北二上盤區邊界構造發育探究

耿民 張華兵

【摘 要】利用三維地震屬性技術分析與礦井實際揭露資料進行對比研究，對礦井邊界斷層的發育延展規律進行技術總結，用以指導礦井的安全生產及資源的合理開發利用。

【關鍵詞】三維地震技術；礦井實測數據與三維數據分析成果驗證

一、概述

顧橋礦北二采區首采面1312（1）工作面正在掘進，計劃9月份交付安裝，各系統巷道，永久設施等正在緊鑼密鼓的完善之中。下一步，北二將擔負起礦井生產接替的重任，并成為未來礦井各項利潤指標能否完成的關鍵。由于原資料特別是采區構造分析主要來源于北二采區地質報告及地震勘探報告，報告單位僅對采區大斷層進行了分析繪制，而未對次生構造及小斷層進行分析，從而將復雜的地質構造簡單化，可能對采取布置以及礦井中長期規劃造成誤導。根據最新地質資料，特別是高精度三維地震資料，我們對北二上盤區F86斷層及次生構造，以及邊界小斷層進行了分析，對斷層平面位置發育，斷層展布及落差進行了從新分析確定，希望可以對未來邊界附近煤層采動決策以及工作面布置提供參考資料，發揮積極意義。

二、構造分析

（一）總體分析方案

主要利用三維地震屬性切片、三維地震時間剖面在平面和各個剖面上對范圍內構造發育情況進行三維立體綜合分析，以準確確定范圍內各斷層展布、落差、相互切割關系，并以此作為下一步分析采掘活動影響的重要因素。主要步驟：數據處理與資料準備——構造排查與分析——驗證并繪制構造發育圖、形成成果資料。如圖：

（二）具體步驟分述

1、數據處理與資料準備

我們對三維地震數據體進行了多次差值、變換，得到了信燥比較高的方差體數據，進而得到了工作區沿11-2煤層、沿13-1煤層高清晰度切片圖（如圖11-2巖層切片、13-1巖層切片），工作區經線59000～62000范圍內12條時間剖面。為便于理解和分析，通過畫圖軟件將時間剖面由時間域轉換為近似的深度域（如圖L1～L12）。

另外準備詳細的工作區采掘工程平面圖及邊界斷層附近二-三4孔、101孔鉆孔柱狀等備用。

2、構造排查與分析

巖層切片通過顏色的差異來反應地質體在平面上的構造展布，一般來說顏色對比越明顯，即代表構造越復雜、落差越大。通過經過處理之后的巖層切片，我們可以清晰的勾畫出工作區特別是邊界構造發育展布，通過經變換之后的三維地震時間剖面，我們可以對沿層切片排查出的斷層進行對比校核，同時作為對沿層切片的補充和完善，進一步反映斷層發育情況。另外，通過處理之后的時間剖面可以直觀的反映出各相應位置斷層落差及大致產狀。現以11-2煤層L6線、L7線為例來詳細說明如下：

（1）在11-2煤層沿層切片上繪制構造展布平面圖如下圖

通過沿層切片看，斷層主要在L7線以上發育斷層稀少、甚至在工作區可能沒有發育斷層。

（2）具體分析L6線、L7線時間剖面如下圖

通過對L6、L7二條時間剖面進行構造分析得到斷層發育如上圖所示，將剖面斷點投影至沿層切片，將各投影點在平面上連接起來，即得到經修正的斷層平面展布，從平面圖可以看出，L6、L7線投影點與利用沿層繪制斷層位置基本一致，得到一張完整的構造平面展布圖。

（3）、通過同比例縮放、并由時深變換后的時間剖面，我們可以輕松直觀的確定各剖面相應位置斷層落差及大致傾角。

（三）驗證并繪制相關圖紙、形成成果資料

為驗證三維地震資料的準確性，我們利用二-三4孔、101孔鉆孔資料及采掘工程平面圖進行了驗證。

1、北二采區11-2煤層、13-1煤層層間距平均75m，二-三4孔層間距62m，101孔層間距63m，由此分析斷層分別從二-三4孔和101孔的13-1煤層與11-2煤層之間穿過，落差分別為13m、12m。由成果圖可以看出，斷層在3-1煤層與11-2煤層之間穿過，且落差7～10m，與鉆孔資料基本相符。

2、根據采掘工程平面圖，SF43斷層實見落差8.6m，根據L12線時間剖面分析，SF43落差7m，位置與實測位置基本相符，由此也驗證了三維地震資料的真確性。

經過對整個工作區沿層切片及時間剖面分析、校核、完善和驗證，我們得到了工作區11-2煤層構造發育對比圖及13-1煤層構造發育對比圖。

三、結論與建議

（一）結論

1、11-2煤層在工作區構造發育較原地質報告復雜，斷層落差或組合落差相應增大、斷層延伸范圍相應變大、次生構造或小構造發育。

2、13-1煤層在工作區構造發育復雜程度與原地質報告相當，斷層落差或組合落差相應增大、且斷層延伸范圍稍有增大?？紤]的13-1煤層厚度較大，三維地震對小構造顯示不明顯，因此實際構造可能較預計更復雜。

3、根據北二采區工作面聯合布置圖，11槽1316（1）工作面前期近似沿F86斷層掘進，13槽1316（3）工作面前期可能在F86斷層里掘進。 4、從成果圖分析，11槽1316（1）工作面面內主要發育DF10斷層，最大落差8m，沿工作面走向發育，走向長度近800m。13槽1316（3）工作面面內主要發育DF9斷層，最大落差7m，沿工作面走向發育，走向長度近350m?？赡軙υ夯曳之a生較大影響。

5、本次構造分析主要針對3～5m以上斷層，小構造特別是11槽可能更加發育。

（二）建議

考慮到大斷層及其附近水、瓦斯、次生構造等的復雜性，對比北一采區工作面切眼距F87斷層最近距離62m，平均100m以上，1316（1）工作面及1316（3）工作面布置不管從技術、經濟還是安全角度，都需要慎重考慮。