“螞蟻”+屬性技術在煤礦生產中的應用

2017-09-04 17:19:20金學良

科技視界 2017年9期

金學良

【摘要】斷層是影響煤礦安全、高效生產的一個重要因素。隨著煤礦機械化程度的提高，地質構造復雜化，落差3～5m的斷層阻礙了煤礦安全高效生產，如何準確查清落差3～5m的小斷層，在煤礦生產中有著現實的意義。童亭煤礦109采區(qū)斷層發(fā)育，地震地質條件較好，在基于構造導向濾波的螞蟻體斷裂追蹤技術方法基礎上，提取多屬性對比、優(yōu)化，選擇對于小斷層識別的優(yōu)勢屬性，以達到識別落差3～5m的小斷層的目的。

【關鍵詞】三維地震；屬性；“螞蟻”+

0 引言

隨著煤礦機械化程度的提高，落差3～5m的斷層阻礙了煤礦安全高效生產。常規(guī)的地震資料解釋結果受人為因素影響較大，且小斷層識別比較困難；相干體技術等地震屬性技術的出現在一定程度上提高了斷層的解釋精度，但由于受到地震分辨率等多種因素的影響，在具體應用過程中有一定的局限性；而基于螞蟻算法的斷裂系統(tǒng)自動解釋技術則為這兩個難題的解決提供了一種有效途徑。本文通過以構造導向濾波的螞蟻體斷裂追蹤技術方法為基礎，融合地震多屬性技術組合，以達到精細識別童亭煤礦109采區(qū)落差3～5m的小斷層的目的。

1 童亭煤礦109采區(qū)地質構造及地震反射波特征

1.1 地質構造特征

童亭煤礦位于安徽省淮北市濉溪縣境內，北距淮北市約42公里。109采區(qū)位于童亭井田東北部，采區(qū)總體為一走向近南北、傾向西的單斜構造，在單斜構造基礎上發(fā)育有次一級的褶曲。主采10煤層傾角變化不大，一般在5～10°之間，區(qū)內斷層較發(fā)育，以正斷層為主。

1.2 地震反射波特征

采區(qū)10煤層為中厚煤層，煤層厚度平均3.5m。從10煤層反射波主振幅屬性分析，10煤層反射波信噪比及分辨率高，反射波能量強、波形連續(xù)（圖1，紅色為10煤層反射波），通過對采區(qū)內10煤層開展螞蟻+各類地震屬性反演，進而解釋斷層具有實際的物理依據。

2 “螞蟻”+屬性解釋應用

2.1 “螞蟻”+屬性解釋成果

提取童亭109采區(qū)的若干屬性，使其在最佳顯示效果中顯示，可以比較童亭109的方差屬性、相干屬性、瞬時振幅屬性以及“螞蟻”+屬性（包括“螞蟻”+方差屬性、“螞蟻”+相干屬性、以及“螞蟻”+瞬時振幅屬性），并對它們進行比較，優(yōu)選其中的敏感屬性用于精細構造解釋。

圖2（a）-（h）為童亭109采區(qū)10煤層地震反射波各屬性小斷層響應特征分析圖。由圖可知，只進行構造導向濾波的屬性雖然提高一定的信噪比，但仍舊無法精細解釋斷裂構造，而經螞蟻追蹤后的“螞蟻”+屬性能夠精細解釋區(qū)內斷層構造，信噪比高，其中“螞蟻”+振幅屬性顯示的斷層構造過多，無法分辨真假，錯誤率高，而“螞蟻”+方差以及“螞蟻”+相干屬性對斷層的顯示能力優(yōu)秀，能夠作為解釋對比的驗證屬性，相比未經螞蟻追蹤的方差、相干等屬性，在斷層構造的質量和數量上更符合斷裂構造精細解釋的要求。

2.2 成果與實揭驗證對比

現將采掘揭露資料套入 “螞蟻”+方差屬性圖（圖3）、“螞蟻”+相干屬性圖（圖4）以及“螞蟻”+傾角屬性圖（圖5），檢驗其吻合度。

以上三圖黑色表示方差屬性屬性，白色表示相干屬性，紅色表示傾角屬性。紅色細線表示人工解釋斷層以及巷道采掘揭露斷層，藍色細線為“螞蟻”+屬性新解釋斷層，綠色為屬性未解釋斷層，粉紅色細線表示采掘巷道面。從三種“螞蟻”+屬性圖與實際揭露斷層對比分析可以發(fā)現，“螞蟻”+方差屬性及“螞蟻”+相干屬性的斷層幾乎把人工解釋的和巷道采掘揭露的斷層都涵蓋了，并在此基礎上新解釋處大量新斷層，吻合度極高，但是對于3m以下的小構造，螞蟻體的追蹤能力有限，只驗證部分小構造，螞蟻體為本次解釋提供了巨大貢獻，追蹤出來的小斷層和部分采掘揭露的斷層能成功吻合，吻合率較高。“螞蟻”+傾角屬性對于大斷層有一定的反映，而且顯示的斷層形態(tài)連續(xù)性好，但是很難追蹤小構造，吻合率較低。

3 結論

“螞蟻”+相干及“螞蟻”+方差屬性是本區(qū)優(yōu)選屬性，效果優(yōu)于其他屬性。以“螞蟻”+方差屬性作為斷層驗證對比屬性，全區(qū)已掘進或回采的巷道中，共發(fā)現了斷層17條，本次地震屬性顯示了15條斷層，未解釋出斷層2條，吻合率達88.2%，未解釋出2條斷層中，1條為2.7m，另1條為3.5m；在已揭露17條斷層中，人工共解釋了12條斷層，吻合率達70.6%。因此地震屬性對于斷層顯示效果要比人工解釋效果要好。同時，對于揭露17條斷層中落差H=3-5m的斷層有7條，地震屬性顯示了6條斷層，吻合率達85.7%，人工解釋了4條斷層，吻合率達57.1%，可以看出地震屬性對落差H=3-5m的小斷層的識別較人工解釋更具有優(yōu)勢。

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