物探新方式新技术之十一煤矿三维地震数据动态说明技术Word文档下载推荐.docx

物探新方式新技术之十一煤矿三维地震数据动态说明技术Word文档下载推荐.docx

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目前，我国要紧矿区的生产矿井均做了采区三维地震勘探工作，取得了大量的三维地震数据。

在地震地质条件较好的地域，能够解决的主腹地质问题是：

（1）查明落差大于等于5m的断层，提供落差小于5m的断点，平面摆动误差小于30m；

（2）查明幅度大于等于5m的褶曲，要紧可采煤层底板深度误差不大于%；

（3）查明新生界（第四系）厚度，深度误差不大于%；

（4）探明直径大于30m的陷落柱。

最近几年来，在利用三维地震勘探功效的进程中暴露出许多问题，要紧包括：

（1）地震功效的利用率低，仅限于煤层底板等高线图和固定间距的地震时刻剖面，无法利用三维地震数据体的所有信息；

（2）无法实时取得沿巷道方向（即任意方向）的地震剖面；

（3）无法对煤层底板等高线的误差进行修正；

（4）在掘进和回采进程中，能够发觉许多小于5m的断层，可是无法自动修改原构造说明方案（即无法自动修改煤层底板等高线图）。

煤矿三维地震数据动态说明系统

造成上述问题的要紧缘故是，目前三维地震资料说明系统（如LandMark、GeoFrame等）均为安装在UNIX系统下的工作站上，过于专业化，而且价钱昂贵，煤矿地质人员一样无法利用。

因此，随着煤矿生产对三维数据进行动态说明的需求愈来愈高，煤矿地质人员急需一种安装在微机上，基于WINDOWS平台，价钱廉价、简单易学的、具有大体说明功能的地震数听说明系统。

它将使得地震资料能够随煤矿生产进行全程动态说明，提高三维地震功效利用水平，以便解决更多的地质问题。

通过量年的研究，中国矿业大学资源与地球科学学院开发了“煤矿三维地震数据动态说明系统”，前后发布了多个版本。

煤矿三维地震数据动态说明系统于2020年取得国家软件版权，见图11—3。

图11—3软件版权证书

煤矿三维地震数据动态说明系统由三维工区治理、数据体剖面显示、数据体切片显示、地震属性技术和三维可视化等五个模块组成，图11—4为系统的主界面。

图11—4煤矿三维地震数据动态说明系统的主界面

煤矿三维地震数据动态说明系统具有以下要紧功能：

（1）三维工区数据治理

包括成立工区数据库、将UNIXSEGY格式的三维数据体转换为PC-DOSSEGY格式、工区切割、二维测线提取、三维数据体的输入、相对坐标与绝对坐标的转换、数据体数据格式化输出等。

（2）钻孔资料治理

依照钻孔（包括井巷工程和回采进程中）的见煤深度资料计算速度场，能够对速度场实时刷新。

通过刷新后的速度场资料再反算煤层底板等高线图，从而能够实现煤矿三维地震数据的动态说明。

图11—5为工区底图中显示的速度场资料。

图11—5工区平面底图

（3）地震剖面显示和输出

对三维数据体的Inline剖面、Crossline剖面、联井剖面和任意方向剖面进行显示，对二维测线进行显示，显示方式包括波形、波形加变面积、彩色变密度、灰度、双极性等。

图11—6为联井地震剖面显示。

对三维数据体的Inline剖面、Crossline剖面、联井剖面和任意方向剖面进行输出，输出方式能够是PC-DOSSEGY文件或图形文件。

图11—6联井地震剖面

（4）地震切片显示

对三维数据体的时刻切片和沿层切片进行显示，显示方式包括彩色和灰度。

图11—7为沿层彩色切片显示。

图11—7沿层彩色切片

（5）地质剖面显示

在显示地震剖面的同时，在另一窗口显示所对应的地质剖面。

（6）地震标准层位追踪与拾取

包括三种层位拾取方式，手动拾取、半自动拾取和自动拾取。

同时，也能够利用其它说明系统取得的层位数据。

（7）断层说明

在地震剖面图上拾取某个目的层断点、断面等，并可在平面底图上对说明

断点进行组合。

（8）地震说明功效输出

利用实时刷新的速度场能够取得实时刷新的各标准层的构造说明功效，输出方式为AutoCAD文件。

（9）地震属性计算

提取21个一维、二维地震属性参数；

计算

相干数据体与方差数据体；

利用Mallat算法计算正交小波数据体；

利用Gabor变换计算谱分解三维数据体。

（10）采掘工程图平面显示

关于煤矿生产进程中利用的采掘平面图能够输入到本系统中的工区底图中，从而作为重要的已知地质信息帮忙煤矿地质人员说明和明白得三维地震资料。

图11—8显示的是某采区部份采掘工程图。

图11—8采掘工程图在平面底图上的显示

（11）地震数据三维可视化显示

对三维地震数据体、地震剖面、地震平面等进行三维立体显示，实现了对数据体的动态放大、缩小、平移等交互操作。

图11—9是某采区的交叉剖面立体显示，图11—10是某采区的沿层切片立体显示，图11—11是三维数据体中的部份数据体的显示。

图11—9交叉剖面显示

图11—10沿层切片立体显示

图11—11三维数据体中部份数据体的显示

煤矿三维地震数据动态说明技术

目前，煤田三维地震勘探技术已经成为详细查明小断层、小褶曲、陷落柱、采空区、冲洗带等重腹地质资料的要紧手腕。

可是，其整体水平仍处于构造说明时期，尚不能解决煤矿平安生产中的所有地质问题。

煤田三维地震勘探可否更上一层楼，知足煤矿平安生产的需若是煤田地球物理勘探领域亟待解决的重大课题。

油气勘探中的四维地震勘探给人们带来启发。

在同一地域不同时刻重复做三维地震勘探，称之为四维地震勘探，也称时移地震勘探。

四维地震勘探利用相隔一按时刻三维地震数据的属性不同，分析和监测油藏内流体转变，作为油藏动态监测的一种工具，已经有效地应用于油藏治理中。

煤矿三维地震勘探的要紧目标层是煤层，而煤层是固体，四维地震勘探是不是必要，那个问题目前尚未形成定论。

煤矿三维地震勘探有以下三个特点：

（1）提供的信息量大而利用率低，三维地震数据体中包括煤层及煤系地层的构造、地层和岩性的海量信息，可是目前仅应用了与煤层有关的有限信息进行构造说明；

（2）说明功效精度依托已知矿井地质信息，时深转换取决于钻孔数量（利用钻孔中的煤层底板深度反算平均速度），地震反演取决于测井信息；

（3）目前的煤田地震三维勘探是一种“静态”技术，即时刻轴静止于提交地震勘探报告的时刻，无法利用现在刻以后的矿井地质信息。

把煤田地震勘探与油气地震勘探做一个比较，前者的勘探功效效劳于煤矿的勘探时期，而后者的勘探功效即效劳于油气田的勘探时期也效劳于油气田的开发时期。

煤矿生产包括勘探、建井和开采三个时期，它是一个“动态”进程，通常跨越几十年时刻。

在那个漫长进程中，不断地取得大量的各类矿井地质信息，包括矿井地质资料和水文地质资料。

可否把煤矿三维地震勘探取得的“静态”勘探功效与煤矿生产进程中所取得的各类矿井地质信息彼此融合，即利用“动态”的说明方式对地震勘探功效进行实时更新，使的煤矿三维地震勘探方式变成类似于油气勘探中的四维地震勘探方式。

中国矿业大学提出了煤矿三维地震数据动态说明的观点，即对三维地震数据进行四维说明。

传统的三维地震说明效劳于煤矿勘探时期，与煤矿平安生产进程相脱节。

煤矿三维地震数据动态说明方式以常规构造说明技术为主，以岩性说明技术（包括地震属性技术、相关/方差体技术、谱分解技术、地震相分析技术和地震反演技术）为辅，把三维地震信息与煤矿生产进程中所取得的矿井地质信息彼此融合，这是一个动态进程，效劳于煤矿生产时期。

煤矿三维地震动态说明方式将完全改变传统的煤矿三维地震说明模式，提高了三维地震功效的利用水平，把三维地震信息与煤矿生产进程中所取得的矿井地质信息彼此融合（四维说明），解决更多的与煤矿平安生产相关的地质问题，实现煤田地震勘探从构造说明时期向岩性说明时期的跨越。

煤矿三维地震数据动态说明技术已经在多家单位取得应用，包括皖北矿业集团、淄博矿业集团、淮南矿业集团、龙口矿业集团、开滦矿业集团、邢台矿业集团、晋城矿业集团、潞安矿业集团、肥城矿业集团、铁法矿业集团、新汶矿业集团、兖州矿业集团、义马矿业集团、鹤岗矿业集团、阳泉煤业集团、山西焦煤集团西山煤矿总公司、鲁能煤电集团公司、山东煤田地质局、安徽煤田地质局、山西煤田地质局、陕西煤田地质局。

应用实例

1．探查陷落柱

2006年6月，安徽恒源煤电股分深部采区在井下巷道掘进进程中发觉有陷落柱的存在，而原有的地质资料上没有关于那个陷落柱的信息，这在专门大程度上阻碍了煤矿的正常生产。

陷落柱在时刻剖面上一样表现为上下煤组的反射波自下而上中断或消失，成为一片反射波空白带，显现明显的“塌陷漏斗”现象，见图11—12，有时在陷落柱边缘显现明显的地震异样扰曲反射波，这些异样表现结合水平沿层切片和相干方差切片上，可对陷落柱进行有效查找。

图11—12陷落柱在地震剖面上的反映

利用煤矿地震数据动态说明技术，依照4、6煤层反射波的特点，结合沿层切片和相干切片（图11—13）对勘探区内陷落柱进行了查找，发觉一处上、下煤层均错断大于20m的塌陷漏斗状的陷落柱现象，长轴约为140m，短轴约为70m。

图11—13陷落柱在4煤层沿层切片（左）和相干切片（右）上的显示

2.探查古溶洞

2006年11月24日，临沂矿业集团丘集煤矿在11煤层顶板岩巷掘进进程中突然涌水，水量达1200

，极大的阻碍了煤矿的正常生产。

依照水文地质资料和地质人员的工作体会，初步判定出水点东南部存在断层或垂直构造。

由于7煤层采空区的阻碍和位于勘探边界，三维地震资料没有做出任何说明。

利用煤矿地震数据动态说明技术对三维地震资料进行了从头分析，在出水点东南方向200m~300m处发觉一个古溶洞（陷落柱），见图11—14，长轴长度可能200m左右，短轴长度可能150m左右。

图11—14说明古溶洞（陷落柱）的位置

说明古溶洞（陷落柱）进程以三维地震资料为主，结合矿井地质和水文地质资料。

依照地震剖面上煤层反射波同向轴持续性和振幅转变来确信陷落柱边界，

波对应7煤，

波对应10煤，

波为10煤和13煤的复合波。

图11—15中，

波同向轴显现空白带，但并非存在落差，这是典型的陷落柱反映。

图11—16为古溶洞（陷落柱）在

波沿层方差切片上的反映。

图11—15Crossline852线地震剖面

图11—16古溶洞（陷落柱）在

波沿层方差切片上的反映

探查挠曲构造

阳煤集团二矿九采扩区15煤层在回采进程中发觉挠曲构造，给煤矿生产造成重大损失。

图11—17中，黑色线条为回采后的实际构造形态（地质说明功效），绿色线条为地震说明功效，能够看出二者不同专门大。

利用煤矿地震数据动态说明系统对三维地震资料进行了从头说明，通过认真分析，发觉造成说明误差的缘故是速度资料与层位时刻不准确。

对回采区域的煤层反射波进行了从头对照追踪。

在此基础上，利用回采区域内巷道提供的15煤层底板深度资料（图11—18中的“■”标记）生成了新的速度场，然后对新的层位时刻进行时深转换，最终取得了15煤层的底板标高，即修改后的地震说明功效，见图11—18。

从图11—18中能够看出，三条巷道之间的区域，地震说明功效和地质说明功效大体一致，缘故是利用了9个操纵点，相当于增加了9个虚拟钻孔。

可是，在该区域之外，由于没有速度约束资料，二者的不同尽管缩小，但仍然存在。

对照图11—17和图11—18的地震说明功效（红色标注的绿色线条），发觉利用修改后的地震说明功效能够大致操纵挠曲构造的形态。

图11—17地震说明功效和地质说明功效

图11—18修改后的地震说明功效和地质说明功效