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        物测队西山煤电东曲矿三维地震勘探结硕果

        作者:刘 革日期:2014年6月13日 13:44

            山西省,中国煤炭资源大省及重要能源基地。其煤炭储藏量占全国的三分之一,产量占四分之一。煤炭经济已然成为山西的龙头产业和经济支柱,而井田勘察正是这个支柱的基础构件。

            山西省地势险峻,东临太行,西依吕梁太行山挺拔俊秀,多奇峰异石,吕梁山绵延起伏,沟谷纵横,两山夹一盆的地形,素有“8陉9孔”之称谓。多变的地表条件给井田勘探带来极大挑战。2013年,黑龙江省煤田地质物测队承担的西山煤电(集团)有限责任公司东曲矿煤田地质补充勘探三维地震勘探项目,就是在复杂的地形上,查明地下微小构造的成功案例。在5月18日甲方组织的报告评审过程中反馈,解释的陷落柱中仅有3个与矿方刚刚进行巷探的陷落柱有误差且误差较小,勘探成果获得甲方极高赞誉。

         

        复杂地表下陷落柱密布的东曲矿

         

            西山煤电(集团)有限责任公司东曲煤矿位于吕梁山东侧的古交市石佛塔村和楼家山村一带。施工区内地势切割剧烈,沟谷纵横,冲沟发育,地形十分复杂。冲沟造成的断崖坡度达到70多度,深度10-30余米,且区内吕梁黄土层覆盖极为不均匀,在冲沟和陡坡地段,基岩直接出露地表,在山梁地段,黄土覆盖超过30米,最厚度达60多米,给三维地震数据野外采集带来了巨大的困难。

            据矿上做地质工作的技术人员称,东曲矿煤田地下陷落柱非常之多,每平方公里达10个以上。我们这次三维地震勘的任务就是查明工作区的陷落柱等细小构造的发育情况,为井田的设计提供前瞻性依据。

            陷落柱一直是困扰山西各大煤矿开采的重大隐患。山西的煤层主要发育在石炭系和二叠系地层中,奥陶系地层为煤系地层基底。奥陶系地层的岩性主以厚层状石灰岩与白云质灰岩为主,该套地层在地下裂隙水的渗透和侵蚀下易形成空洞,这就容易造成上覆地层的塌陷,在煤层中形成陷落柱。

            陷落柱是一种特殊的古构造,空间上为一不规则柱状塌陷体,平面上为一封闭的圈状并与周围介质截然分开,其主要危害是可能成为导水通道,诱发矿井透水事故;破坏可采煤层,减少煤炭储量;造成缩短矿井服务年限和巷道提前报废的严重后果。陷落柱还极大地妨碍机械化采煤,影响正规生产。因此在井田设计规划之前,查明采区内的陷落柱的发育情况,就成了首当其冲的任务。

         

        世界先进的仪器设备带来精益求精的野外数据采集

         

            黑龙江省煤田地质物测队地震二分队针对该区的地表实际情况,结合承担的主要地质任务,采取了各项针对性的措施,解决了本区所面临的问题,取得了极为理想的地质效果。

            首先是使用了世界先进的法国产SERCEL428数字地震仪并配备数字检波器。针对地质行业对地震勘探日益提高的精度要求,黑龙江省煤田地质物测队于2012年购买了1500道数字检波器,在全国煤田地质行业尚属首家。数字检波器的频率响应是线性的,频带远比常规检波器宽,高频可达到500Hz以上,且几乎没有相位延迟,对高频弱小信号的记录能力远远高于常规检波器。数字检波器所得地震剖面的分辨率要高于常规检波器,这对细小构造的解释和圈定相比常规检波器具有极大的优势。

         

        严格的质量管理与加密施工确保数据采集的高可靠性

         

            工作区黄土覆盖变化剧烈,最厚处厚达60多米,达到巨厚的程度,在冲沟和陡坡地段又有基岩直接出露,因此地表结构及速度的剧烈变化对地震勘探成果有较大的影响。复杂的地表决定了我们只有进行严格的质量管理才能确保获得高可靠性的第一手资料。施工分队成立了以分队长为首的质量控制组,对测量、打孔、检波等各工序严格把关。

            地质任务对该区解释精度要求较高,这就必须进行表层结构调查,使静校正量的求取更加准确。为了查清本区的表层地震地质信息,我们在控制面积为5平方千米的面积内布设了12个低速带调查点,来调查区内的表层结构,既为今后的资料处理提供准确的静校正量,又可以精准的指导野外激发井深的选择。在该工区,针对表层调查得出的表层地质信息,针对性地采用了洛阳铲和凿岩机两种不同的成孔工具在不同的地段进行施工,保证了每个激发点都在最佳的激发层位进行激发,取得了良好的激发效果。同时严格控制井深。在洛阳铲施工区域内,遇到坚硬地层,上2个甚至3个人共同打孔,以保证井深达到设计要求。

            区内沟谷纵横,村庄星罗分布,很多地段无法施工。为了保证施工的区内覆盖次数达到设计要求,我队除了采用特殊变观的方法外,还在横、纵向进行加密炮点,整个野外实际采集物理点比原设计物理点多出350余个,虽然不计成本,却最大程度的保证了野外资料采集的质量,为资料的解释提供了可靠的野外第一手资料。博得了甲方的赞扬。

         

        细致认真的资料处理和手段丰富的资料解释

         

        有了高可靠性的野外数据,细致认真的资料处理及手段丰富的资料解释也是获得最终高品质地质成果重要保证。

        在资料的处理过程中,该项目技术负责人有针对性地进行了高频信息的保真和提频处理,确保了资料对细小构造的分辨率。解释过程中,利用多属性切片和时间剖面相结合的方式进行对比解释。特别是瞬时相位属性根据地震波穿越不同地质体引起的相位变化来识别不同地质体的边界,能够灵敏的识别小断层、陷落柱等构造异常体特征,来对陷落柱进行精确解释,达到了满意的地震地质效果。

        该区5平方千米的区域内共解释出陷落柱51个,断层32条。在该报告的评审过程中,矿方反馈刚刚进行巷探揭露的3个陷落柱全部得到了验证,验证率百分之百,且与解释的陷落柱平面误差较小,其中2个陷落柱中心误差在10米以内,一个陷落柱中心平移在30米以内

        我队在西山煤电(集团)有限责任公司东曲矿煤田地质补充勘探三维地震勘过程中,针对承担的地质任务和该区地表、浅层和深层地质条件,在仪器和成孔设备的选择、施工方法的精益求精、资料处理和解释过程一丝不苟,针对难题逐个击破,显示了优秀的作业能力,取得了良好的地震地质效果并且收获了极佳的市场口碑!

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