煤矿采区三维地震勘探典型失误剖析
第27卷第3期
2008年3月
煤 炭 技 术 Coal Technology
Vol 27, No 3Mar, 2008
煤矿采区三维地震勘探典型失误剖析
卫学忠, 许崇宝, 孙立新
(山东煤田地质局物测队, 山东泰安271021)
摘 要:通过煤矿采区三维地震勘探资料解释中几个典型失误实例分析, 阐述了解释的多解性, 提出只有充分分析速度变化, 广泛应用新技术、拓宽思路、多手段综合分析解释才是有效减少失误的唯一途径。关键词:三维地震勘探; 多解性; 综合解释
中图分类号:P631 4 文献标识码:B 文章编号:1008-8725(2008) 03-0122-03
Analysis of Typical Mistakes of 3D Seismic Exploration in
Coal Mining
(Team of Mineral Prospectin g &Surveying, Shandong Coal Field Geological Bureau, T aian 271021, China)
WEI Xue-zhong, XU Chong-bao, SUN Li-xin
Abstract :By analysis of several typical examples of mistakes in data interpretation of 3-D seismic exploration in coal mining area, discusses the mulltiple solutions of interpretation, proposes that only fully analyzes the change of speed, extensivly applies the ne w technologies, expands the ideas, and more comprehensive analysis and interpretation are the only effective way of reduce errors.
Key words :3-D seismic exploration; multiple solutions; comprehensive interpretation
0 前言
三维地震勘探技术已在我国煤矿采区勘探中得 在设计中选用d =60mm, 完全可以满足强度要求。
4 2 对轴平键联接的校核
(1)钻机主动皮带轮与中间车轴之间平键联接的强度校核
已知:d =60mm; l =85mm, 选用:18 11平键; k ==5. 5; 查表:许用剪应力[ p ]=30MPa 。2
由公式P =KW T =
9550n
==374. 36N. m m=374360N ! mm 。1500
因为, 该中间车工作环境处在冲击荷载作用下,
2查表:[ =p ]=30N ! mm ; 由式: p =dkl 60 5 5 85
2
=26. 69N ! mm , 由于 p ∀[ p ], 所以, 满足使用要求, 但为提高抗冲击强度, 在本设计中采用了双键联接。
(2)泥浆泵主动皮带轮与中间车轴之间平键联接的强度校核
已知:d =75mm, 选用:20 20平键; k =2=
2
6; l =120; 查表:许用剪应力[ m , 由公p ]=30N. m
收稿日期:2007-11-31; 修订日期:2008-01-11
到普遍应用, 基本满足了机械化采煤对地质资料的
要求, 为采区设计、开拓和掘进提供了较可靠的地质保障。但在地震成果验证中也出现了一些失误, 文KW T ===9550n 1500
374 36N ! mm=374360N ! mm 。
2T 2 3743602
由式 p ===13. 86N ! mm ; 则
dkl 75 6 120
p ∀[ p ], 平键联接完全满足强度条件要求。式P =
5 中间车改进后的使用情况
在2006年度中, 该钻机共施工水文钻孔6眼, 孔径由 550~ 350mm, 孔深由310~370m, 总进尺1988m, 详见表1; 完成质量之好, 效率之高是前所未有的, 取得了较好的经济和社会效益。
表1 钻机施工数据
孔号孔径 mm 井径 mm 孔深 m
水1号孔 550 426290
水3号孔 460 325320
水6号孔 350 273355
水8号孔 350 273348
水11号孔 460 325315
水14号孔 350 273360
6 结束语
改进后的中间车, 由于变刚性联接为弹性联接, 使传动更平稳可靠, 在近6个月的施工中, 一直工作正常, 彻底解决了原中间车各主要传动部件易损坏的难题。
() ,
第3期 卫学忠, 等:煤矿采区三维地震勘探典型失误剖析 ! 123! 中总结了几个典型实例, 分析了失误原因及对策, 以期抛砖引玉, 引起广大技术人员重视。
1 典型实例分析
1. 1 断层
1. 1. 1 落差5m 左右的断层可靠性差
在地震地质条件适宜的地区, 落差大于5m 的小断层准确率一般在80%左右, 地震地质条件差的地区就会大打折扣。断层解释的依据是两盘的回声时差, 它与垂向分辨率的概念有很大差别。第一菲涅尔带的影响、地层倾斜时反射点的散射和资料处理不当, 均不利于小断层的检测。解释中应充分注意叠加数据体上主要目的层反射波断点附近出现的绕射波, 在#疑似∃断点辅以正演模拟, 多手段解释, 提高对小断层解释的准确性。
在断层的解释中还要注意研究煤层上覆地层中局部速度异常体的影响, 以及煤层顶板裂隙充水、煤层分叉、合并、变薄和冲刷等现象引起的同相轴扭曲、错断与小断层的区别。向斜轴部回转波未能得到很好的偏移收敛也会给小断层解释造成困难。下面例子是煤层上覆地层存在高速岩体, 误为断层的例子。见图1、图2、图3。
由于大断层上盘有100m 厚的岩浆岩, 目的层反射波双层旅行时变小, 初次解释时在大断层下盘解释了一个与大断层倾向相反的小断层, 通过正演模拟确认小断层不存在,
并得到巷道工程验证。
图3 为根据实际地质模型所得到的正演模拟结果
1. 1. 2 大断层平面位移准确性差
物探工作者往往特别注意小断层的详尽解释, 对大断层的解释重视程度不够, 造成成果误差大。这里分两类加以讨论。
一是单支大断层, 它往往是有一定宽度的破碎带, 其中充填破碎的松散物质, 在其形成过程中, 由于牵引作用断层两盘产状发生变化。在断点附近, 出现的绕射波往往不是单点绕射, 而是在断点附近一段界面新震源(惠更斯原理) 的综合效应。在叠偏时如果选取速度不合适, 绕射不能完全归位, 其断点位置解释就会出现偏差。图4中由于断层牵引上盘形成挠曲, 图5绕射波得到很好收敛, 使断点位置清晰可靠。在三维解释中要充分利用多个方向的垂直时间剖面及剖面上弱的辅助相位解释断层位置、产状及其性质。
二是大断层往往由多个阶梯状、不同断距的支断层组成断层组。阶梯状断层组有反向阶梯状断层组和正向阶梯状断层组, 前者断层倾向与地层倾向相反; 后者断层倾向与地层倾向一致。在断层组宽度有限时, 由于菲涅尔带的影响, 以及各断层间反射波的干涉, 同相轴杂乱无章, 信噪比低。理论上偏移可把菲涅尔带收敛成一个点, 但实际上由于噪声的不均匀性和地层速度的变化是不可能完全做到的, 通常地震解释中将多个阶梯断层组成的大边界断层
解释为宽度一定的断层带较为合理。
图1
实际地质模型
图4 为叠加剖面 图5 为时域叠偏剖面
1. 2 褶曲的多解
褶曲解释的依据是叠加或偏移时间剖面上主要目的层反射波同相轴弯曲形态。曲率大的向斜形成
图2 地震时
间剖面的反映
回转波是解释向斜的主要依据, 但也有例外, 当煤层
! 124! 煤 炭 技 术 第27卷上覆地层存在局部低速岩体时也会形成类似回转波的现象。兖州矿区某矿二维和三维地震勘探解释成果的失误就是一个很好的例子。由于侏罗系地层中存在局部低速异常体, 初次解释将宽缓构造解释为曲率较大的向斜, 通过正演模拟(图6、图7) 结合直流电法成果认为向斜不存在。后经钻探揭露, 侏罗系地层中裂隙发育而漏水, 使局部地层速度下降, 证
实向斜实际上不存在。
维数据体可视化等技术。相干体技术是通过计算多道数据之间或不同道与一标准道间相干性大小来分析地质体的特征, 它对断层展布、露头位置、冲刷剥蚀区边界的确定很有效, 尤其在构造相对简单、信噪比较高的地区效果明显。地震属性技术是从地震数据体中提取反射波几何学、动力学、运动学、统计学等方面特征, 将这些属性与某些地质现象建立起定性或半定量关系, 为煤田构造或岩性解释提供必要的手段, 提高解释精度和解释效率。三维数据体可视化技术使解释人员充分利用信息丰富的地震数据, 在立体数据显示及解释中从不同方向, 由体到面, 通过透视、亮度聚焦深度、透明、运动时差、深度信号、空间观察和外部整体来浏览、了解三维数据体, 直观研究采区多种地质现象, 提高解释的精度和可靠性。
3 结语
图6
为叠加和偏移剖面
三维地震勘探是一个系统工程, 只有保证原始数据资料采集质量, 充分认识#速度∃在资料处理和解释中的作用, 针对不同采区地质特征, 深入研究速度变化规律, 资料解释中才能避免速度#陷阱∃造成的假断层、假褶曲现象, 认真分析绕射等特殊波在时间剖面上的不同表现形式, 正确解释断层平面位置, 必要时辅以正演模拟, 配合电法资料, 综合解释, 提
图7 为正演模拟结果
高三维地震成果的可靠性, 并充分利用相干体技术、地震属性技术和三维可视化技术等解释新技术新方法, 可以大大提高解释精度和可靠性, 同时还可以提高解释效率。参考文献:
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2 提高地质成果准确性
克服失误, 减少解释的多解性, 要求解释人员扩大解释视野, 充分重视地层纵横向速度变化, 辅以正演模拟和必要的电法工程, 将多解变为唯一解。此外, 在解释工作中充分利用相干体等新技术, 可以提高地质成果的准确性和解释效率。
近几年主要解释新技术有相干体、地震属性、三
煤炭技术面向生产, 突出实用。