煤田地震勘探中特殊地質異常體的識別及應用研究

吳 斌

(河南能源鶴壁煤業(集團)有限責任公司寺灣井，河南鶴壁458000)

0 引言

地質異常即惡化附近環境在基本特征或者成因序次上存在顯著不同的地質體。一般情況下，表現為遙感影像、地球理化場等存在不同之處，基本上用來預測礦產，以及分析成礦規律等方面。筆者在這里大體上探討了業界的特殊地質異常體的特征，同時把地質資料與地震勘探技術進行有機融合，從地質層面為深入應對煤礦安全生產提供了堅實的基礎。

1 小窯采空區的識別特征

1)地質特征。屬于長期采煤的礦區所具有的特殊地質體之一，因盲目開采小煤窯，產生了一系列暗采空區，在很大程度上影響著安全生產，同時對地面工程的穩定性產生不利作用。所以，細致深入的勘察小窯采空區，充分弄清楚其采礦條件、煤層巖層特征、賦存狀況、力學狀況是該領域需要關注的方向。

2)地震特征。煤層采空后剩下很少的煤柱構成了采空區，勘探后無法得到連續的反射波或者非常微弱，在時間剖面上主要反映出以下幾方面基本特征:①煤層反射波相對較弱，于采空區邊緣位置其同相軸頻率與產狀出現變化，中間位置的反射波同相軸形狀就像蠕蟲一樣。②經由房柱式采煤，反射波同相軸發生一定的變化，逐漸減弱，產狀與頻率發生非常顯著的變化，和附近非采空區煤層反射波之間具有非常突出的不同之處，同時下層位反射波同相軸增強，產狀與頻率發生急劇變化。③要是徹底采空，只剩下非常少的煤柱，在這種情況下，地震時間剖面上不會存在煤層反射波。

3)地震解釋應用。某礦為黃土梁峁－沙漠地貌。開展三維地震勘探地質旨在弄清楚其采空區。利用三維地震勘探，能夠得知大多數煤層反射波不正常，同相軸出現錯斷、扭曲、產狀發揮突然變化、非常沒有秩序等;通過分析采空區在RMS屬性發現，凌亂區反射波形成圈閉、能量消失，正是由于這一方面的原因，三維地震把它看做是小窯采空區，接著通過鉆探驗證，效果非常不錯。

2 陷落柱識別特征

1)地質特征。陷落柱即礦井里因下伏易溶巖層受到地下水腐蝕，在此作用下產生許多空洞，最終造成上覆巖層不再保持穩定狀態，塌陷、冒落后構建出柱體?；旧闲枰涍^溶隙、溶孔、溶洞塌陷等環節。

2)地震特征。①反射波組能量減小或中斷。改變的場所也就是邊界。②反射波同相軸扭曲。扭曲起始點的連線就是邊界。③同相軸出現圈閉與分叉合并。其分叉、合并點就是邊界。④相位與極性反轉，起點就是邊界。⑤疊加時間剖面產生延遲與斷陷點繞射波。⑥方差體剖面上，放到了立方體中存在的不同之處，體現出深色，可以體現邊界。

3)地震解釋應用。該地開展三維地震勘探地質旨在弄清楚礦井陷落柱。利用三維地震勘探，能夠看出其中西部煤層反射波異常，每一個煤層反射波同相軸錯斷、扭曲等;分析在水平切片，能夠觀察到反射波圈閉、能量消失;等時切片上能夠發現平面形態是近橢圓形。進一步利用地震地質解釋，能夠發現陷落柱三個，它們都是反漏斗型、陷壁角在80°左右，有直立型中心軸。解析的情況和現實一致。

3 巖漿巖侵蝕的識別特征

1)地質特征。巖漿冷凝之后即能夠產生巖漿巖，其不管侵入或者噴出地面，均與附近巖石存在非常突出的分界。巖漿噴出或者侵入的時候，因諸多理化因素發生變化，巖漿成分與性質同樣有所改變，所以，現實中會產生各種形狀的巖漿巖，反映出其成分非常復雜。

2)地震特征。因受到巖漿巖侵蝕，在此作用下，破壞了局部煤層，煤層反射波同相軸的消失或減弱，呈現出條帶狀，其與煤層沖刷帶存在的差異之處是其頂面的反射波通常相對較強。

3)地震解釋應用。通過三維地震資料解釋能夠得知，某礦西南方存在一巖漿巖侵蝕帶，在這里按照附近資料推測測線間的侵蝕邊界，大致有0．2 km2受到侵蝕。

4 火燒區的識別特征

1)地質特征。煤層燃燒放出的熱量烘烤巖層，使其成為燒變巖，打擊有陶瓷片聲。土質地變松，地表巖層裂隙提高，產生一層薄硬殼，棕紅色并且具有H2S味。頂底板圍巖里存在黃鐵礦等多種物質，因高溫烘烤新的氧化物，分解之后形成磁性物。

2)地震特征。煤層燃燒產生的高溫烘烤著附近巖層，使其物理特性出現顯著改變，在很大程度上破壞了巖層，巖石破碎，裂隙變大，同時煤層理化同樣有了顯著的改變，也就是其反射波減弱或消失、反射無序，整體而言并不會產生突出的成層性反射。

3)地震解釋應用。通過三維地震勘探可以得知，某礦南部煤層反射波產狀發出非常明顯的變化，同相軸沒有章法，反射非?；靵y、同相軸變差非常突出。因此推測這一位置是火燒區，其形狀不規則，大小為0．33 km2，后來進一步對其加以鉆探驗證，所得結果一致。

5 煤層沖刷帶的識別

1)地質特征。通常情況下，水流沖擊煤層或泥灰層同時以砂質沉積物產生的地質體，就是煤層沖刷帶。歸根結底，其為煤層里面形成的帶狀砂體，它們的分布較為分散。煤層和巖體對比，其密度與彈性波傳播速度小。

2)地震特征。其邊緣物性存在非常突出的區別，具有彈性分界面，當地震波抵達其邊界的時候，反射波中斷或消失。

3)地震解釋應用。通過解釋某礦三維地震資料就能夠得知，東南部存在煤層沖刷帶，其M1煤層反射波中斷，和煤層未受到沖刷的反射波存在著非常明顯的差異。

6 結語

綜上所述，充分弄清楚地質異常體的反射特征，明確其分布特點，對降低安全事故發生、科學開展礦井生產等方面發揮著非常關鍵的作用。

［1］王立國．三維地震勘探技術在查找煤礦采空區、陷落柱等地質異常體中的應用［J］．西部探礦工程，2013(8)．