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        物測隊西山煤電東曲礦三維地震勘探結碩果

        作者:劉 革日期:2014年6月13日 13:44

            山西省,中國煤炭資源大省及重要能源基地。其煤炭儲藏量占全國的三分之一,産量占四分之一。煤炭經濟已然成為山西的龍頭産業和經濟支柱,而井田勘察正是這個支柱的基礎構件。

            山西省地勢險峻,東臨太行,西依呂梁太行山挺拔俊秀,多奇峰異石,呂梁山綿延起伏,溝谷縱橫,兩山夾一盆的地形,素有“8陉9孔”之稱謂。多變的地表條件給井田勘探帶來極大挑戰。2013年,黑龍江省煤田地質物測隊承擔的西山煤電(集團)有限責任公司東曲礦煤田地質補充勘探三維地震勘探項目,就是在複雜的地形上,查明地下微小構造的成功案例。在5月18日甲方組織的報告評審過程中反饋,解釋的陷落柱中僅有3個與礦方剛剛進行巷探的陷落柱有誤差且誤差較小,勘探成果獲得甲方極高贊譽。

         

        複雜地表下陷落柱密布的東曲礦

         

            西山煤電(集團)有限責任公司東曲煤礦位于呂梁山東側的古交市石佛塔村和樓家山村一帶。施工區内地勢切割劇烈,溝谷縱橫,沖溝發育,地形十分複雜。沖溝造成的斷崖坡度達到70多度,深度10-30餘米,且區内呂梁黃土層覆蓋極為不均勻,在沖溝和陡坡地段,基岩直接出露地表,在山梁地段,黃土覆蓋超過30米,最厚度達60多米,給三維地震數據野外采集帶來了巨大的困難。

            據礦上做地質工作的技術人員稱,東曲礦煤田地下陷落柱非常之多,每平方公裡達10個以上。我們這次三維地震勘的任務就是查明工作區的陷落柱等細小構造的發育情況,為井田的設計提供前瞻性依據。

            陷落柱一直是困擾山西各大煤礦開采的重大隐患。山西的煤層主要發育在石炭系和二疊系地層中,奧陶系地層為煤系地層基底。奧陶系地層的岩性主以厚層狀石灰岩與白雲質灰岩為主,該套地層在地下裂隙水的滲透和侵蝕下易形成空洞,這就容易造成上覆地層的塌陷,在煤層中形成陷落柱。

            陷落柱是一種特殊的古構造,空間上為一不規則柱狀塌陷體,平面上為一封閉的圈狀并與周圍介質截然分開,其主要危害是可能成為導水通道,誘發礦井透水事故;破壞可采煤層,減少煤炭儲量;造成縮短礦井服務年限和巷道提前報廢的嚴重後果。陷落柱還極大地妨礙機械化采煤,影響正規生産。因此在井田設計規劃之前,查明采區内的陷落柱的發育情況,就成了首當其沖的任務。

         

        世界先進的儀器設備帶來精益求精的野外數據采集

         

            黑龍江省煤田地質物測隊地震二分隊針對該區的地表實際情況,結合承擔的主要地質任務,采取了各項針對性的措施,解決了本區所面臨的問題,取得了極為理想的地質效果。

            首先是使用了世界先進的法國産SERCEL428數字地震儀并配備數字檢波器。針對地質行業對地震勘探日益提高的精度要求,黑龍江省煤田地質物測隊于2012年購買了1500道數字檢波器,在全國煤田地質行業尚屬首家。數字檢波器的頻率響應是線性的,頻帶遠比常規檢波器寬,高頻可達到500Hz以上,且幾乎沒有相位延遲,對高頻弱小信号的記錄能力遠遠高于常規檢波器。數字檢波器所得地震剖面的分辨率要高于常規檢波器,這對細小構造的解釋和圈定相比常規檢波器具有極大的優勢。

         

        嚴格的質量管理與加密施工确保數據采集的高可靠性

         

            工作區黃土覆蓋變化劇烈,最厚處厚達60多米,達到巨厚的程度,在沖溝和陡坡地段又有基岩直接出露,因此地表結構及速度的劇烈變化對地震勘探成果有較大的影響。複雜的地表決定了我們隻有進行嚴格的質量管理才能确保獲得高可靠性的第一手資料。施工分隊成立了以分隊長為首的質量控制組,對測量、打孔、檢波等各工序嚴格把關。

            地質任務對該區解釋精度要求較高,這就必須進行表層結構調查,使靜校正量的求取更加準确。為了查清本區的表層地震地質信息,我們在控制面積為5平方千米的面積内布設了12個低速帶調查點,來調查區内的表層結構,既為今後的資料處理提供準确的靜校正量,又可以精準的指導野外激發井深的選擇。在該工區,針對表層調查得出的表層地質信息,針對性地采用了洛陽鏟和鑿岩機兩種不同的成孔工具在不同的地段進行施工,保證了每個激發點都在最佳的激發層位進行激發,取得了良好的激發效果。同時嚴格控制井深。在洛陽鏟施工區域内,遇到堅硬地層,上2個甚至3個人共同打孔,以保證井深達到設計要求。

            區内溝谷縱橫,村莊星羅分布,很多地段無法施工。為了保證施工的區内覆蓋次數達到設計要求,我隊除了采用特殊變觀的方法外,還在橫、縱向進行加密炮點,整個野外實際采集物理點比原設計物理點多出350餘個,雖然不計成本,卻最大程度的保證了野外資料采集的質量,為資料的解釋提供了可靠的野外第一手資料。博得了甲方的贊揚。

         

        細緻認真的資料處理和手段豐富的資料解釋

         

        有了高可靠性的野外數據,細緻認真的資料處理及手段豐富的資料解釋也是獲得最終高品質地質成果重要保證。

        在資料的處理過程中,該項目技術負責人有針對性地進行了高頻信息的保真和提頻處理,确保了資料對細小構造的分辨率。解釋過程中,利用多屬性切片和時間剖面相結合的方式進行對比解釋。特别是瞬時相位屬性根據地震波穿越不同地質體引起的相位變化來識别不同地質體的邊界,能夠靈敏的識别小斷層、陷落柱等構造異常體特征,來對陷落柱進行精确解釋,達到了滿意的地震地質效果。

        該區5平方千米的區域内共解釋出陷落柱51個,斷層32條。在該報告的評審過程中,礦方反饋剛剛進行巷探揭露的3個陷落柱全部得到了驗證,驗證率百分之百,且與解釋的陷落柱平面誤差較小,其中2個陷落柱中心誤差在10米以内,一個陷落柱中心平移在30米以内

        我隊在西山煤電(集團)有限責任公司東曲礦煤田地質補充勘探三維地震勘過程中,針對承擔的地質任務和該區地表、淺層和深層地質條件,在儀器和成孔設備的選擇、施工方法的精益求精、資料處理和解釋過程一絲不苟,針對難題逐個擊破,顯示了優秀的作業能力,取得了良好的地震地質效果并且收獲了極佳的市場口碑!

        所屬類别: 科技創新

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