新疆俄霍布拉克地區(qū)煤層特征研究

徐改鳳　任忠賢　魏宏濤

[摘要]為了研究地下煤田的煤層位置，含煤層數(shù)，頂?shù)装逄匦?，可開采性，煤層中的采空區(qū)，煤矸石，陷落柱的具體位置及幾何形態(tài)，采用三維地震勘探的方法，對新疆俄霍布拉克地區(qū)煤層區(qū)進行小范圍的勘探研究，確定了該區(qū)侏羅紀下統(tǒng)塔里奇克組煤層中的采空區(qū)，陷落柱及煤矸石的具體位置，形狀，范圍。由于煤礦的規(guī)模不同，開采的方式不同，所以我們研究的對象也不同，根據(jù)具體情況選擇不同的勘探方法，是節(jié)約人力物力的關鍵。這次三維地震勘探結合水文資料對煤系地層含煤情況、煤層層數(shù)、煤層厚度進行了分析，得出本區(qū)含煤15層并詳細劃分了每層煤層的具體深度，厚度，可采性，頂板巖性，底板巖性，穩(wěn)定性。三維地震作為一種成熟的勘探方式，對煤田的勘探和開采起著越來越重要的作用，它的應用必將大大提高勘探的精準度，提高開采的效率。

[關鍵詞]三維地震勘探 采空區(qū) 煤矸石

[中圖分類號] P631.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-85-1

0引言

三維地震是一種面積性觀測的地震測量方式，所取得的資料能夠實現(xiàn)反射點的真正歸位，從而獲得地下地質地質體在三維空間的形態(tài)特征。從開始試行到應用于生產，三維地震已經走過了20年的歷程。三維地震勘探已經從平原走向山區(qū)、湖泊、沼澤區(qū)、城區(qū)、黃土塬區(qū)，卵礫石丘陵區(qū)等。從廣度和深度上都有了很大的提高。

近年來，三維地震勘探逐漸應用于煤田的開采與探測，取得了重要的成果，在我國煤礦開采中，常常遇到采空區(qū)及陷落柱及煤矸石，通過用三維可視化技術全方位的分析時間剖面上微小的變化特征，識別這些特殊區(qū)域，可大大提高采掘速度，提高了煤礦開采生產率。

1地質概況

新疆俄霍布拉克地區(qū)煤礦勘察是我單位在2011年承擔的勘查項目，該地區(qū)以前新疆冶金705隊新疆161煤田地質勘探隊都有做過物探工作，我對采用三維地震勘探的方法，對該區(qū)進行勘探，查明了采空區(qū)、煤矸石及陷落柱。

該區(qū)地層為侏羅系下統(tǒng)塔里奇克組。該地層是在二疊紀大型內陸盆地的基礎上演化形成的，以砂巖，礫巖，泥巖及泥頁巖為主。本區(qū)的含煤層呈層狀分布與這些巖層之間。

2三維地震勘探在該區(qū)的應用

采空區(qū)是指可開采的煤層被采掘以后所余的空間區(qū)域。關于其賦存情況比較復雜，一般分兩種情況：一種情況是大型礦井的采空區(qū)，這種情況下，機械化程度較高，采掘率在85%以上，致使其采空區(qū)自然塌陷，煤層頂板及地層自然塌陷充填采空區(qū)，所以這種區(qū)域上覆地層比較松散，由于頂?shù)装鍘r層的密度差異較小，地震勘測是，波阻抗減小，就不能形成能量強、連續(xù)性較好的反射波組，相比非采空區(qū)的其他煤層，采空區(qū)的波組特征就被識別了出來；還有一種是小型煤礦的采空區(qū)，這種煤礦一般用房柱方式開采，從安全的角度考慮，采掘過程中會留下大量的煤柱，對較厚的煤層只采掘一部分，使采空區(qū)的地球物理特征復雜化，地震波穿過時，形成的波阻抗差異不大，在時間剖面上不易識別。

陷落柱屬于非構造變動作用下形成的表生構造，陷落柱內混雜堆積著破碎巖塊，巖塊間由泥質緊密地填充。當?shù)卣鹂碧綍r，地震波從高速層進入低速層發(fā)生了時間延遲，這樣就可以從地震波的時間剖面上推斷出陷落柱的幾何形態(tài)及塌陷深度。受分辨率和地震地質條件的復雜性所限，本次勘探只解決長軸大于等于23m，的陷落柱，準確率可達81%。

在面積0.8km2勘探區(qū)地形最大高差100m，黃土蓋層40-50m，煤層埋深180—200m，查明了2號煤層上長軸為15m的陷落柱。

煤層中含有的矸石時，當?shù)卣鸩ù┻^時，遇到煤矸石就相當于波速提高，從而使矸石與煤層形成明顯的波阻抗差異，與不含煤矸石的煤層反射波相比在波形特征上表現(xiàn)出頻率變低、分辨率下降的特征，易識別在本次勘探中，勘探面積5.6km2，分6小塊，地形高差最大50m，在地震勘探時地震波經過30113和30115巷穿過地震解釋的落差3m的斷層F4-1斷層時發(fā)現(xiàn)不是煤層而是煤矸石增厚1.4m。其跨距15m，其俯視平面形態(tài)是橢圓，長軸約30m，短軸約15m，這說明地震勘探能檢測出地下煤層的矸石。

3結論

（1）三維地震是一種新興的勘探方式，相對于二維更直觀，更準確，經過多年的研究與實踐，已經很成熟地應用與地質勘探領域。

（2）作為煤田勘探的有力的工具，三維地震勘探為煤田的開采與勘探添上了翅膀，成為攻深找盲的一個重要方法。

（3）三維地震勘探還有待進一步提高數(shù)據(jù)處理及信號優(yōu)化，這次經過數(shù)據(jù)處理的三維地震勘探，最大限度地接近地下真實情況，為煤田的開采與研究提供了有力的幫助。

參考文獻

[1]中國煤田地質總局，煤礦采區(qū)三維地質勘探經驗交流會論文集[A].北京：中國礦大出版社，2001.

[2]徐成明，王云，地表復雜地區(qū)煤田地震勘探方法及效果[J].物探與化探，2001，25（6）：437-442.

[3]徐成明，徐爽.三維地震勘探在湖泊沼澤地區(qū)的應用[J]物探與化探，2002，26（1）：42-45.

[4]常鎖亮，李連英，張胤彬，等.厚黃土覆蓋丘陵地區(qū)煤田地震勘探方法研究[J].物探與化探，2002，26（6）：425-428.