12347.三維地震在山西屯留礦區(qū)煤田地質(zhì)勘查中的應(yīng)用研究

1、石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院碩士學(xué)位論文1第一章緒論1.1選題依據(jù)及背景煤是植物遺體經(jīng)過一系列復(fù)雜的生物、化學(xué)作用演變而成的固體可燃有機(jī)巖，被人們譽(yù)為“黑色的金子、工業(yè)的食糧“，是工業(yè)革命以來人類世界使用的主要能源之一[1]。我國是一個“富煤少油缺氣”的國家，在世界已探明的能源儲量中，我國的煤炭占世界的15%，石油占2.7%，天然氣占0.9%，這種能源結(jié)構(gòu)決定了近幾十年我國仍然是以煤為主要能源消費(fèi)的國家[24]。長期以來，我國煤田地質(zhì)界普遍采用以鉆探

2、為主的勘探方法，雖然保證了淺部煤炭資源勘探開發(fā)的需求，但對于構(gòu)造及深部煤層的控制較差。煤礦三維地震勘探的迅速發(fā)展，使得對斷層、陷落柱及煤層深度控制更加準(zhǔn)確，對煤層的描述更加精細(xì)化，提高了地震勘探的效果。為快速、準(zhǔn)確地查明煤炭資源和煤礦開采地質(zhì)條件，改變以鉆探為主的勘查模式，需要充分發(fā)揮各類勘探手段的技術(shù)特長，優(yōu)化綜合勘探方法，最終建立多手段立體交叉式勘探技術(shù)體系[5]。在煤炭的開采過程中，斷層和陷落柱等小構(gòu)造異常體不但破壞了煤層的連續(xù)性

3、及井巷圍巖的穩(wěn)定，威脅生命財產(chǎn)安全，還嚴(yán)重降低了機(jī)械化采煤生產(chǎn)效率；軟弱結(jié)構(gòu)面及地下水侵蝕形成的洞穴會成為良好的導(dǎo)水通道或瓦斯儲集場所，對煤層頂板突水和瓦斯爆炸構(gòu)成潛在威脅[6]；另外查明采區(qū)內(nèi)老煤窯、風(fēng)氧化帶及燒變巖的分布范圍，了解采區(qū)內(nèi)煤層厚度及分布情況，使得采區(qū)產(chǎn)量最大化等也是亟待解決的問題，因此煤田地質(zhì)勘查對采區(qū)地質(zhì)資料的可靠性有很高的要求。三維地震勘探在煤田地質(zhì)勘探中發(fā)展迅猛，高分辨率三維地震勘探的應(yīng)用不但提高了控制采區(qū)內(nèi)小構(gòu)

4、造（斷層、陷落柱）等地質(zhì)異常體的程度和地震資料解釋的可靠度，減少了開采前鉆探的工程量，降低了前期資金投入，還為煤礦掘進(jìn)巷道和綜采工作面的布置提供了可靠的技術(shù)支持；同時對查明煤層、矸石層分布情況以及瓦斯(煤層氣)賦存的調(diào)查、勘探與安全高效開采具有重要的意義[78]。山西屯留礦區(qū)屬于華北石炭二疊聚煤區(qū)的典型代表，其煤層沉積環(huán)境為濱海、淺海相沉積，具有典型的近海型含煤巖系的旋回結(jié)構(gòu)，煤層與碳酸鹽巖層互層，陷落柱發(fā)育強(qiáng)烈；研究區(qū)內(nèi)分布沾尚武鄉(xiāng)陽

5、城北北東向褶曲、晉獲斷裂帶等，又疊加新生代的長治新裂陷，構(gòu)造復(fù)雜，斷層較發(fā)育，對煤礦生產(chǎn)建設(shè)和安全構(gòu)成直接威脅，因此有必要在該區(qū)開展三維地震研究工作。在對采區(qū)內(nèi)煤層的賦存情況和影響煤層開采的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析研究的同時，構(gòu)建研究區(qū)內(nèi)的三維地震勘探模式，為煤礦的安全生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)保障。石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院碩士學(xué)位論文3地震屬性技術(shù)一直是近幾年的熱門前沿物探技術(shù)，在小斷層的檢測、煤層頂?shù)装鍘r性分析、煤層變焦等應(yīng)用中取得了很好的效果。目前各物探技

6、術(shù)研究院所及軟件技術(shù)公司推出的各類先進(jìn)的物探資料及解釋軟件中屬性參數(shù)已經(jīng)達(dá)到四十幾個，解釋人員可以結(jié)合自己的優(yōu)勢做屬性分析，屬性技術(shù)已成為重要的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。地震資料中所含地質(zhì)信息非常豐富，其真正的利用率僅25%左右，屬性技術(shù)的廣泛應(yīng)用充分挖掘地震資料所含地質(zhì)信息，避免了工作站專業(yè)維護(hù)人員在不熟知勘探區(qū)地質(zhì)資料的情況下產(chǎn)生的錯解，因此地震屬性技術(shù)在地震解釋中發(fā)展迅速。三維地震勘探技術(shù)在構(gòu)造勘探領(lǐng)域成就斐然，在巖性勘探中也取得了顯著效果，目

7、前逐漸轉(zhuǎn)向高陡、復(fù)雜構(gòu)造條件地區(qū)，地震成像問題越來越突出，而且勘探精度要求也越來越高。就其前景而言，隨著大規(guī)模計算能力和工業(yè)界對地震成像精度要求的提高，各種與波場延拓有關(guān)的計算方法與技術(shù)將會不斷得到發(fā)展，同時復(fù)雜介質(zhì)的地震疊前偏移成像問題需要解決，提高成像質(zhì)量的疊前偏移技術(shù)正得到越來越多的應(yīng)用。煤炭系統(tǒng)先后在全國幾個典型礦區(qū)實(shí)際采集了三維三分量地震資料，并開展三維三分量資料解釋工作，取得了初步成效；三維地質(zhì)建模、地震屬性等新技術(shù)的應(yīng)用，

8、使得地震資料解釋向著可視化、精密化邁進(jìn)，極大提高了資料的利用率和解釋的可信度[11]。三維多波地震勘探、三維可視化及地震屬性技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今石油、煤炭資源勘探與開發(fā)領(lǐng)域中最活躍、最有潛力的地震勘探技術(shù)。地震儀器方面正向遙測遙控、高采樣率、多道發(fā)展，AD轉(zhuǎn)換器達(dá)到24位；震源方面，已發(fā)展了一系列地面震源如重錘、連續(xù)震動源、氣動震源等，但陸地地震勘探依然采用炸藥。海上地震勘探除采用炸藥震源之外，還廣泛采用空氣槍、蒸汽槍及電火花引爆氣體等方法

9、。2010年全國煤炭高精度三維地震勘探技術(shù)研討會議在昆明召開，期間對煤田地質(zhì)三維地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，對其未來發(fā)展進(jìn)行了規(guī)劃與展望。其中高密度三維地震勘探技術(shù)、地震屬性技術(shù)、疊前偏移技術(shù)、巖性地震勘探技術(shù)、復(fù)雜地區(qū)地震勘探技術(shù)等被確定為未來發(fā)展與研究的重點(diǎn)方向。綜上所述，我國煤礦采區(qū)三維地震勘探技術(shù)歷經(jīng)幾十年的不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了重大的技術(shù)飛躍，現(xiàn)已成為煤礦高效安全開采前構(gòu)造勘探的首選技術(shù)。1.3課題研究內(nèi)容與技術(shù)路線1.3.1研究內(nèi)