特殊地质异常体在地震时间剖面的特征.docx

Scierwe&TechnologyVuion科技视界特殊地质异常体在地震时间剖面的特征张向鹏(中国煤炭科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077)【摘要］煤田三址地震勘探技术不仅在控制煤层跋存形志及断层方面有着巨大的化势，而且在准疏图定地质异常体方面已取得了很好的效果本丈对煤卒生产中经常遇到的地质异常体的地席特征及地震反射特征进行总始.并通过三雄地震勘探奏料与煤矿实际揭苴进行比时脸证.取得了良好的效果【关键词】三维地裳勘探：小窑采空区；齐浆岩侵蚀；煤屡露头；火烧区及冲剧带；陷第柱一aa—0引言地质异常(geologicalanonuilv)是指在成分、结构、构造或成因序次E与周围环境有明显差分的地成体或地质体的组合也常常&现为地球物理场、地球化学场及遥感影像异常等都仃所刀异.主要用J矿产预测，进而用来总结区域成矿规律煤矿中的地质轩麻通常是指小冷采空区、陷落柱、岩浆岩仗蚀、火烧区及冲剧带等.这些地质异常体通过［维地震勘探均能够被识别木文主要论述『儿神常见特殊地质异常体的概念和地质形态、及M在地值时间剖血上的识别特征.并吐通过实例将地丧勘探技术和地质资料相结合进行r研究分析.为进•步解决媒矿安生产全提供地质保障1小窑采空区的识别特征i.i小窑采空区的地质特征小窑采空区是在采煤历史久远的矿区存在的•抻特殊地质体，山于小煤富的随意开采.存在许多不明来空区，这些采空区的存在对煤矿安全生产构成极大威胁,并对地血建筑、地血匚程结构物的锋定性造成危害因此.对小冶采空区的准确勘住.r解和掌握采空区的岩层特征、采矿条件.查清采空x赋存深虬大小、状态以及翅岩和煤层的结构特征和物理、力学性质是美雄问题所仲I1.2小窑采空区的地露特征采空区是煤层被采空之后残余少仙煤柱.上F围岩向下•垮塌，三维地袈勘探时得不到连续的媒层反射波.在地诲时间洲面I:衣现特征为同相轴变弱、扭曲或者发生产状变化甚至钺失,采空X出现打落时.其对上卜反射波同相轴皆有较大影响煤层采空之后还存在大ht燥柱.勘探后状得微弱的反射波成得不到连续的反射波.在时间削血1：&现4：种特征:其是煤层反射波变弱.住采空区边界处反射波同相轴频率和产状发生突变.在采空区内部反射波同相轴如墉虫状;K二姑通过房柱式采煤.煤层反射波同相轴的变弱.频率和产状变化较大.勺周围作采空区煤层反射波存在明显弟别.而旦煤层反射波之卜-的层位反射波同相轴增强.频率和产状突变.从整张剖血来看无采空M的地段煤层反射波较强，共卜概层位反射波很弱.而有采空区的地段煤层反射波同相轴表现微弱.其下限层位反射波同相轴较强.形成明显反•:,是煤层被完全采空.残余仃少量煤柱.则在地震时间浏面上&现为"反射波缺失图1采空区在时间剖面上的显示图2采空区在RMS*性的分析上的显示1.3地丧解释实例应用陕北某矿地处E乌剧沙漠边缘.枫1澳烈的黄上梁脚-沙漠地貌本区的：.维地震勘探地质任务E便是查明区内小窑采空区经三维地暖勘探.在资料常料过程中.发现勘探区大部煤层的反射波发生异常.在常规时间削面上反映为煤层反射波同用轴扭曲局断、产状突变、杂乱无戒等(图I)；从图2的福性分析中可以看出，反射波凌乱区衣现为反射波能ht消失、形成圈闭.故1维地程将其解释为小&采空区.后经钻探脸证，取得艮好的效果2陷落柱的识别特征2.1陷落柱的地质特征陷落性是煤矿当中,由于卜,伏易溶岩层於过地卜水强烈腐蚀，形成大量:空洞，从而引起上概岩层失秘，向溶蚀空间"落、塌陷所形成的桶状柱体。

其形成大致经历r溶隙、溶孔、溶湖煽陷等过程中溶洞形成垦核心和先决条件~2.2陷落柱的地震特征陷落柱与围岩存在的物性以汁是陷落柱探湾的物性基础在地表时间剖面上识别和判定陷落柱的共要依据仃：(1)反射波组中断或能ht变弱M中断点或能忧变化位置即为陷落柱边界的反映;(2)反射波同相轴扭伽、产状突变其扭曲起始点之连线即为陶落柱的边界反映;(3)反射波同相轴产生分义合并和圈闭现象其分叉、合并点即为陷落柱的边界反映;(4)反射波相位转换，极性发生反转出反转起始点即为陷落住边界;(5)在登加时间剖面上.出现断陷点绕射波、延退绕射波等;(6)在万是休剖而1：.将反射波立方体内的差异放大.以深俄色突出表示出来.能够反映陷落柱体边界；(7)在澎时相位剖面上.反射波连续性变差,出现相位转换、分叉合并和圈团现象;在瞬时振幅剖面上.反射波能ht突然中断或消失：(8)在水平等时切片和顺层能址切片I：的反映为能fit突然变弱.以不同的颜色显，尺出来，形成一个异常阍闭.电木上能够反映陷落柱的平面形态；(9)在方是等时切片和方差顺层切片上.陷落柱边界以明显的放大r的差异特征形成突出的异常圈闭.能够较准确的反映陷落柱的平面形态23地震解释实例应用山西某矿地处目梁山脉的芦芽山南部的丘.陵区，涸卜典整的黄土作者简介：张向・(|9«1).力，硕士.从事三城地发动M梁那地貌本区的.维地煤勘探地质任务主要是查明区内煤层中的陷落柱经三维地震勘探.在资料解释过程中.发现勘探区中西部煤层的反射波发生异常.在常规时间削面上反映为各煤层反射波同相轴扭曲、错断、产状突变等（图3）；从图4中可以看出，在水平切片上发现为反射波能岫消失、形成圈闭；在等时切片M以看出其平面形态均为近椭圆形（图5）。

经过精细的地震地质解朴.住勘探区内圈定\3个长轴f[径均大于20m的陷落柱图5为陷落柱在等时切片上的表现特征.由此砰以斤出特征均为I：小下大的反漏斗型、陷壁伽大多较陡.约80柱体中心轴多为直星邸、本次勘探解释的3个煤层阳落柱的发育情况勺实际揭露情况较为吻合CDP（WR）®®.iCDP为5m：3岩桨岩侵蚀的识别特征图3DX1陷落柱在纵剖面上的显示T_mc<33.1岩浆岩的地质特征岩浆岩是由岩浆直接冷凝形戒的岩仆.因此.114反映岩浆冷凝环境和形成过程所邱F的特征和痕迹岩浆岩不论侵入到地卜-.还是哝出到地乩它们和周围的岩石之间都仃明显的界限宕浆从I地幔或地壳深处沿歼-定的通ifi上升到地壳形成侵人岩或喷出到地&形成嗅出岩的过程中,ill]■温度、压力等物理化学条件的改变.村浆的忤质、化学成分、矿物成分也随之不断地变化.因此.在自然界中形成的岩浆岩是多种多样、「变万化的.这充分说明r岩浆成分的夏杂多样电3.2岩浆岩的地族待征由F岩浆岩■蚀.造成局部煤层的破损或缺失,在地震时间剖血上表现为煤层反射波同相轴的变弱或消失，在平面上发现为条带状分布.和煤层冲刷带的区别姑岩浆岩体顶面往往形成较强虹射波《3.3地震解释实例应用河北某矿在三维地误资料解样的过程中发现勘探区的西南部右-被辉绿岩&蚀的岩浆岩松浊带.并被32和2钻孔控制.这四钻孔中的主要煤层（4、5媒的）都被但蚀掉.6号钻孔间接控制，诙孔4号煤层呈块状似焦炭质坚硬.煤质受火成岩体烘烤影响所致其岩体总体走向NE.被H和DFl、I）F2断供切割.本次根据周边资料对测向间的侵蚀边界位置进行「推测,4、5煤被仗蚀血积约0.2kn/（图6）图4陷落柱DX1在水平切片上的显示6■旅fCDP为$®)岩浆岩侵蚀带图6岩浆岩侵蚀带在地震时间剖面上的显示4火烧区的识别特征4.1火烧区的地质特征煤层燃烧后.岩层受高温烘烤变尴浅红色、拈色、浅黄色烧变岩.打击发出陶瓷片声地发？;偿裂隙度增大，上质地宅松软.有火片的潮湿上.形成-2薄硬壳，颜色为棕红色带仃砍化心的气味.这是地卜化学反应气体随热气上升地友形成顶底板围岩中含“黄铁矿、赤铁矿、菱铁矿、褐快矿等成分时.受高温烘烤发生物理化学性质的变化而产生新的电阳高、导电左的认化物.经高温分解产生磁性物质仁冷原辞源，-4»CDP*5a'.图5陷落柱在等时切片上的显示图7火烧区在时间制面上的反映4.2火烧区的地震特征煤层燃烧以后.其上F部围朴受到高温烘烤.岩“的物理特性发生根本性变化.？；层层状特征遭到明显破坏.裂隙地大.宕右破碎.煤层的物理化学性质也发生巨大变化.在地震反射波上的反应即为煤层反射波消失或若变弱、反射凌乱、同相轴连续性明H变厅.总体友现为114|科技视界ScienceT<-clmg\\i>i(tu无明显成层性反射4.3地震解释实例应用新疆某矿在二.维地催勘探后对三维地震资料的解释过程中发现,在勘探区的南部ZKM209钻孔附近发现《采煤层反射波产状突变.同相轴杂乱无微.反射凌乱、同相轴连续性明8.变差(图7)。

综合解释后主采煤层中在该处圈定为火烧区.呈不规则形状顶积约0.33km后经钻探教证.情况风实-5煤层冲刷带的识别CD?（横向距S5,-个CDP为5m'图8冲刷带在时间剖面上的反映5.1煤信冲刷带的地质特征煤层冲剧带•般是指水流对泥灰层或煤层的冲击并通过由砂质沉枳物而形成的地质体，煤宏冲刷带的实质是发育「煤层中的带状砂体，各个冲梢带在燥层中的分布无连续性煤层与岩体相比较JW弹性波传播速度低和密度小的特点5.2煤层冲刷带的地震特征冲刷带边缘物性差异明显，存在弹性分界面，当地震波遇到冲湖带边界时.媒层反射波消失或#中断卜岫5.3地震解释实例应用在对新飙伊犁某矿三维地震资料的解释过程中发现.在勘探X东南部发现-•煤层冲刷带，其在地震时间剖面上Ml煤层反射波突然中断.与煤层未受到冲刷的反射波裁然不同(图8)6结论地质异常体的存在，增加r矿井地质的夏柴性.给煤矿安全生产带来极大危害因此，掌握这些地质异常体在三维地震时间削面上的反射特征及其埋律，摸清其在平面上的展布规律，对合理高效开采、成少经济损失、彼少人员伤亡等占歼重要的指导意义£【参考文献】⑴张广忠.等煤旷采空区下削煤滩地囊勘探技杓JJ.媒用地质与勘探.2009.37:66-68.(1) 李刚娇,炯汉平.采空区三堆地震解#技术与应用研究［C|//矿山地质灾再成灾机理与防治技术研究与应用.2009:252-256.⑶宁建宏.张广忠南孺柱的地震退所技术及芥应用山媒田地脸与勘探.2005.33:64*.⑷林建东.等.煤矿陷桃柱的地震响应特扯与识别|J|.地球物珅学进展.201227(6):2631-2638.［5】潘伟辉.孙立新.许崇宝.地震勘探方法在井田岩浆岩解转中的应用|叩中国煤炭地质.2011.23(5):53-56.［6］李中俐.岩浆岩侵入体的地5K地质解#少.中国煤用地质.1999.11(4):59-60.［7］强秀山.新娜煤田火烧区特征及灭火何讨论［J］.中国煤用地质.2004.「6(1):18-21.⑻王宏科.等.煤层火烧区地震勘探研究(C“安全商效旷并建设与开采技札2010:320-323.⑼很大此等.利用施；《属性耕释煤层冲刷借⑴物探与化探201135(2):234-237.［责任编辑:杨玉洁］图5索夹放样示意图吊蜜中314小结(上接第108页)作为坚准索股的要求.然后将此新的索股作为相对垂度调整的基准索股因主缆长达近「米.对温度止常峨感.长度和物变变化大.因此必须测技索股温度.垂度测依时根据设计和监控加以修正，在悬挂状态下.束断而为六角形#丝平行.不扭转不鼓处按顺序调整中跨、边跨垂度后.最后「斤顶顶推锚头增戒垫片调整锚跨调整时.中、边跨以垂度为准，锚跨以张拉力为准架设时应注意观测塔顶扭转和位移3.8主缆紧缆完成后线形测时及索爽放样及安装测ht当主缆的•般索股和基准索股架设完成后.对主缆进行紧缆工作.紫缆完成后在夜间恒定的大'(温度条件下.测缺出主缆的线形。

当主缆线形定型后,由监控单位提供此状态下索夹的坐标位您.并在白天沿主缆的曲线把索夹的粗略位置在主缆上作临时标i已在夜间温度较为检定时，把临时标记作为参号快速进行索夹位置的放样安装索夷前.应依据E塔顶偏位，主缆温度，大‘I温度.塔高.散索矣顶点偏位等数据提交给监控单位计算出索央中心坐标安装索夹时.应检传索夹的位置编寸是否与主索I•.的位置次序编。