张集煤矿三维地震时间剖面特征规律探讨.docx

1、张集煤矿三维地震时间剖面特征规律探讨邱志诚，郝其国，修正标（淮南矿业集团张集矿地测科，安徽淮南232001）摘要：通过实例探讨张集煤矿三地地震时间割面同相轴错断、同相轴扭曲、同相轴分义合并、同相轴稀疏凌乱、同相轴辅助波等反应地质构造现象的规律性。通过对时间剖面反应断层规律性的抽象，建立了适合张集矿区的“缓做斜煤层中的同相轴扭曲正断层模型”及“缓但斜煤层中的同相轴分叉、合并正断层模型”。关键词：三维地震；时间剖面；同相轴；断层中图分类号:P631文献标识码:A张集矿近几年来通过利用中国矿业大学开发的“煤矿三维地震管理系统”、三维地震工作站等,对三维地震成果开展了广泛的应用和探索,在预测预报地质异

2、常区以及利用三维地震时间剖面、水平时间切片、沿层切片、属性等辅助分析和预测断层方面取得了一定成绩，积累了一些宝贵经验。结合张集矿实例,通过将实际巷道揭露的构造情况与地震时间剖面、地震属性相对比，总结出地震地质断层解释规律，为今后更好地使用三维地震成果进行地质预测预报工作莫定基础°通过实例探讨张集煤矿三维地震时间剖面同相轴错断、同相轴扭曲、同相轴分叉合并、同相轴稀疏凌乱、同相轴辅助波等反应地质构造现象的规律性。通过对时间剖面反应断层规律性的抽象，建立了适合张集矿区的“缓倾斜煤层中的同相轴扭曲正断层模型”及“缓倾斜煤层中的同相轴分叉、合并正断层模型”。查明各类隐伏构造，做好地质预测预报工

3、作，是煤矿安全高效生产的迫切需要。这给我们使用和解释三维地震成果提出了更高要求，经过处理后得到的地震数据体，虽然可以一定程度地反应地下地质构造的特点，但还存在许多假象,因此，要求我们要运用地震波的理论，结合解释勘探区区域地质构造特征,积极总结经验,进行分析对比，去伪存真。1时间剖面特征规律时间剖面横坐标代表共中心点叠加道的位置，纵坐标垂直向下，代表反射时间。时间剖面上的反射时间是经过动校正处理后的，是共中心点处的to时间，因此能直接反映地质构造形态。由于煤层是强反射界面，煤层厚度对反射波能量影响也很大，所以反射波能量弱，同相轴稀疏有可能是薄煤区、无煤区及顶底板层滑构造的反应。影响同相轴稀疏、零

4、乱的因素很多，有数据采集和处理方面的（人为原因）；下标准层被上标准层“屏蔽”也能造成反射波同相轴稀疏、签乱现象;因此，要求运用地震波的理论，结合解释勘探区区域地质构造特征，积极总结经验,进行分析对比，去伪存真。时间剖面横坐标代表共中心点叠加道的位置,纵坐标垂直向下，代表反射时间。时间剖面上的反射时间是经过动校正处理后的，是共中心点处的to时间，因此能直接反应地质构造形态。应用“煤矿三维地震数据动态解释系统”的重点也在解释时间剖面方面上。时间剖面有很多显示形式，如波形曲线、变面积、变密度、波形加变面积叠合、波形加变密度叠合、双极性显示等。常用的是波形加变面积叠合显示，因为变面积将波形的一部分填黑

5、，可使反射层突出。在时间剖面上识别断层,尤其是识别小断层等地质现象是应用“煤矿三维地震数据动态解释系统”的工作重点。通过对大量实见构造与地震时间剖面的对比分析，也逐渐认识了几种断层引起的时间剖面异常特征:从断层的几何模型理论分析，在断棱处可能出现绕射波；当断面倾斜时，断面反射要向其下倾方向偏移。同相轴的错断往往是中大断层引起的，反射波同相轴分叉、合并、扭曲、波形和产状发生突变等往往是小断层的反应。11 同相轴错断煤层反射波同相轴发生错断，是中大断层在地震时间剖面上表现的基本形式，由于断层规模的不同，可表现为波组或波系的错断。在时间剖面中确定断面时,断面不可穿过可萩的反射波同相轴，由于断面的屏蔽

6、作用，断层下盘断点位置往往不可靠，所以应主要依据上盘断点确定断面。在资料处理好的区段,断面倾斜时，断面反射要向其下倾方向偏移（见图1）。A，.B*（a）直立断层断盘的反射一断面反射绕射响，发射波能址弱，同相轴稀疏。AB图1水平地层中的断层特征（据李录明,2007）13煤反射波发生明显扭曲（见图2）,11煤反射波受13煤“屏蔽”，能量较弱，11煤反射波同相轴错断，13煤反射波同相轴发生扭曲处与13煤断层下盘断点位置有差异（水平偏移20m左右）。图2张集矿1117（3）轨顺实测剖面（上）与地震时间剖面（下）对比图12 同向轴扭曲根据张集井田构造特征，大部分煤层为缓倾斜的，几乎所有断裂构造均为正断层

7、，结合对同相轴扭曲与实际断层下盘断点位置的比照。在张集井田三维地震同相轴的扭曲变形一般是小正断层的反应，但这种扭曲现象要与表层、地层岩性变化的影响结合分析，加以区别，并非所有的扭曲都是断层引起的，煤层产状的变化也能造成同相轴扭曲，同相轴扭曲处解释为断层下盘断点位置比较接近实际（见图3）。片C片CC么(b)断层面断盘反射图3缓彳顷斜煤层中的同相轴扭曲正断J只模型8、6煤反射波同相轴发生扭曲（见图4）,8煤断层上盘断点位置与同相轴发生扭曲处I分吻合,6煤断层下盘断点附近同相轴受断层面“屏蔽”影Aof-wnAof-wn图4张集矿16118运顺实测剂面（上）与地震时间剖面（下）对比图13 同向轴分叉、

8、合并在时间剖面上，相位的突然增多或减少，同相轴的分叉与合并往往是小断层引起的。这种现象是由于下降盘煤层厚度变化及岩相改变引起的。在时间剖面上同相轴分叉、合并处反射波不可靠,断层上盘断点位置定在最靠近“分叉、合并处”断层下降盘的可靠同相轴处比较接近张集井田实际,断层模型如图5所示。C么WcA业AA人，BAA/(a)(b)同相轴断层面图5缓倾斜煤层中的同相轴分叉、合并正断层模型8煤反射波同相轴发生扭曲.6煤反射波同相轴发生“分叉”，断层面基本无偏移（见图6）o14同向轴稀疏;零乱影响同相轴稀疏、零乱的因素很多，有数据采集和处理方面的（人为原因）；下标准层被上标准层“屏蔽”也能造成反射波同相轴稀疏、

9、零乱现象;由于煤层是强反射界面，煤层厚度对反射波能量影响也很大，所以反射波能量弱，同相轴稀疏有可能是薄煤区、无煤区及顶底板层滑构造的反应；又因为断层的“屏蔽”作用也可以造成下盘反射波同相轴稀疏、零乱，甚至出现空白反射带,所以同相轴的轴稀疏、零乱，甚至出现空白反射带,所以同相轴的图8张集矿西三胶带机大巷实测剖而（上）.与地宸时间剖面（下）对比图图6张集矿16118轨顺实测剖面（上）与地震时间剖面（下）对比图稀疏、零乱也有可能是小断层的反应，断层导致两盘煤层产状发生变化，引起反射波同相轴形状及产状发生突变,这也是判别小断层的标志。煤层变薄带造成同相轴稀疏、零乱、反射波能员弱,预计煤层变薄带与实际煤

10、层变薄带范围吻合,但平面位置稍有偏移（见图7）。图7张集矿17278运顺实测剖面（上）与地震时间削面（下）对比图15波形、复合波、辅助波异常当反射层两边岩性或地质结构发生变化时，会引起波形变化。相距较近的两个以上反射波组合在一起构成复合波。当地质结构较稳定时，复合波的干涉特征很少改变，容易识别，称为“波组”，相邻的稳定波组称为“波系小断层、层滑构造、煤层厚度变薄及煤层顶板岩性的变化会造成波形，复合波甚至波组的异常，这些辅助波的异常是识别地质异常的标准，中大断层会造成波系的异常。8煤辅助波同相轴错断（见图8）,采用双极性法显示时间剖面辅助波同相轴错断更明显，结合正负相位分析，更易解释出断点，断层

11、面向其下倾方向偏移（水平偏移17m左右）。层滑构造影响的煤层变薄区及无煤带在时间剖面上的反应为复合波的出现，预计地质异常区范围和位置与实际稍有差别（见图9）。图9张集矿17208运服实测剖面（上）与地震时间剖面（下）对比图2.6断面波、绕射波等异常波断面波、绕射波等异常波的出现，是识别断层的主要标准。绕射波极小点对应真实的煤层断点位置;断盘反射波在断点附近与绕射波相切，它相对真实的煤层断点向下倾方向偏移。8煤断棱处出现异常波,8煤上盘断点位置与绕射波极小点位置基本吻合（见图10）。图10张集矿-477m转载胶带机斜卷实测剖面（上）与地震时间剖面（下）对比图（下转第78页）遮挡，使用不便。当室内

12、接收机问世以后，进行煤矿工业广场建筑物、构筑物的施工测量，再也不需要考虑工地各种障碍物对卫星信号的遮挡，可实现快速、精确、实时定位及放样,极大地提高工程质扯及工作效率。5.3矿区控制测量用GPS相对定位技术建立矿区控制网，在我国已有数年实践。这种建立矿区控制网的方法与经典测虽技术相比较，不仅效率高，而且大大降低了成本。6煤矿测量技术发展的瓶颈GPS已在除煤矿、地下工程等以外的其他领域得到了迅速的发展，但在煤矿测量中，因大量的日常工作是在井下进行的，而井下无法接受GPS卫星信号，使GPS的应用受到极大限制。要将GPS卫星发射的信息用于井下测量中，需要解决岩层中的通信问题。可以采用的通信手段是以超

13、声波作为载波，将信号通过岩层传到井下，实现井下的实时定位。要做到这一点，目前还有大量的研究工作需要做，其中最难，工作量:最大的是分析超声波在各种岩性的岩石中传播的特性，以及准确及时的岩性物探方法。岩层通信技术如能研究成功，对井下安全保障将会极大改善，亦可及时掌握矿井灾害情况,为灾害救援及时提供信息。7结语以现代测绘技术、矿业工程技术和相关科学技术为基础的煤矿测量，必将会形成集数据采集、处理、管理、传输、分析、表达、应用以及输出为一体化的智能化、自动化的技术系统，为矿区资源环境信息系统的建立提供基础性的资料，可以促进煤矿的高产、高效和可持续发展。(上接第63页)2结论近几年，通过利用中国矿业大学

14、开发的“煤矿三维地震管理系统”，对张集煤矿三维地震成果资料进行了广泛应用和探索，总结出一些经验C(1) 在时间剖面中确定断面时，断面不可穿过可靠的反射波同相轴，由于断面的屏蔽作用，断层下盘断点位置往往不可靠，应主要依据上盘断点确定断面；(2) 在资料处理好的区段，断面倾斜时，断面反射要向下倾方向偏移；(3) 张集井田三维地震同相轴的扭曲变形一般是小正断层(落差为39m)的反应，但这种扭曲现象要与表层、地层岩性变化的影响结合分析,加以区别，并非所有的扭曲都是断层引起的，煤层产状的变化也能造成同相轴扭曲；(4) 同相轴扭曲处解释为断层下盘断点位置比较接近实际；(5) 在时间剖面上同相轴分叉、合并处反射波不可靠，断层上盘断点位置定在最靠近“分叉、合并处”断层下降盘的可靠同相轴处比较接近张集井田实际；(6) 同相轴的稀疏、零乱也有可能是煤层变薄带及小断层的反应，断层导致两盘煤层产状发生变化，引起反射波同相轴形状及产状发生突变，这也是判别小断层的标志；(7) 小断层、层滑构造、煤层厚度变薄及煤层