車建英

(中國煤炭地質(zhì)總局地球物理勘探研究院，河北 涿州072750)

1 概述

煤田小斷層的探測一直是煤礦開采關(guān)注的熱點之一，也是當(dāng)前智能精準(zhǔn)開采急需解決的關(guān)鍵點之一。由于煤層地質(zhì)條件的差異，小斷層規(guī)模小，隱蔽性強，小斷層的識別準(zhǔn)確度依然沒有把握。當(dāng)前，利用物探技術(shù)探測小斷層的方法很多，但對于5m以下的斷層，沒有一套可靠的方法來指導(dǎo)預(yù)測。這對于實現(xiàn)煤礦的精準(zhǔn)開采就缺少可靠的手段，因此本文通過小斷層發(fā)育的復(fù)雜性及在地震響應(yīng)特征的特殊性。

2 煤礦小斷層正演模型參數(shù)

為了更好的認(rèn)識小斷層的本質(zhì)特征，建立了與煤礦實際開采類似的正演模型。其中，煤層頂析為泥巖，底析為砂巖，煤層厚度3.5m，從左到右斷層落差分別為3m、2m、5m，對應(yīng)橫向位置不受地震橫向分辨力的影響。正演地質(zhì)模型如圖1 示。

圖1 小斷層正演地質(zhì)模型示意圖

模型參數(shù)如表1 所示。

表1 正演模型地層參數(shù)

3 敏感屬性優(yōu)選

通過對正演模型提取振幅類、頻率類屬性，優(yōu)選出小斷層的敏感屬性。對目標(biāo)層位提取以下屬性：

3.1 主振幅屬性分析。通過對煤層的主振幅分析可知，圖2-（a）中1、2、3 部位煤層反射波在頻率域的振幅值比其它部位煤層反射波在頻率域的振幅具有衰減減弱的特征。

圖2 模型正演煤層反射波相干系數(shù)分析成果

3.2 頻帶寬度屬性分析。通過對煤層頻帶寬度進行分析，圖2-（b）中1、2、3 部位煤層反射波在比其它部位煤層反射波有異常響應(yīng)。斷層構(gòu)造會造成反射波頻帶寬度變化，2m 得微小斷層機會沒有異常響應(yīng)，3m 的斷層屬性幅值怪異，波動大，干擾嚴(yán)重，而5m 的斷層收到的影響小。

3.3 吸收系數(shù)屬性分析。通過對煤層該屬性進行分析，圖2-（c）中1、2、3 部位煤層反射波的吸收系數(shù)幅值有波動差異?？梢钥闯?，2m 的微小斷層的波動較小，3m 的斷層波動劇烈，5m 的斷層在吸收系數(shù)的屬性下，顯示為2 個斷層。因此，分析得出吸收系數(shù)屬性對于小斷層甚至微小斷層的識別能力較弱，異常響應(yīng)不清晰，波動很大。如果在實際資料中，加上隨機噪聲的干擾，識別能力還會進一步減弱，所以對于小斷層識別的屬性提取中，一般不考慮。

3.4 主頻能量屬性分析。通過對煤層主頻能量屬性進行分析，圖2-（d）中1、2、3 部位煤層反射波在主頻能量值值比其它部位煤層反射波在主頻能量值具有衰減減弱的特征。圖2-（d）與主振幅屬性圖大致一樣，都屬于頻率域?qū)傩?，得出來的異常響?yīng)形態(tài)也一樣。

3.5 相干系數(shù)屬性分析。相干系數(shù)在之前的正演模擬中一直被用于優(yōu)質(zhì)屬性拿來比較，它對于斷層構(gòu)造比較敏感，能識別出小斷層甚至微小斷層（無噪聲情況下），詳見圖2-（e）。

3.6 中心頻率屬性分析。中心頻率屬性也屬于頻率域?qū)傩?，但是對于小斷層識別這方面，要比主頻率屬性更好，它對5m 和3m 的斷層有反映，對2m 的微小斷層只有扭曲反映。而且異常響應(yīng)形態(tài)不規(guī)律，在3m 斷層處發(fā)生強烈的抖動，不考慮用于小斷層識別的屬性優(yōu)選。詳見圖2-（f）。