、在地質(zhì)情況分析上的應(yīng)用

在煤田地球物理測井進(jìn)行煤層和地質(zhì)的測量時，主要是測量巖層的結(jié)構(gòu)構(gòu)成、年代、強(qiáng)度等方面，還需測量煤層在地下的分布狀態(tài)和煤層周圍的沉積環(huán)境等，最后還要確定煤層所在地質(zhì)層與相鄰地質(zhì)層的區(qū)別并進(jìn)行評價。

1.1 鑒定沉積環(huán)境

我們都知道煤炭是由植物經(jīng)過掩埋后地殼運動將植物軀干深埋入地下，在地下巨大的壓力和超高的溫度的環(huán)境下，經(jīng)過長時間的變化形成的。煤炭的前身是植物軀干，植物軀干的沉積環(huán)境也對煤炭挖掘和煤炭測量有著很大的影響。對此我們大多是應(yīng)用三項測量數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，即砂礫的強(qiáng)度、分選度和泥土的混合程度進(jìn)行判斷，我們可以將這三種判定數(shù)據(jù)通過電阻曲線的方式繪制出來，使之呈現(xiàn)的結(jié)果更直觀。

1.2 煤質(zhì)分析和巖性分析

因為植物軀干所處的地下深度不同、地下環(huán)境不同和變化時間不同，所以導(dǎo)致最后形成的煤炭質(zhì)量也不盡相同，又由于經(jīng)過長時間地殼活動，地質(zhì)也會出現(xiàn)不同的變化。不同的地質(zhì)對煤炭的開采方法也是不一樣的，而煤炭質(zhì)量的分析也是確定煤礦產(chǎn)量的重要指標(biāo)。對此煤田地球物理測井可以應(yīng)用計算機(jī)測井對地質(zhì)層和煤炭層的密度進(jìn)行測量，也可以利用聲波測量來對煤炭層和巖層的物質(zhì)沉積量進(jìn)行判定，從而確定目標(biāo)范圍內(nèi)的煤質(zhì)和巖質(zhì)。

1.3 確定地層的強(qiáng)度特性

地層的強(qiáng)度主要影響到以下兩個方面，首先是煤炭開采方案的設(shè)計，需要了解所采用的器械和材料，多大功率的挖掘設(shè)備，另外就是對煤炭日產(chǎn)值進(jìn)行估計。其次就是對礦井頂層的搭建，不同強(qiáng)度的地層對礦井頂層的搭建要求也是有要求的，所以要在搭建之前確定地層的強(qiáng)度特性。而聲波測井和密度測井資料可以較準(zhǔn)確地提供出巖石的各種動態(tài)彈性模量，即楊氏模量、切變模量、體積模量和柏松比。

1.4 進(jìn)行地層對比及勘探區(qū)的評價

我們腳下的地面不是一個整體，而是一個時間段一個時間段構(gòu)成的地質(zhì)層組合在一起的地表結(jié)構(gòu)，并且通過地球運動、板塊活動將各地層移動甚至重新組合，最后形成了一個復(fù)雜的地表結(jié)構(gòu)。所以在煤層的勘探區(qū)和周圍的地層可能會有很大差別，這就需要進(jìn)行詳細(xì)的測量，以免在挖掘煤炭或者建造礦井中出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。而在我們進(jìn)行測量后會得到煤層對比圖、覆蓋層等厚線圖、全部煤層或可采煤層的等厚線圖、等灰分線圖、頂?shù)装宓雀呔€圖等成果圖件。利用這些圖紙我們可以進(jìn)行地層和勘探區(qū)的詳細(xì)對比。

1.5 地質(zhì)年代界面的劃分

針對不同年代地質(zhì)界面的煤炭層，我們也有著一定的標(biāo)準(zhǔn)，首先可以通過地質(zhì)年代界面初步的判定煤炭的質(zhì)量和煤炭中所含有的成分，這對我們煤炭的挖掘和加工有著很大的幫助，而我們主要可以利用同位素測量儀通過測定碳16的含量變化來初步判定煤層所在的地質(zhì)年代界面，另外可以通過地質(zhì)層的結(jié)構(gòu)規(guī)律加以碳16含量進(jìn)行詳細(xì)的判定。

二、在測量和計算上的應(yīng)用

2.1 確定煤的級別以及計算洗煤產(chǎn)率

在上文中我們已經(jīng)大致提到過，煤的級別主要可以通過煤炭形成的年代和煤質(zhì)的分析進(jìn)行初步的判定，但是要得出詳細(xì)的數(shù)據(jù)還需要煤田地球物理測井帶來的物質(zhì)分析，例如分析煤炭中單位體積的重量與其含有的碳含量與硫含量，來確定煤炭的級別。另外在通過單位體積內(nèi)煤炭的重量和所含的碳含量來計算煤炭的洗煤產(chǎn)率。

2.2 斷層點的解釋

地質(zhì)層的構(gòu)成可能會有很多斷層點，在同一煤炭層也許會出現(xiàn)好幾個斷層點，這對煤炭的開采是不利的，可能我們在煤炭開采的時候，在原本計算的煤炭區(qū)域內(nèi)的煤炭出現(xiàn)突然消失，這就會影響我們工程的進(jìn)度，而斷層點也就成為了煤炭開采的一個重要問題，而我們可以通過煤田地球物理測井確定斷層點的存在，并且可以解釋其存在的原因，來為煤炭開采的準(zhǔn)備工作打下夯實的基礎(chǔ)。

2.3 計算聲阻抗與合成地震記錄

煤炭開采是在地下開采，有時候級別小的地震對地表產(chǎn)生不了什么影響，但對地層深處的煤炭層會產(chǎn)生一定的影響。利用測井資料計算的聲阻抗曲線和合成地震記錄可用來研究合成反射波群與相應(yīng)地層之間的關(guān)系來更好的反應(yīng)測量圖像的性能，從而提高了合成地震記錄解釋水平。在地震資料準(zhǔn)備充足后，我們就可以更好的應(yīng)對在煤炭開采過程中可能出現(xiàn)的各種問題。

三、總結(jié)

煤田地球物理測井在煤炭開采行業(yè)上近幾年有著不錯的發(fā)展，為了更好的提升這項工藝，首先需要做到的是對煤田地球物理測井的原理有一定的了解。但是任何事物都是相對性的，煤田地球物理測井有優(yōu)勢也有缺點，針對工作實際情況來運用，才是最好的選擇。

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