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。