第43屆三等獎(jiǎng)?wù)撐?--三維地震時(shí)間剖面在回采工作面底板異常隆起預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用
三維地震時(shí)間剖面在回采工作面底板異常隆起預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用
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小康礦??史建軍 ?王吉?jiǎng)P ?任立軍
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摘 ?要 ??小康礦應(yīng)用三維地震時(shí)間剖面對(duì)S2N5工作面回采期間底板異常隆起進(jìn)行預(yù)測(cè)，判斷發(fā)育位置及影響范圍，為工作面回采提供參考，同時(shí)總結(jié)時(shí)間剖面的顯現(xiàn)規(guī)律，為今后應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞???回采工作面???底板異常隆起 ??時(shí)間剖面預(yù)測(cè)??
2018年7月，小康礦S2N5綜放工作面開(kāi)始回采。該工作面地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層、無(wú)煤帶發(fā)育，尤其回采過(guò)程中遇到大面積底板異常隆起，給工作面回采帶來(lái)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(zhì)資料，應(yīng)用三維地震時(shí)間剖面對(duì)該工作面底板異常隆起的位置及范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)，取得了一定的技術(shù)成果，是小康礦三維地震時(shí)間剖面在構(gòu)造預(yù)測(cè)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(cè)，有效推進(jìn)長(zhǎng)度640m，工作面長(zhǎng)238m，其西側(cè)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，由7～17個(gè)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(jìn)過(guò)程中突然揭露大范圍底板隆起，隆起范圍最大可達(dá)70m左右，表現(xiàn)為底板巖石呈波狀隆起，兩側(cè)無(wú)明顯斷裂面，類(lèi)似小型褶曲構(gòu)造。巖層層位亦隨褶曲面起伏，較堅(jiān)硬，偶夾薄層煤線(xiàn)，嚴(yán)重影響工作面的推進(jìn)和煤質(zhì)，如圖1所示。
圖1 底板異常隆起實(shí)測(cè)素描圖
2 ?時(shí)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(xiàn)性的分布，在進(jìn)行時(shí)間剖面的選取時(shí)采用了垂直和平行工作面兩種方式，實(shí)現(xiàn)交叉布置、形成網(wǎng)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(shè)置A、B、C、D、E、F、G、H共8條剖面；垂直工作面方向上設(shè)置a、a1、a2、a3、a4、a5、a6共7條剖面，為保證預(yù)測(cè)精度，剖面間距控制在10m、20m，時(shí)間剖面選取如圖2所示。
圖2 ?時(shí)間剖面選取示意圖
3 ?時(shí)間剖面顯現(xiàn)特征
由于此前只在斷層、無(wú)煤帶的預(yù)測(cè)和判斷分析上應(yīng)用三維地震資料進(jìn)行解釋?zhuān)瑥奈催M(jìn)行過(guò)底板異常的三維地震判斷，其在時(shí)間剖面上的顯現(xiàn)特征及規(guī)律均不明確，也沒(méi)有成型的判定標(biāo)準(zhǔn)，為了解決這一問(wèn)題，采取了“從實(shí)踐到理論、理論指導(dǎo)實(shí)踐”的方法。即將工作面實(shí)見(jiàn)底板隆起位置及范圍標(biāo)注到時(shí)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(xiàn)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(yīng)用到此次任務(wù)中，尋找、認(rèn)定“異常區(qū)域”，即通過(guò)反演的辦法達(dá)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(shí)間剖面顯現(xiàn)特征
經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析和研判得出，垂直工作面方向上實(shí)際底板隆起的部分在時(shí)間剖面上表現(xiàn)為：煤層特征曲線(xiàn)（波峰連線(xiàn)）在底板隆起部位顯現(xiàn)為特征曲線(xiàn)，即煤層的隆起，且范圍同實(shí)際隆起范圍相當(dāng)，可以借鑒。根據(jù)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(shí)間剖面顯現(xiàn)特征
平行工作面方向上實(shí)際底板隆起的部分在時(shí)間剖面上表現(xiàn)為：煤層及底板地震波形曲線(xiàn)疏密有變化，底板部分波形部分被“拉直”，呈現(xiàn)出能量減弱式異常表象，而特征曲線(xiàn)無(wú)明顯隆起現(xiàn)象。根據(jù)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(shí)間剖面圖
圖4 ?平行工作面方向時(shí)間剖面圖
4 ?線(xiàn)性范圍交叉、疊合確定底板異常隆起平面范圍
通過(guò)將垂直、平行工作面兩個(gè)方向上的時(shí)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(shí)結(jié)合附近的802#鉆孔見(jiàn)煤點(diǎn)位置及其附近發(fā)育的一條斷層的上下盤(pán)位置分析，其底板隆起范圍不可能超過(guò)802#鉆孔見(jiàn)煤點(diǎn)位置及斷層上盤(pán)一側(cè)。依據(jù)上述分析，最終確定了底板異常隆起的平面范圍。
5 ?應(yīng)用效果
通過(guò)上述方法和過(guò)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(diào)整提供了可靠的地質(zhì)資料，為煤巖分運(yùn)及煤質(zhì)管理提供了有效的技術(shù)手段。S2N5工作面目前已回采結(jié)束，同工作面回采實(shí)見(jiàn)范圍基本一致，預(yù)測(cè)及實(shí)見(jiàn)對(duì)比如圖5所示。
圖5 ?預(yù)測(cè)及實(shí)見(jiàn)范圍對(duì)比圖
6 結(jié) ?語(yǔ)
三維地震時(shí)間剖面解釋底板異常隆起，拓寬了三維地震資料的應(yīng)用范圍和思路，不但為小康礦軟巖礦井、無(wú)煤帶地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育、底板起伏不平給工作面生產(chǎn)帶來(lái)的困難提供了新的預(yù)測(cè)和解釋途徑，同時(shí)，應(yīng)用實(shí)見(jiàn)構(gòu)造位置投射到時(shí)間剖面上，探尋其在時(shí)間剖面上的有別于正常地段的細(xì)微變化和特征，總結(jié)規(guī)律、掌握規(guī)律，具有指導(dǎo)工作面生產(chǎn)的作用。
第一作者簡(jiǎn)介：史建軍（1971—），男，高級(jí)工程師。1996年畢業(yè)于黑龍江礦業(yè)學(xué)院地質(zhì)礦產(chǎn)勘查專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)任小康礦地測(cè)大隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)。聯(lián)系電話(huà)：13470112816。
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