陳超

摘? 要：如今社會的正常運(yùn)轉(zhuǎn)離不開煤礦資源，這是因?yàn)槊旱V資源與工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)有著密切的聯(lián)系，開展煤礦資源開采活動(dòng)需詳細(xì)掌握區(qū)域地質(zhì)條件?；诖?，文章探討探測煤礦地質(zhì)構(gòu)造任務(wù)的基本情況，并討論探測方法及技術(shù)措施的使用，深入思考三維地震技術(shù)在探測煤礦地質(zhì)構(gòu)造中的具體應(yīng)用情況。從地質(zhì)地震條件、地形條件、解釋地震地質(zhì)、解釋煤層區(qū)等方面入手進(jìn)行總結(jié)，以供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦地質(zhì);巖石硬度;網(wǎng)格加密

中圖分類號：P631.4? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）21-0171-02

Abstract： Nowadays， the normal operation of society is inseparable from coal mine resources， because there is a close relationship between coal mine resources and industrial production activities， and it is necessary to grasp the regional geological conditions in detail to carry out coal mining activities. Based on this， this paper discusses the basic situation of the task of exploring coal mine geological structure， discusses the use of detection methods and technical measures， and thinks in depth about the specific application of three-dimensional seismic technology in the exploration of coal mine geological structure. It is summarized from the aspects of geological and seismic conditions， topographic conditions， interpretation of seismogeology， interpretation of coalbed areas， etc.， for reference.

Keywords： coal mine geology; rock hardness; grid densification

引言

在探測煤礦地質(zhì)構(gòu)造中運(yùn)用三維地震技術(shù)能獲得較為準(zhǔn)確的探測數(shù)據(jù)，所獲得的地質(zhì)資料有利于地質(zhì)構(gòu)造的研究，在預(yù)測煤炭厚度變化趨勢的工作中也能發(fā)揮一定作用，從而有效解決煤炭生產(chǎn)后備接替基地的相關(guān)問題。在不同的區(qū)域內(nèi)，地質(zhì)概況有較大差異，會深刻影響到煤礦地質(zhì)的構(gòu)造情況。

1 探測煤礦地質(zhì)構(gòu)造任務(wù)的基本情況

比如在某次三維地震勘探工作中，共需要完成三維地震線束7束，探勘的面積是4.2平方千米。測得偏移前的覆蓋面積是4.65平方千米，該工程的施工面積是5.35平方千米，共有3871個(gè)生產(chǎn)物理點(diǎn)，這一數(shù)字超過了設(shè)計(jì)的生產(chǎn)物理點(diǎn)324個(gè)。勘探區(qū)域內(nèi)有一條小河，該小河常年有水。該區(qū)域中的最高點(diǎn)位于中西部，測得標(biāo)高為834米，該區(qū)域的最低處位于中東部，測得標(biāo)高為792米，最大高差為42米。從測得的數(shù)據(jù)和實(shí)際情況來看，該區(qū)域的地勢比較平坦，在該區(qū)域內(nèi)常年種植莊稼農(nóng)作物[1]。

2 探測方法及技術(shù)措施

探測活動(dòng)應(yīng)保證原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，探測的過程應(yīng)該按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。國家對煤炭煤層氣地震勘探活動(dòng)有相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對煤炭資源勘探工程也有相應(yīng)的要求。在確定各種參數(shù)時(shí)，應(yīng)運(yùn)用試驗(yàn)的方法。在選擇技術(shù)措施的工作中，應(yīng)當(dāng)將不同的地質(zhì)條件考慮在內(nèi)，在整個(gè)施工過程中，試驗(yàn)活動(dòng)都不可或缺。應(yīng)該采取的技術(shù)措施為查看檢測儀器的功能是否正常，對此需展開周期性的檢測項(xiàng)目，目的在于保證儀器在施工過程中能正常使用。具體進(jìn)行的測量活動(dòng)應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的精度要求，要保證每一個(gè)炮點(diǎn)的位置編號都是準(zhǔn)確的，都有唯一的位置和編號，便于野外施工的有效進(jìn)行，同時(shí)也為做好資料處理奠定良好的基礎(chǔ)。測量組在完成相應(yīng)的工作時(shí)，應(yīng)提前設(shè)置好相應(yīng)的地震測線，在確保不存在計(jì)算失誤的情況下才能正式投入使用。另外需要測量的指標(biāo)還包括實(shí)際施工時(shí)移動(dòng)的炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的坐標(biāo)，做好高程的測量工作，除此之外還要提供表明地物的測量圖示。在構(gòu)建觀測系統(tǒng)的工作中，應(yīng)該按照示意圖的有關(guān)指示。要盡量減少空炮、空道的應(yīng)用，除非是要消除較大的障礙物。按照設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求激發(fā)井深，科學(xué)控制藥量。將炸藥沉放深度作為激發(fā)井深的設(shè)計(jì)依據(jù)。在埋置檢波器的工作中，應(yīng)堅(jiān)持的原則是挖坑、插直和壓實(shí)，要將風(fēng)吹草動(dòng)的干擾降低到最小。

3 三維地震技術(shù)在探測煤礦地質(zhì)構(gòu)造中的應(yīng)用

3.1 淺層區(qū)和深層區(qū)的地震地質(zhì)條件

比如在某地區(qū)內(nèi)采區(qū)大多被黃土所覆蓋，有非常多的耕地。在淺表層，巖土主要是黃土、坡積物、亞黏土和風(fēng)化的巖石。由于前表層的沉積物受到了含水程度和巖性差異的影響，產(chǎn)生了多種干擾波，包括溝塬之間產(chǎn)生的次生干擾波和側(cè)面波。正是因?yàn)槿绱?，該地區(qū)淺層的地震地質(zhì)條件不夠好。對該地區(qū)深層的地震地質(zhì)條件加以分析，發(fā)現(xiàn)采區(qū)內(nèi)含有煤巖層的沉積環(huán)境不夠穩(wěn)定，呈現(xiàn)出較為穩(wěn)定狀態(tài)的是上下層的巖性組合和煤巖層的巖性組合。在主要的標(biāo)志層和煤層的鉆孔測井曲線中，差別特征比較明顯，區(qū)分形態(tài)難度不大，其內(nèi)部物理性質(zhì)也有很大的不同，由此可見該地區(qū)的深層地震地質(zhì)條件比較好。

3.2 成孔需考慮地表和地形條件

在選用成孔工具的過程中，要將地表和地形條件考慮在內(nèi)，可使用風(fēng)鉆完成巖石出露區(qū)的成孔工作。該過程的工作原理是借振動(dòng)的力量將巖石震碎，從而形成粉末，之后還要使用高壓氣流將粉末沖走。巖石硬度越大，使用該技術(shù)的效果就越好，在具體的應(yīng)用中表現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)是使用輕便，基本不會受到地形條件的影響，可到達(dá)的最大深度是6米。如果需要在表層有薄土層或者是風(fēng)化層的位置上使用該技術(shù)，則需要先將土層清理干凈。運(yùn)用水鉆和人工推磨鉆完成黃土覆蓋區(qū)的成孔工作。水鉆的適用區(qū)域是黃土覆蓋區(qū)，人工推磨鉆成孔的技術(shù)主要運(yùn)用于水鉆無法到達(dá)的區(qū)域，通常情況下，這些區(qū)域內(nèi)的地形條件都比較差。坡積物區(qū)的鉆孔工作需要用到人工鋼釬，將多個(gè)煤礦井組合起來，以形成激發(fā)效果，為了保證能正確選擇激發(fā)點(diǎn)的位置，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“五避五就”的原則，需要躲避的區(qū)域有干、高、碎、陡、土的位置，“就”的五個(gè)區(qū)域分別是濕、低、整、緩、巖。而在黃土區(qū)內(nèi)，就應(yīng)該堅(jiān)持如下原則：在地形上需避高就低，在近地表速度上應(yīng)避低就高，而在黃土以及礫石方面則應(yīng)該堅(jiān)持避土就礫的原則，選擇黃土應(yīng)該堅(jiān)持避厚就薄的原則，就黃土含水性而言，應(yīng)該堅(jiān)持避干就濕的原則。展開成孔工作需運(yùn)用不同的成孔方法，能夠?qū)⒌匦巍⒌乇?、地質(zhì)條件考慮在內(nèi)，從而科學(xué)處理本區(qū)的成孔問題[2]。使得成孔的到位率達(dá)到符合要求的標(biāo)準(zhǔn)，獲得較為均勻的疊加次數(shù)，得到較為優(yōu)質(zhì)的成孔質(zhì)量。

3.3 反映煤礦三維地震全程地質(zhì)情況

運(yùn)用礦井三維地震全程地質(zhì)勘探預(yù)測方法，優(yōu)化三維地震處理的效果，并進(jìn)一步提高解釋的精度。查明地質(zhì)構(gòu)造情況，主要覆蓋的范圍是采掘活動(dòng)會影響到的區(qū)域。在實(shí)際勘探的過程中，能起到約束作用的是巷道揭露和鉆探的結(jié)果。鉆探在其中能夠起到垂向的線狀約束作用，而巷道揭露起到的作用是約束水平的線狀。在完成了上述工作之后，需要實(shí)時(shí)驗(yàn)證三維地震勘探的結(jié)果，并做好分析和評價(jià)工作。在三維地震勘探的最終結(jié)果中，還需要將驗(yàn)證和分析后的可采煤層地址信息運(yùn)用其中。對勘探區(qū)的結(jié)果進(jìn)行再處理，主要是借助于迭代反饋的方法，主要面向不符合探測精度要求的勘探區(qū)的結(jié)果。需再次進(jìn)行處理、解釋和應(yīng)用的操作。當(dāng)采掘活動(dòng)不斷發(fā)生變化，就會出現(xiàn)更多煤層揭露的情況，與此同時(shí)約束條件也會不斷發(fā)生變化，能夠?qū)崿F(xiàn)全過程良好控制三維地震數(shù)據(jù)的地質(zhì)動(dòng)態(tài)，最后所獲得的數(shù)據(jù)資料就能夠反映煤礦三維地震的全程地質(zhì)情況。

3.4 用于解釋地震地質(zhì)

比如在某次探測活動(dòng)中，將其中某一個(gè)煤層所形成的反射波命名為T3波，從探勘的結(jié)果來看，T3波有著比較好的連續(xù)性，在時(shí)間剖面上所形成的特征是二正一負(fù)，經(jīng)合成后形成了地震的記錄比對，在下層位置與3號煤層底板相對應(yīng)。T3波表現(xiàn)出了較為明顯的特征，能夠在全區(qū)內(nèi)完成連續(xù)追蹤對比活動(dòng)。在確定地震反射波的任務(wù)中，具體情況是地震波系有著很高的相似度，而且勘探區(qū)地層的整體沉積情況也比較穩(wěn)定，在局部位置上存在地層厚度和巖性異常的情況，同時(shí)也表現(xiàn)出細(xì)微的差異，而這對整個(gè)波組關(guān)系所產(chǎn)生的影響并不明顯。在確定本次地震資料的極性時(shí)，經(jīng)過了大量的分析對比，3號煤層底板與T3波的正相位相互對應(yīng)，將T3波下覆約64ms的地震波命名為15-3號煤層的反射波，用T15波來表示。在三維偏移數(shù)據(jù)體上對比追蹤反射波，在確定層位的工作中，應(yīng)該把合成記錄和鉆孔資料作為重要依據(jù)，從而較好實(shí)現(xiàn)井和井相互之間的連續(xù)對比追蹤活動(dòng)，在此基礎(chǔ)上還需要將反射波的波組特征應(yīng)用其中，以較好完成追蹤活動(dòng)。完成解釋數(shù)據(jù)的工作，可以在160m×160m的網(wǎng)格上進(jìn)行，在此條件下就能總結(jié)出勘探區(qū)的基本構(gòu)造形態(tài)和相應(yīng)的布局特征。確定全區(qū)構(gòu)造方案應(yīng)該在20m×20m的網(wǎng)格中進(jìn)行，完成該步驟之后還需要將網(wǎng)格加密至5m×5m。

3.5 用于解釋煤層區(qū)

比如在某區(qū)域內(nèi)勘探地層的走向是北東向，整體的走向是南北向的背斜。背斜的軸部在0709孔和檢7孔之間，另外還會發(fā)育著次一級的褶曲構(gòu)造。在勘探區(qū)域內(nèi)的南部有斷層和安昌斷層，并形成了一個(gè)地塹。從探測的數(shù)據(jù)資料來看，探測區(qū)域內(nèi)東北部3號煤層底板的最大標(biāo)高是450米，斷層上盤3號煤層底板的最小標(biāo)高是20米。經(jīng)測量得到地層的傾角大多是在4°到10°這個(gè)范圍內(nèi)。比如位于07091孔東背斜軸部附近地層的傾角大約為4°。在預(yù)測15號煤層的厚度時(shí)，會用到T15反射波的地震信息，已知資料來源于0708孔和GZ25孔15號煤層[3]。在預(yù)測的過程中，由于收集到的資料不足，而且預(yù)測的兩個(gè)孔洞距離非常近，在反演整個(gè)探勘區(qū)的實(shí)際情況時(shí)有一定缺陷，另外從煤層自身結(jié)構(gòu)而言，呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的特點(diǎn)，所預(yù)測的煤層厚度與實(shí)際情況并不符合，因此預(yù)測活動(dòng)并沒有起到現(xiàn)實(shí)作用，另外通過綜合性的分析，認(rèn)為該預(yù)測區(qū)的15號煤層沒有缺失區(qū)的存在。

4 結(jié)束語

綜上所述，在探測煤礦地質(zhì)構(gòu)造中應(yīng)用三維地震技術(shù)，為展開全面的探測活動(dòng)提供技術(shù)支持，更好進(jìn)行二次分析，給出較為科學(xué)且符合實(shí)際的解釋資料。能分析出淺層區(qū)和深層區(qū)的地震地質(zhì)條件，能反映煤礦三維地震全程地質(zhì)情況，進(jìn)行成孔作業(yè)需考慮地表和地形條件，另外運(yùn)用三維地震技術(shù)還能解釋地震地質(zhì)和煤層區(qū)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李斌坤.地質(zhì)構(gòu)造超前探測中瑞利波技術(shù)應(yīng)用分析[J].能源與節(jié)能，2020（04）：182-183.

[2]張花花.地質(zhì)構(gòu)造對煤炭開采的影響分析[J].石化技術(shù)，2020，27（03）：336-337.

[3]吳琰杰.三維地震技術(shù)在探測煤礦地質(zhì)構(gòu)造中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2019（02）：149-150+156.