三維地震時間剖面在回采工作面底板異常隆起預測方面的應用

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小康礦??史建軍 ?王吉凱 ?任立軍

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摘 ?要 ??小康礦應用三維地震時間剖面對S₂N₅工作面回采期間底板異常隆起進行預測，判斷發(fā)育位置及影響范圍，為工作面回采提供參考，同時總結時間剖面的顯現規(guī)律，為今后應用積累經驗。

關鍵詞???回采工作面???底板異常隆起 ??時間剖面預測??

2018年7月，小康礦S₂N₅綜放工作面開始回采。該工作面地質構造復雜，斷層、無煤帶發(fā)育，尤其回采過程中遇到大面積底板異常隆起，給工作面回采帶來了較大難度。為取得底板異常隆起的位置及范圍，為回采提供可靠的地質資料，應用三維地震時間剖面對該工作面底板異常隆起的位置及范圍進行預測，取得了一定的技術成果，是小康礦三維地震時間剖面在構造預測中的一次新的嘗試和拓展。

1 工作面概況

????小康礦S₂N₅綜放工作面位于南二采區(qū)北側，有效推進長度640m，工作面長238m，其西側為S₁E₃工作面采空區(qū)（1993.2～1994.11）。

S₂N₅綜放面煤層賦存于-457～-530m之間，本工作面煤層結構復雜，由7～17個自然分層組成，煤層最大厚度約為8.3m，最小厚度約為6.4m，平均厚度為6.87m。

2019年5月初，工作面推進過程中突然揭露大范圍底板隆起，隆起范圍最大可達70m左右，表現為底板巖石呈波狀隆起，兩側無明顯斷裂面，類似小型褶曲構造。巖層層位亦隨褶曲面起伏，較堅硬，偶夾薄層煤線，嚴重影響工作面的推進和煤質，如圖1所示。

圖1 底板異常隆起實測素描圖

2 ?時間剖面的選取

為了更好的確定底板異常隆起的范圍，確定平面的展布而非線性的分布，在進行時間剖面的選取時采用了垂直和平行工作面兩種方式，實現交叉布置、形成網狀剖面疊合，較好的控制了底板異常帶的范圍和程度，平行工作面方向上設置A、B、C、D、E、F、G、H共8條剖面；垂直工作面方向上設置a、a1、a2、a3、a4、a5、a6共7條剖面，為保證預測精度，剖面間距控制在10m、20m，時間剖面選取如圖2所示。

圖2 ?時間剖面選取示意圖

3 ?時間剖面顯現特征

由于此前只在斷層、無煤帶的預測和判斷分析上應用三維地震資料進行解釋，從未進行過底板異常的三維地震判斷，其在時間剖面上的顯現特征及規(guī)律均不明確，也沒有成型的判定標準，為了解決這一問題，采取了“從實踐到理論、理論指導實踐”的方法。即將工作面實見底板隆起位置及范圍標注到時間剖面上，得到“異常區(qū)域”，在此“異常區(qū)域”分析判斷波形特征、曲線特征所包含的規(guī)律，獲取“異常區(qū)域”規(guī)律及特征信息后，將其應用到此次任務中，尋找、認定“異常區(qū)域”，即通過反演的辦法達到確定底板異常隆起范圍及程度的目的。

3.1 垂直工作面時間剖面顯現特征

經過仔細的分析和研判得出，垂直工作面方向上實際底板隆起的部分在時間剖面上表現為：煤層特征曲線（波峰連線）在底板隆起部位顯現為特征曲線，即煤層的隆起，且范圍同實際隆起范圍相當，可以借鑒。根據這一特征，在垂直工作面剖面上圈出了底板異常隆起的單方向范圍，如圖3所示。

3.2 平行工作面時間剖面顯現特征

平行工作面方向上實際底板隆起的部分在時間剖面上表現為：煤層及底板地震波形曲線疏密有變化，底板部分波形部分被“拉直”，呈現出能量減弱式異常表象，而特征曲線無明顯隆起現象。根據這一特征，在平行工作面剖面上圈出了底板異常隆起的單方向范圍，如圖4所示。

圖3 ?垂直工作面方向時間剖面圖

圖4 ?平行工作面方向時間剖面圖

4 ?線性范圍交叉、疊合確定底板異常隆起平面范圍

通過將垂直、平行工作面兩個方向上的時間剖面顯示的底板異常隆起范圍投射到工作面平面圖上，同時結合附近的802^#鉆孔見煤點位置及其附近發(fā)育的一條斷層的上下盤位置分析，其底板隆起范圍不可能超過802^#鉆孔見煤點位置及斷層上盤一側。依據上述分析，最終確定了底板異常隆起的平面范圍。

5 ?應用效果

通過上述方法和過程得到S₂N₅工作面底板異常隆起范圍，為工作面回采層位的選取、工作面坡度調整提供了可靠的地質資料，為煤巖分運及煤質管理提供了有效的技術手段。S₂N₅工作面目前已回采結束，同工作面回采實見范圍基本一致，預測及實見對比如圖5所示。

圖5 ?預測及實見范圍對比圖

6 結 ?語

三維地震時間剖面解釋底板異常隆起，拓寬了三維地震資料的應用范圍和思路，不但為小康礦軟巖礦井、無煤帶地質構造發(fā)育、底板起伏不平給工作面生產帶來的困難提供了新的預測和解釋途徑，同時，應用實見構造位置投射到時間剖面上，探尋其在時間剖面上的有別于正常地段的細微變化和特征，總結規(guī)律、掌握規(guī)律，具有指導工作面生產的作用。

第一作者簡介：史建軍（1971—），男，高級工程師。1996年畢業(yè)于黑龍江礦業(yè)學院地質礦產勘查專業(yè)，現任小康礦地測大隊隊長。聯(lián)系電話：13470112816。

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