1、合物探在煤田采空区勘查中的应用摘要：煤矿开采后在岩体内部形成一个空洞,使采空层围岩的应力平衡状态受到破坏,在上覆岩层压力的作用下,经过一段时间,采空层围岩可能发生变形、破碎、位移及塌落等,并达到新的应力平衡状态。 关键词：综合物探 煤田采空区勘查技术 中图分类号：P641 文献标识码： A 1 煤田采空区勘查技术 在煤层采空区勘查中,由于采空区尺度相对较小,表层因素及地面环境的影响往往较大,因此,在资料采集和处理的过程中,必须考虑高精度、高信噪比和高分辨率技术,以提高勘查的精度和可靠性。利用地震多次覆盖反射波法和瞬变电磁法对采空区进行综合勘查,可以对比分析、互相验证,提高勘查精度及可信度,弥补
2、单一物探方法的不足。 根据煤层采空区地层变化特征及可能存在的波场异常特征,资料处理的主要任务是正常煤系地层和采空区域地层的准确成像,并保持正常煤层和采空层的波场特征。因此,按常规处理思路进行资料处理是不够的,实际中,主要考虑采用下述技术:(1)地表一致性处理技术分析认为,地表变化不仅会对记录产生时移,而且还会使地震反射波的振幅、频率和相位发生变化。故必须对地表的滤波作用进行反滤波,在振幅、频率和相位等方面进行多方位的补偿。(2)静校正技术在地表条件复杂地区的采空区地震勘查中,由于地表起伏以及低、降速带的变化相对较大,直接导致有效波场的畸变,因此,必须采用合适的静校正方法技术进行处理。从整体上考
3、虑,其作法大致可以归纳为:采用野外观测信息,建立地表静校正模型,解决静校正量的低频分量部分;利用初至折射波静校正方法解决高频分量中相对较大的静校正量;采用反射波剩余静校正方法(或初至折射波剩余静校正方法)求解高频分量中的小静校正量。(3)球面扩散及吸收衰减补偿技术地震波在传播的过程中,由于地层吸收衰减和球面扩散作用的影响,造成地震波场能量的降低。就吸收衰减而言,高频成分比低频成分衰减快,随着传播距离的增大,高频损失严重,地震记录的频带随之变窄,主频降低,导致分辨率降低。因此必须对其影响进行补偿处理,以增强弱反射波的能量。(4)去噪处理技术在实际中,针对采空区地震资料,可采用一维时变滤波、二维
4、F-K 滤波、倾角滤波、减去法滤波、预测反滤波、F-X 域预测滤波及多项式拟合去噪等方法技术。(5)提高分辨率技术高分辨率处理的核心任务是最大限度地展宽有效波频带,提高主频。常用方法很多,分析认为,脉冲反褶积压缩子波的功能最强,其第一主波峰突出,而且离开零线最近,缺点是拖了一个较长的尾巴;预测反褶积压缩功能次之;谱白化最差,因为它的低频能量不能向前挪动,所以压缩得最差。对于实际的混合相位子波来说,最好使用多道统计脉冲反褶积。当目的是为了克服短周期层间多次波时,可以采用预测反褶积。只有当子波接近零相位时,才能用谱白化。就采空区地震勘查而言,当煤系地层倾角不大时,一般不作偏移处理,以保留采空层引起
5、的异常波场。 煤层采空区勘查评价表 2、方法原理 是近几年发展起来的一种新方法,对低阻反应灵敏,体积效应小,易于突出低弱的电阻率异常。用该方法进行面积性勘察,以确定采空区的可疑地段,为进一步的工作打下基础。法是在常规电测深法的基础上发展起来的新工作方法,采用较密的电极距进行数据采集,除视电阻率值()之外,还可获得视反射系数、视反射系数的导数及视真电阻率等多个参数,进行综合解释。具有分辨率(层厚与埋深之比)高、解释精度高、并能对电性差异较小的一些层段作出解释的特点。 3.工作装置 采用 5050重叠回线装置,工作电流选取约 400。法:采用对称四极测深装置,由于目的层埋深一般小于 60,最大/2
6、一般选为 210。/2 采用 1/8 采样间隔的对数极距与 10间隔算术极距结合方式,固定法观测。最小/2=3.25,在接口处和其它个别极距采用两次观测,其相对误差2%。高密度电法:采用电极间距 10,电极数 60 个,剖面数=1619。 射线法:采用现场挖坑,坑深一般为0.5左 右,取出土样,放入盒内,观测时间为 2。 3.1法资料分析 根据现场井上下调查对比,1 线 152 号点附近已被某煤矿采空,3-1煤层底板埋深 68。经正反演拟合,曲线首部对应为高阻(1 030,厚度 2.4)地表风积沙土,下降段对应的电性层为含水沙土及红土(厚度54),其视电阻率 1020;曲线尾枝的上升对应的电性
7、层为侏罗系含煤地层,3-1 煤层底板埋深 66,其视电阻率大于 200(见图 152 号点视电阻率曲线正反演解释图 法转换视真电阻率断面图 3.2 地电影像剖面分析 为了配合其它方法对松散层进行分析,本次又施工了地电影像法,施测了0、1 两个排列地电影像剖面。由0、1 线的剖面分析(见图,区内松散层成层状分布,其中包裹着呈不均匀分布的局部相对高阻体,解释为粒度较大的沙土。剖面底部突起的红色为裂隙较发育的基岩。 0、1 地电影像反演电性层断面等值 因目的是探测煤层采空区,所以解释工作主要进行剖面对比分析。由1 线的瞬变转换电导、视电祖率断面等值线分析,1 线剖面从 130 号点至 170 号点之间,埋深 80以浅相对有段低阻带,剖面中有众多等值封闭圈和小波折,推断该区段内煤层被采空,解释为沙土和基岩裂隙增多,含水量相对较高。结合地质调查资料进行综合解释,最终推断出了区内煤层采空区分布范围,初步解释了沙层和土层的厚度以及煤层气排泄点,完成了设计提出的地质任务。
