姚莊煤礦二1煤層底板形態的二維地震解釋

◎木宗勇

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姚莊煤礦二1煤層底板形態的二維地震解釋

◎木宗勇

為提高勘查程度，在經過野外現場踏勘、仔細分析該區內的地震地質條件和現有地質資料的基礎上，充分研究分析了普查地震工作中存在的問題，按照《煤炭煤層氣地震勘查規范》標準進行了二維地震勘查設計與數據采集工作。本區共計完成二維測線7條，同時對本次所獲得的時間剖面進行了評級，并經資料解釋，了解了覆蓋層厚度及變化情況，查明了二1煤層的構造形態及分布范圍。

姚莊煤礦位于郟縣南東19km處，分屬郟縣姚莊鄉和堂街鄉管轄，自工作區向北15km由鄉級公路在王集鎮與洛（陽）—界（首）公路相接，自王集向西6km到郟縣，向東24km到襄城縣與311國道相接。

自然地理概況

本區位于汝河以南的廣闊平原地帶，地形平坦，標高一般為97m左右，第四系覆蓋較厚，全為可耕地。區內屬淮河流域穎河水系，北汝河在本區北側1km左右由西向東流過。本區氣候屬大陸性半干旱氣候。歷年最大降水量1203mm，年平均降水量678.6mm，最長連續降水量204.7mm，降雨量集中在七、八、九三個月。

地層與構造

根據鉆探所獲巖芯資料及鄰區鉆孔資料表明，工作區為第四系全覆蓋區，沒有基巖出露，區內煤系地層發育較齊全，構造較簡單，無巖漿巖分布。

本礦區在李口向斜的軸部，區內地層為傾向為向斜北東翼220～230°，南西翼40～50°，傾角0～7°。據二維地震測量資料反映，斷裂構造共發育4條，走向均為北西向，傾向南西或者北東，傾角59～63°，F1長約2km，其它均不足1km長。

煤層

含煤性。本區含煤地層由老至新依次為石炭系上統太原組、二疊系下統山西組、下石盒子組、二疊系上統上石盒子組。二煤組以上含煤地層厚度677.87m，包括了二～九共8個煤組。含煤11層，煤層總厚度7.10m，可采煤層厚度3.90m，含煤系數1.05%，可采系數0.58%。

可采煤層。據ZK1608孔資料，區內含可采煤層兩層，總厚度3.90m。

二1煤層位于二疊系下統山西組底部，上距大占砂巖10.26m，下距石炭系太原組頂部灰巖11.17m。煤層底板埋深1343.71m，煤層底板標高-1247.03m，煤層厚2.55m。煤層直接頂板為砂質泥巖，偽頂為細粒砂巖，直接底板為泥巖。二1煤層結構簡單，無夾矸。

地球物理特征

地表條件。本區屬山前沖洪積平原地貌，地勢平緩，對施工有利；勘探區內村莊分布密集，區內沖溝較為發育，一般切割深度小于10m。主要河流汝河位于勘查區北部，給地震野外數據采集工作帶來諸多麻煩。

淺層地震地質條件。勘查區地表為第四系黃土覆蓋，沒有基巖出露。第四系黃土為黃褐色、灰綠色、棕紅色砂質粘土、粘土夾礫石，局部為坡積、沖積物。礫石層較厚，吸收激發能量，降低了資料的信噪比，并且增加了成孔難度，淺層地震地質條件不好。

深層地震地質條件。本區煤層具有速度低、密度小的特點，與高速度、高密度圍巖相比具有顯著的波阻抗差異，具有形成強反射波的良好條件。二1煤層在人工波場作用下可產生T2波穩定、能量強、連續性好，能夠全區對比追蹤；本區的新生界較薄（90～150m），由于受村莊和高壓線路的影響，所以T0波不連續。

工程布置及設計工作量

二維地震測線布置。1⑴）本區測線布置原則：地震主測線應盡量垂直地層走向或主要構造走向，并與地質勘查線盡量重合，測線長度應能控制工作區邊界和邊緣構造；聯絡測線應垂直主測線。2⑵）測網密度：根據勘查目的，本次勘查屬于普查勘查階段，同時根據相鄰礦區含煤地層的構造復雜程度及煤層穩定程度，依據《煤、泥炭地質勘查規范》，本次地震勘查工作原則上以1000m×2000m網度布置。

設計工作量。按照上述原則，全區布置二維地震測線7條，其中主測線5條；聯絡線2條。共計地震測線長14.56km，測線物理點685個，試驗物理點15個，合計700個。

資料處理

由于本區鵝卵石層對能量的吸收，資料存在著頻率較低的問題。因此，本區資料的處理過程為以提高信噪比為重點，堅持“高信噪比、高保真度、高分辨率”的原則，以能真實、客觀反映地質現象為目的，在保證信噪比的基礎上，盡量提高分辨率。

在資料處理階段要檢查交點處的疊加速度譜，并完成主測線和聯絡測線的交點閉合。在資料處理中，首先對原始單炮作了頻譜分析，確定煤系地層（目的層）反射波主頻。對單炮記錄進行嚴格剔炮、剔道工作，為確保最終剖面質量，在計算站進行二次編輯工作，為了使剖面上煤層反射波連續性好，速度分析采用跟層追蹤的分析方法，全面采用保持振幅處理。

二1煤層底板形態

本次地震勘查表明，測區內二1煤層底板形態總體為一走向近北西向，傾向南西的單斜。傾角0o～9o，在斷層附近，受斷層的牽引、推覆和擠壓作用，局部煤層傾角變大，測區東北部受斷層的影響，二1煤層較淺，走向近北北西向，傾角約為9o，最淺處底板標高為-800m，往南西逐漸變深，中西部最深，底板標高達到-1450m， 二1煤底板標高在-800m～-1450m之間。在單斜構造西南部發育一個向斜，向斜軸向北西，向斜軸標高-1450。使煤層底板等高線發生了不同程度的彎曲變化。

按照《煤炭煤層氣地震勘查規范》的標準，對本次所獲得的時間剖面進行了評級為資料解釋打下了堅實的基礎；經資料解釋，了解了覆蓋層厚度及變化情況，查明了二1煤層的構造形態及分布范圍。

（河南省煤田地質局物探測量隊）