三維地震技術在煤礦開采中的應用分析

■歐陽兆國艷春

（1吉林大學地球探測科學與技術學院 吉林長春 130012；2黑龍江省地震工程研究院 黑龍江哈爾濱 150090）

三維地震技術在煤礦開采中的應用分析

■歐陽兆國1艷春2

（1吉林大學地球探測科學與技術學院 吉林長春 130012；2黑龍江省地震工程研究院 黑龍江哈爾濱 150090）

三維地震勘探技術具有十分優良的經濟技術合理性。尤其在當前情況下，我國煤炭開采整合工作持續推進，煤礦企業所面臨的局面正在不斷改觀，無論是礦產資源開發規模還是集約化水平都得到了不同程度的提升，對精細地質勘探的要求越來越高，該項技術的應用前景異常廣泛。文章以此為視角，結合梅河煤礦地質斷層結構特征進行了分析，以期為高產高效礦井的建設和生產，提高煤礦企業的經濟效益提供可供借鑒的信息。

煤礦開采三維地震煤礦斷層應用分析

1 三維地震勘探技術

三維地震勘探技術分為三個內容，這三個內容都是需要計算機和相關軟件來進行的，這三個內容主要分為：野外地震數據資料采集、室內地震數據處理以和地震資料的解釋，只有將這三個內容完全的實施好，才能說夠對煤礦勘探起到重要效果。三維地震勘探技術在提高煤礦勘探準確率和效率上面有著杰出的效果，對于我國經濟發展而言，起著十分重要的推動作用。

2 三維地震勘探技術的應用實例

梅河煤礦位于吉林省梅河口市紅梅鎮，煤田分上下兩個含煤段，上含煤段11層煤，有9個局部可采層。下含煤段4層煤，有2個可采層，各層煤的厚度為0.7～70米，一般為11—25米。煤層傾角在10—60度之間。煤質牌號為長焰煤，發熱量為6000～7000卡/克，屬優質動力用煤，兼民用。梅河煤田自東至西分別由四井、一井、二井、六井、三井開采，地質總儲量為27019.8萬噸，工業儲量為18285.8萬噸。

3 構造條件及斷層變動分析

3.1 構造條件

三維地震勘探區總體形態上為一單斜構造，傾向西，走向近似南北。其煤層傾角一般在12°～17°之間，測區東南部地層傾角能達到35°以上。測區內斷層較多，構造相對比較復雜，精查報告查明的斷層有F2、DF38、F25、DF07、DF01、F48、FB和FD斷層。

3.2 構造變動結果及認識

礦區內斷層的發育規律性較強，本區斷裂構造主要分為兩組，即北東向斷層組與北西向斷層組，同時發育有少量東西向和南北向的斷層。就斷層的性質而言，測區內同時發育有逆斷層與正斷層；落差均小于100m；測區內正、逆斷層的斷層傾角均較大，正斷層的斷層傾角多為65～75°，逆斷層為60～65°。

3.3 區域內主要斷層分析

①F2號斷層：正斷層，位于本區東南部，走向北東，傾向北西，傾角在70°～80°間；斷層落差大于500m。該斷層地震評級斷點29個，其中A級斷點11個，B級斷點7個，C級斷點11個，鉆孔Y-3號鉆孔控制，為查明斷層。

②F38號斷層：正斷層，位于本區東北部，走向東西，傾向南，傾角在75°；斷層落差50～750m，在10～12線間發育，延展長度1.0Km。由61-203、61-208號孔控制，為查明斷層。

③F25斷層：正斷層，位于本區北部，走向北東，傾向北西，傾角在65°；斷層落差30～75m，在12～16線間發育，延展長度2.9Km。由80-108、79-110、80-111、07-12號孔控制，為查明斷層。

④DF07斷層：逆斷層，位于本區的西部，走向北東，傾向北西，傾角在19°～59°間；區內斷層落差0～48m左右；區內延展長度0.426Km。該斷層評級斷點9個，其中A級斷點7個，B級斷點2個，為控制程度較可靠斷層

⑤DF01斷層：逆斷層，位于本區的西部，走向為北東向，傾向北西，傾角在10°～67°間；區內斷層落差0～39m，區內延展長度0.480Km。該斷層評級斷點14個，其中A級斷點10個，B級斷點4個，為一控制程度可靠斷層。

⑥F48號斷層：正斷層，走向北西，傾向北東，斷層落差5～20m。位于本礦區外部，對本次研究沒有影響。

⑦FB號斷層：正斷層，位于本區12～13線間，走向北西，傾向南西；斷層落差50～200m。由99-3、07-9號孔及二維地震控制，為基本查明斷層。

圖1 主要斷層分布圖

4 勘探成果驗證與分析

4.1 煤層賦存形態的控制

在勘探區內已有地面補充勘探鉆孔6個，井下探巷10個，采區的開拓工程已經完成，并對部分采面進行了采煤工作。對煤層賦存形態的控制點數較多，但由于勘探區內斷裂構造發育，煤層賦存形態在局部有較大變化，本次三維地震勘探的重點為24、30煤層。24煤層驗證點的平均誤差為5.73m，精度誤差為0.93%；30煤層驗證點的平均誤差為4.62m，精度誤差為0.72%，完全符合三維地震合同誤差1.5%的要求。

4.2 斷層的控制分析

斷層的規模主要表現在斷層的延展長度及斷距等方面，是對礦井生產影響較大的因素之一，較大規模的有F2、DF38、F25、DF07、DF01、F48、FB和FD斷層。整體上落差與長度呈正相關關系，即落差越大，延展長度越長。本區的斷層除DF38斷層僅斷到下面三層煤、個別小斷層縱向上遇到大斷層消失外，其余斷層雖然落差在縱向上有所差別，但都錯斷各煤層。

5 結束語

梅河煤礦已經開采40多年，隨著礦井逐漸延深，礦井深部地質構造越來越復雜，而綜采對地質條件的適應性比較差，迫切需要應用三維地震勘探技術，加強對煤層賦存狀況、地質構造的精細控制，以滿足綜合機械化采煤的要求。

[1]王慶瑞論煤田三維地震勘探技術的應用科技論壇2011年第2期.

[2]孫曉飛.淺談煤礦開發中新型技術的應用 [J]煤礦勘探與開發，2013，8.

[3]于謙三維地震勘探技術在宋新莊井田中的應用中國煤炭地質2011年2月第23卷2期.

X752[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-145-1

歐陽兆國（1979～），男，工程師，在讀碩士研究生，研究方向為地震安評。