煤矿地质测量ejny.docx

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1、煤矿地质质测量1.4 地球物物理勘探探技术1.4.1 概概述地球物理理勘探方方法利用用物理方方法来解解决地质质问题，即即通过观观察与观观测各种种地球物理理现象，分分析它们们随地质质构造或或岩性变变化的基基本规律律，从而而到达解解决地质质问题的的目的。所有的地球物理勘探方法简称“物探”方法，由于所研究的物理性质不同，物探方法种类多样，主要的方法包括：(1) 地震勘探探：地震勘勘探是研研究人工工激发的的弹性波波在不同同地层中中的传播播规律，如如波的速速度、波波的衰减减和波的的形状，以以及在界界面的反反射、折折射来研研究地层层埋深、构造形态和岩性等的一种物探方法。(2) 电法勘探探：电法勘勘探是以以

2、介质的的电性差差异为基基础，通通过观测测和分析析天然及人人工电磁磁场的空空间和时时间分布布传播来来研究地地质构造造和寻找找矿床的的一种物物探方法法。(3) 重力勘探探：重力勘勘探是以以地壳中中岩 (矿)石石间的密密度差异异为基础础，通过过观测与分分析重力力场的变化来来寻找和和勘探矿矿床，研研究地质质构造的的一种物物探方法法。(4) 磁法勘探探：磁法勘勘探是以岩 (矿)石石间的磁磁性差异异为基础础，通过过观测和分分析地磁磁场的变变化规律律，来寻寻找和勘勘探矿床床，研究究地质构构造的一一种物探探方法。(5) 地球物理理测井：地球物物理测井井是利用用钻井内内岩石、矿矿层具有有不同物物性的特特点来划划

3、分钻井井地质剖剖面及解解决其它它地质问问题的多多种方法法总称，也称为钻井地球物理，或简称测井。它主要包括电测井、核测井、声测井等方法。近几十年年来，地地球物理理勘探方方法得到到飞速发发展，方方法和技技术日臻臻完善，应应用领域域不断扩扩大，解解决的问问题日益益增多，已已成为煤煤炭地质质勘探中中一个不不可缺少少的组成成部分。在煤炭炭资源勘勘探工作作中，已已由钻探探为主物物探为辅辅，发展展为物探探为主，钻钻探验证证为辅。使使得煤炭炭资源勘勘查工作作在精度度、效率率及经济济性等各各方面都都有很大大提高。目前，地地球物理理勘探方方法更多多地应用用于煤矿矿生产阶阶段，在在矿井和和采区设设计优化化、综采采工

4、作面面的合理理布置、避免和减少地质风险、优选采煤方法、提高资源回收率、降低万吨掘进率、生产安全等方面起到了重大作用。主要地质任务为：查明小断层小褶曲；查清陷落柱、老窑及采空区的空间分布形态；解决煤层分叉与合并、煤层厚度变化、火成岩侵入、煤层顶底板水文地质条件及力学性质等一系列地质问题。地球物理理勘探通通过观测测由于地地下探测测对象与与周围介介质物理理性质的的差异所所引起的的物理场场变化，来来研究探探测对象象的形态态和性质质。从本本质上讲讲都是间间接方法法，都是是通过少少数观测测点(在在地面、空空中或井井下)获获得的数数据去推推测探测测对象的的状况，又又称为反反问题。由由地球物物理场的的本质和和

5、观测误误差的决决定了地地球物理理反问题题存在非非唯一性性，或称称多解性性。加之之每种物物探方法法一般只只能反映映地质体体某个方方面的物物理性质质，而且且每种物物探方法法的数据据观测采采集受到到地形、地地质条件件等因素素的影响响，这些些都使得得物探多多解性更更加严重重。为了减少少物探结结果非唯唯一性(多解性性)的影影响，除除了提高高观测精精度、资资料精细细处理等等技术手手段外，更更需要综综合采用用多种物物探方法法。由于于地质体体是一个个统一的的整体，密密度、电电性、弹弹性、磁磁性等物物理性质质均是这这一整体体在不同同方面的的反映，各各种物性性参数间间均有一一定联系系，利用用这种联联系进行行综合解

6、解释，能能大大缩缩小单一一物探方方法的多多解性。同同时，不不同物探探方法解解决地质质问题的的能力和和探测范范围也是是不同的的，这往往往需要要采用不不同物探探方法组组合应用用，提高高解决某某个地质质问题的的能力。因此，对于物探结果有时还需要采用钻探、巷探等基础地质手段进行验证和标定。1.4.2 地地震勘探探的基本本原理1.4.2.11 地震震波的传传播特征征地震波是是在岩层层中传播播的弹性性波。当当用炸药药作为震震源激发发时，震震源附近近的岩石石受到巨巨大激发发力的作作用产生生破裂和和塑性形形变，而而远离震震源的岩岩石受到到瞬间微微小外力力的作用用可以近近似看成成完全弹弹性体。弹弹性体在在外力作

7、作用下发发生形变变并产生生一个反反抗形变变的弹力力。当外外力取消消时， 弹力使使弹性体体恢复原原状。这这个过程程使质点点产生随随时间变变化的弹弹性位移移(振动动)，由由于质点点间存在在着弹性性联系，每每个质点点把振动动传递到到周围质质点。于于是，激激发力引引起的质质点弹性性振动由由震源向向周围介介质传播播，逐渐渐形成地地震波。地震波分分为体波波和面波波，体波波在弹性性介质的的内部传传播，面面波沿着着弹性介介质的某某些界面面传播，见见图2-1-223。纵波(PP波)质点点振动方方向和波波传播方方向相同同。横波(SS波)质点点振动方方向和波波传播方方向相垂垂直。质质点振动动在水平平平面中中的横波波

8、分量称称为水平平横波(SH波波)，质质点振动动在垂直直平面中中的横波波分量称称为垂直直横波(SV波波)。瑞雷面波波(R波波)质点在在通过传传播方向向的铅垂垂面内沿沿椭圆轨轨迹逆转转运动。图2-11-233 地地震波的的传播示示意图a纵波波；b水平横横波；cc垂直直横波；d瑞瑞雷面波波煤田地震震勘探主主要采用用纵波勘勘探。地震波在在传播过过程中遇遇到两种种地层分分界面时时，就会会产生反反射波。在在地面上上用仪器器把各个个地层分分界面的的反射波波到达时时间记录录下来，利利用地震震波传播播速度，便便可以计计算出地地层分界界面的埋埋藏深度度。图2-1-224是地地震勘探探示意图图。图2-11-244

9、地地震勘探探示意图图1.4.2.22 地震震勘探的的地震地地质条件件决定一个个地区能能否开展展及如何何进行地地震勘探探工作的的客观条条件，统统称为地地震地质质条件，它它分为表表层条件件和深部部条件两两部分。表表层地震震地质条条件是指指地表附附近的地地质和地地貌的特特点，它它主要影影响地震震勘探的的施工效效率、激激发与接接收条件件。深部部地震地地质条件件是指地地震界面面与地质质界面的的对应关关系，以以及地质质构造的的复杂程程度。1.4.2.3地震震数据的的采集1震源源用于地震震勘探的的震源基基本上分分为两大大类：炸炸药震源源和非炸炸药震源源。1）炸药药震源炸药是一一种特殊殊的化合合物或混混合物，

10、它它能在外外界的影影响(如如用电雷雷管起爆爆)下放放出气体体和高热热，形成成高压气气团而急急剧膨胀胀，在很很短的瞬瞬间将压压缩作用用施用于于周围物物体，即即所谓的的冲击波波。在爆爆炸中心心，物体体将被粉粉碎和破破坏，形形成破坏坏带。在在破坏带带以外，物物体只产产生弹性性形变，形形成岩石石的震动动带，此此时冲击击波变成成弹性波波。在陆地地地震勘探探时，多多数情况况下在注注满水的的浅井中中爆炸激激发地震震波，无无法钻井井或钻井井困难的的地区多多采用坑坑中爆炸炸。在水水面地震震勘探时时，采用用水中爆爆炸。井中爆炸炸是地震震勘探中中最常用用的一种种激发方方式，它它的主要要优点有有两条：一是减减小面波波

11、的强度度，基本本不产生生声波；二是反反射波能能量强、频频率高，可可以减少少药量。要要确保这这些优点点的实现现，需要要选择良良好的激激发条件件。首先先要考虑虑的就是是爆炸介介质的岩岩性，若若在松软软的干燥燥沙层或或淤泥中中激发，地地震波频频率很低低，且爆爆炸能量量大部分分被吸收收；若在在坚硬的的岩石中中激发，地地震波频频率很高高，但是是随着地地震波在在岩石中中的传播播，高频频振动很很快地被被吸收。因因此，激激发最好好选在潮潮湿的可可塑性岩岩层，如如胶泥、粘粘土等。其其次要考考虑的是是激发井井深，通通常选择择在潜水水面以下下233m。为为了使能能量集中中向下传传播及减减小声波波干扰，井井中要注注满

12、水、泥泥浆或用用土填塞塞。虽然目前前我国在在陆上大大部分地地区仍主主要采用用炸药井井中爆炸炸的激发发方式，但但是随着着勘探规规模的扩扩大和技技术的发发展，炸炸药震源源逐渐暴暴露出以以下问题题：(1) 钻井和和使用炸炸药的费费用较大大、时间间较长，在在需要钻钻深井才才能获得得良好激激发条件件的地区区，耗费费更大。(2) 缺水地地区，地地形复杂杂的山区区，流沙沙沼泽等等钻井困困难地区区，施工工不便。(3) 工业矿矿区、人人口稠密密区和鱼鱼塘不宜宜使用炸炸药。此此外，炸炸药的运运输、保保管和使使用中容容易发生生危险。为了解决决上述问问题，出出现了非非炸药震震源。2）非炸炸药震源源非炸药震震源有很很多

13、种，煤煤田地震震勘探中中主要使使用可控控震源。可控震源源是一种种机械震震源，由由安装在在汽车上上的振动动器冲击击地面产产生频率率可以控控制的波波列作为为地震震震源。可可控震源源已从早早期的小小吨位震震源发展展到目前前的288吨(66万磅)级的大大吨位震震源，从从而大大大提高了了激发能能，见图图2-11-255。多台台组合同同步控制制精度达达到微秒秒级水平平，平均均相位误误差不到到1度，从从而提高高了组合合激发的的效果。图2-11-255 可可控震源源2.地震震数据采采集系统统地震数据据采集系系统是由由地震检检波器和和地震记记录仪器器组成。1）地震震检波器器地震勘探探获取原原始数据据的方法法，是

14、由由采用人人工激发发方式引引起地面面振动，由由地震检检波器接接收此振振动，并并把机械械振动转转换为电电信号，传传输到地地震记录录仪器上上记录。地震检波波器是一一种机电电转换装装置，能能把地震震波引起起的地面面微弱的的机械振振动转换换为电流流强弱变变化的电电信号。不不同的检检波器对对地震波波有频率率选择作作用，即即检波器器的频率率特性各各不相同同。通常常按照检检波器的的固有频频率进行行划分，固固有频率率为100的称低低频检波波器，固固有频率率为400600的称中中频检波波器，固固有频率率为1000的称称高频检检波器。2）地震震仪器根据地震震勘探的的需要，对对地震记记录仪器器有三点点基本要要求：(

15、1) 具有对对弱信号号的放大大性能；(2) 具有有记录能能量相差差悬殊信信号的动动态范围围；(33) 具具有合适适的通频频带。随着机械械制造业业和计算算机技术术的发展展，地震震仪从220世纪纪50年年代前最最早的光光点记录录方式、550年代代的磁带带模拟记记录方式式发展到到70年年代的数数字记录录方式；从700年代的的24道道地震记记录仪、990年代代的千道道地震记记录仪发发展到今今天的万万道地震震记录仪仪，地震震记录仪仪的每一一步发展展都推动动了地震震勘探技技术的进进步和发发展。为了满足足高精度度地震勘勘探的要要求，地地震仪器器向着超超多道、遥遥测、高高位模数数转换(从244位到332位)、

16、完善善的质量量控制系系统方向向发展。主主要的地地震仪器器生产厂厂家有SSERCCEL、II/O、GGEOXX、FAAIRFFIELLD等，主主要产品品包括SSN3888、SSN4008ULL、SYYSTEEM2、SSYSTTEM220000、IMMAGEE、ARRAM224、AARAMMARIIES、TTELSSEISS BOOX等。1.4.2.4地震震数据的的处理地震数据据处理技技术是对对野外采采集的地地震资料料进行各各种处理理，最终终利用一一次反射射信号对对地下反反射界面面进行成成像，处处理结果果为地震震剖面(二维)或偏移移数据体体(三维维)。利利用处理理后的成成果，可可以解释释地下岩岩层

17、的构构造形态态和岩性性特征。地震数据据处理包包括观测测系统定定义、预预处理、能能量关系系恢复校校正、叠叠前去噪噪、反褶褶积、静静校正、速速度分析析、动校校正、DDMO校校正、叠叠加、偏偏移、叠叠后修饰饰等主要要步骤。今天的地地震数据据处理一一般是以以大型地地震处理理软件平平台为依依托，在在高性能能的计算算机上实实现的。随随着技术术的不断断发展和和进步，地地震数据据处理系系统的功功能也在在不断完完善，使使用也越越来越方方便，同同时也变变得越来来越庞大大和复杂杂，对处处理人员员的素质质要求也也越来越越高。目目前国内内使用的的代表性性地震资资料处理理系统见见表2-1-111。表2-11-111 地震

18、震资料处处理系统统国家和公公司软件名称称法国CGGG公司司GEOVVECTTEURR PLLUS美国LAANDMMARKK公司PROMMAX美国Weesteern Geoophyysiccal公公司OMEGGA以色列PParaadiggm GGeopphyssicaal公司司 FOOCUSS中国东方方地球物物理公司司GRISSYS1.4.2.5 二二维地震震勘探二维地震震勘探是是一套以以数字方方式记录录地震信信号，经经数字处处理获得得地震时时间剖面面，查明明小型煤煤田构造造和异常常的技术术方法。1解释释内容和和方法构造解释释是地震震资料解解释最基基本的内内容，以以水平叠叠加时间间剖面、偏偏移时

19、间间剖面为为主要资资料，分分析时间间剖面上上的各种种波动特特征，确确定主要要目的层层层位，进进行波的的对比和和追踪；解释时时间剖面面上反映映出来的的各种地地质构造造现象，确确定断层层、褶曲曲位置；将时间间剖面变变为深度度剖面，绘绘制标准准层位构构造平面面图和其其它地质质构造图图件。构构造解释释主要是是运用地地震波的的运动学学特征来来解决岩岩层的空空间分布布问题。2.地震震时间剖剖面的解解释地震时间间剖面是是构造解解释的基基础资料料。通常常，一条条地震测测线可得得到一张张时间剖剖面(图图2-11-266)。图图2-11-266中，横横坐标为为共中心心点(CCDP)，纵坐坐标为双双程旅行行时间，以

20、以秒(ss)为单单位。时时间剖面面不同于于深度剖剖面，但但能直观观地反映映地下构构造形态态。在时间剖剖面上，利利用反射射波的各各种特征征，识别别和追踪踪同一界界面反射射波的过过程，称称为时间间剖面的的对比。来来自同一一界面的的反射波波，虽受受界面埋埋藏深度度、岩性性、产状状及覆盖盖层等因因素的影影响，但但在一定定范围内内具有相相对的稳稳定性，使使得同一一层位反反射波在在相邻接接收点上上反映出出类似的的特征。反反射波的的主要特特征有三三个，即即相位相相同、振振幅增强强和波形形相似。利利用这些些反射波波特征，可可以确定定和连续续追踪反反射标准准层，识识别各种种波的类类型，搞搞清波组组之间的的关系，

21、解解释时间间剖面所所反映的的地质现现象。图2-11-266 地震震时间剖剖面3.解决决的主要要地质问问题二维地震震勘探从从初期主主要解决决断层和和煤层赋赋存情况况，在地地震地质质条件较较好的地地区，目前可可以解决决的主要要地质问问题是：(1) 查明落落差大于于等于110m的的断层，提提供落差差小于110m的的断点，平平面摆动动误差小小于500m；(2) 查明幅幅度大于于等于110m的的褶曲，主主要可采采煤层底底板深度度误差不不大于22%；(3) 查明新新生界(第四系系)厚度度；(4) 探明直直径大于于30mm的陷落落柱、无无煤带、煤煤层分叉叉合并，为为回采工工作面布布置提供供可靠的的地质资资料

22、。1.4.2.6 三三维地震震勘探1.三维维地震勘勘探的特特点由于地下下的地质质构造本本身是三三维的，而而二维地地震勘探探技术先先天不足足，具有有不可克克服的缺缺陷，所所以只有有三维地地震勘探探才是最最合适的的方法。三维地震勘探是把沿测线观测的二维地震方法扩展到三维空间。通过面积测量技术获得反映地质体时空变化的三维数据体，见图2-1-27。利用该数据体，可以提取垂直剖面、时间切片和立体数据，以满足解释工作的需要，见图2-1-28。图2-11-277三维地地震数据据体 图2-1-228 垂直剖剖面和地地震切片片垂直剖面面分为三三种，垂垂直于构构造走向向的剖面面称为主主测线剖剖面，通通常表示示为I

23、nnlinne方向向；与主主测线剖剖面相垂垂直的为为联络测测线剖面面，通常常表示为为Croossllinee方向；实现地地震资料料与地质质资料直直接对比比而连结结部分钻钻孔的测测线称为为联井测测线，对对应的剖剖面为联联井剖面面。地震切片片分为两两种，水水平切片片是地下下不同层层位的信信息在同同一时间间内的反反映，它它相当于于某一等等时面的的地质图图，即同同一张切切片里显显示了不不同层位位的信息息；沿层层切片把把地下同同一层位位的信息息显示到到一张切切片上。2.解决决的主要要地质问问题目前，煤煤田三维维地震勘勘探技术术已经成成为详细细查明小小断层、小小褶曲、陷陷落柱、采采空区、冲冲刷带等等重要地

24、地质资料料的主要要手段。但但是，其其整体水水平仍处处于构造造解释阶阶段，尚尚不能解解决煤矿矿安全生生产中的的所有地地质问题题。在地震地地质条件件较好的的地区，三维地震勘探可以解决的主要地质问题是：(1) 查明落落差大于于等于55m的断断层，提提供落差差小于55m的断断点，平平面摆动动误差小小于300m；(2) 查明幅幅度大于于等于55m的褶褶曲，主主要可采采煤层底底板深度度误差不不大于11.5%；(3) 查明新新生界(第四系系)厚度度；(4) 探明直直径大于于20mm的陷落落柱、无无煤带、煤煤层分叉叉合并及及煤层厚厚度变化化(误差差小于11m)。3.煤矿矿三维地地震数据据动态解解释技术术近年来

25、，在在应用煤煤田三维维地震勘勘探成果果的过程程中也暴暴露出许许多问题题，主要要包括：(1) 地震成成果的利利用率低低通常勘探探单位仅仅提供煤煤层底板板等高线线图和固固定间距距(400m80mm)的地地震时间间剖面，煤煤矿无法法利用三三维地震震数据体体的所有有信息。(2) 无法实实时获得得沿巷道道方向的的地震剖剖面三维地震震勘探为为煤矿采采区的合合理布置置、主巷巷道开拓拓提供了了依据，但但是煤矿矿需要的的沿巷道道方向(即任意意方向)的地震震剖面在在勘探阶阶段是无无法实时时获得的的。(3) 无法利利用煤矿矿生产阶阶段获得得的地质质资料煤田三维维地震勘勘探通常常采用钻钻孔标定定方法计计算平均均速度，

26、即即利用已已知钻孔孔揭露的的地质层层位深度度及对应应的反射射波旅行行时，经经内插、拟拟合平滑滑后做出出不同层层位的速速度平面面分布图图。对构构造等时时图直接接进行时时深转换换即可得得到构深深度造图图。在煤矿勘勘探阶段段，钻孔孔的数量量不多，故故地震资资料构造造解释精精度也不不高。然然而，在在煤矿生生产阶段段可以获获得大量量的井巷巷和回采采工作面面的地质质资料，利利用它们们可以大大幅度提提高构造造解释精精度。但但是，这这些宝贵贵的地质质资料均均无法利利用。(4) 无法修修改原构构造解释释方案在掘进和和回采过过程中，可可以发现现许多小小于5mm的断层层，但是是无法自自动修改改原构造造解释方方案(即

27、即无法自自动修改改煤层底底板等高高线图)。煤矿三维维地震数数据动态态解释技技术是指指“三维维地震信信息与煤煤矿生产产过程中中所获得得的矿井井地质信信息相互互融合”，服服务于煤煤矿生产产阶段，彻彻底改变变了传统统的三维维地震解解释仅服服务于煤煤矿勘探探阶段的的模式，提提高了三三维地震震成果的的利用水水平，能能够解决决更多的的地质问问题。4.应用用实例实例1探明明陷落柱柱20022年，淮南矿矿业集团团谢桥矿矿东二采采区进行行三维地地震勘探探，在资资料解释释时，发发现该区区内有两两个地质质异常体体，即11号、22号隐伏伏构造体体，见图2-1-229和图2-11-30。后经经地面钻钻孔及井井下巷道道验

28、证为为陷落柱柱，首次确确定了淮淮南地区区有陷落落柱的存存在。图2-11-299陷落柱柱在地震震剖面上上的显示示图2-11-30陷落柱柱的平面位位置实例2探明明新构造造淮南矿业业集团顾顾北煤矿和顾顾桥煤矿进行行的三维维地震勘勘探中，陆陆续在新新生界地地层中发发现了断断距较大大的断层层，这是是过去地地质勘探探未曾见见到的地地质现象象，如图图2-11-311和图2-11-322所示。为为了进一一步探明明该地质质现象，设设计了33个地质质钻孔，其中补5孔见破碎带，深度为518.9632.8m，与三维地震勘探资料基本吻合。通过对地质资料的分析，发现新生界地层中的断层既有正断层，也有逆断层，表现为新构造运

29、动形迹，同时也表现出老构造的继续或复活现象。图2-11-311 新生界界地层中中的正断断层图2-11-322 新生界地层层中的逆逆断层1.4.3 岩性性地震勘勘探1.4.3.1 构造地地震勘探探与岩性性地震勘勘探中国东部部主要矿矿区经过过多年的的开采，浅浅部资源源已亮红红灯，迫迫切需要要开采深深部的煤煤炭资源源。如何何提高地地质成果果的勘探探精度，在在深部实实现安全全开采是是我国煤煤炭行业业今后的的主要奋奋斗目标标。影响深部部煤层开开采地质质条件的的因素很很多，如如构造、水水文、瓦瓦斯、煤煤层顶底底板条件件等。目目前，主主要的成成熟勘探探手段是是地震勘勘探，也也仅限于于解决构构造问题题。而煤煤

30、矿深部部安全开开采中的的主要地地质问题题，包括括煤层顶顶底板水水文地质质条件、瓦瓦斯突出出条件与与力学性性质均属属岩性勘勘探范畴畴。构造地震震勘探主主要利用用地震波波的运动动学特征征，即利利用地震震波的旅旅行时和和波速，计计算出地地层分界界面上各各点的埋埋藏深度度，从而而确定出出地层的的构造形形态。岩岩性地震震勘探除除了利用用地震波波的运动动学特征征外，还还利用地地震波的的动力学学特征来来研究地地层的岩岩性。地地震属性性技术和和地震反反演技术术是岩性性地震勘勘探的重重要手段段。近年来，随随着三维维地震勘勘探方法法的进步步与发展展，煤矿矿中也引引进了高高密度三三维地震震勘探、三三维三分分量的地震

31、震勘探方方法。1.4.3.2 地震属属性技术术地震属性性的分类类没有统统一的标标准，不不同的学学者分别别提出过过不同的的属性分分类。结结合煤田田地震勘勘探的特特点，可可以根据据运动学学/动力力学特征征把地震震属性分分成八个个类别：时间、振振幅、频频率、相相位、波波形、相相关、吸吸收衰减减、速度度。地震震属性的的类型很很多，要要根据解解决的地地质问题题来选择择相应的的地震属属性。地震属性性技术的的关键在在于属性性提取，提提取方式式包括同同相轴属属性提取取和数据据体属性性提取。(1) 提取同相相轴属性性同相轴属属性是与与某个界界面有关关的地震震属性，具具体提取取方法包包括瞬时时提取法法、单道道分时

32、窗窗提取法法和多道道分时窗窗提取法法。瞬时提取取法即传传统的“三三瞬”参参数，瞬瞬时振幅幅、瞬时时相位和和瞬时频频率。单道分时时窗提取取法是在在一个地地震道上上用“可可变时窗窗”提取取各类属属性参数数，通过过解释出出的反射射同相轴轴来定义义可变时时窗的上上界和下下界。常常用的有有时间域域属性参参数、频频率域属属性参数数和分形形分维属属性参数数。多道分时时窗提取取法是在在多个地地震道上上用可变变时窗提提取各类类属性参参数，除除了要定定义可变变时窗的的上界和和下界外外，还需需要定义义处理道道数。将将所得到到地震属属性放到到中心道道位置上上。常用用的有品品质因素素和二维维分形参参数。(2) 提取数据

33、据体属性性基于数据据体的地地震属性性将产生生一个完完整的属属性体，其其最大优优点是能能产生相相关型的的数据，从从而提供供逐道之之间地震震信号相相似性和和连续性性的有用用信息。将将固定的的三维数数据体转转化为能能反映一一定地球球物理特特征的新新三维数数据体。最最常见的的是相干干数据体体和方差差数据体体。煤层反射射波中含含有大量量地质信信息，无无论是煤煤层的构构造、结结构或岩岩性变化化都会引引起地震震属性的的变化。在煤田地地震勘探探中, 煤层中中的小构构造异常常、结构构和岩性性变化，用用常规的的人工识识别方法法往往是是无能为为力的。但但是，利利用地震震属性的的变化来来区分构构造、进进行煤层层结构和

34、和岩性解解释是可可行的。地震属性性技术是是煤矿开开发阶段段的重要要手段，可可用于识识别断层层及其它它构造、预预测奥陶陶系灰岩岩岩溶裂裂隙发育育带、解解释煤层层变薄冲冲刷带、预预测瓦斯斯富集带带等，应应用前景景十分广广泛。1. 解释小断断层图2-11-333是淮南南矿业集集团张集集煤矿西西三采区区13-1煤层层的(aa)沿层层相干切切片与(b)底底板等高高线图的的对比，可可以看出出小断层层的相关关属性非非常明显显。(a) (b)图2-11-333 相相干沿层层切片与与底板等等高线图图的对比比2. 解释煤层层变薄冲冲刷带阳煤集团团开元公公司于220044年完成成了七、八八采区三三维地震震勘探工工作

35、，对对3煤层层进行了了构造解解释。在在地震数数据解释释过程中中，主要要根据钻钻孔资料料在3煤煤层中划划分出33个薄煤煤区()，初步步认定薄薄煤区或或无煤区区是古河河道冲刷刷造成的的，见图图2-11-344。七采采区38806工工作面在在掘进过过程中，回回风顺槽槽遇到冲冲刷带，与与三维地地震解释释冲刷位位置相差差2400m。图22-1-35为本区区的标准准反射波波时间剖剖面。图图2-11-366为3煤煤层变薄薄冲刷缺缺失的地地震剖面面，与正正常地震震剖面比比较后可可以发现现，对应应3煤层层的T33波有以以下变化化：(11) 振振幅即能能量明显显变弱；(2) 相位位发生转转移；(3) 波形特特征改

36、变变。针对T33波的这这些变化化，提取取了3煤煤层反射射波的属属性参数数，包括括振幅、相相位和相相干特征征，得到到七、八八采区沿沿3煤层层的振幅幅切片、相相位切片片和相干干切片，见见图2-1-337、图22-1-38和图22-1-39。分分析后可可以看出出，3煤煤层的变变薄冲刷刷缺失在在地震属属性上有有明显反反应，综综合利用用正常区区域和变变薄区域域的地震震属性差差异，可可以得到到七、八八采区33煤层的的变薄冲冲刷缺失失范围，见见图2-1-440。从图2-1-440中可以以清楚地地看到，薄薄煤区或或无煤区区基本是是东西向向展布的的，具有有河道冲冲刷的典典型特征征。3煤层缺失图2-11-344

37、33煤层变变薄冲刷刷缺失的的分布范范围T15T9T3图2-11-355 标标准地震震剖面T3T15T9图2-11-366 33煤层变变薄冲刷刷缺失的的地震剖剖面图2-11-377 沿沿3煤层层的振幅幅切片图2-11-388 沿沿3煤层层的相位位切片图2-11-399 沿沿3煤层层的相干干切片3煤层缺失图2-11-400 33煤层变变薄冲刷刷缺失区区1.4.3.3 地震反反演技术术地震反演演技术是是岩性地地震勘探探的重要要手段之之一，根根据钻孔孔测井数数据纵向向分辨率率很高的的有利条条件，对对井旁地地震资料料进行约约束反演演，并在在此基础础上对孔孔间地震震资料进进行反演演，推断断地层岩岩性在平平

38、面上的的变化情情况，这这样就把把具有高高纵向分分辨率的的已知测测井资料料与连续续观测的的地震资资料联系系起来，实实行优势势互补，大大大提高高三维地地震资料料的纵、横横向分辨辨率和对对地下地地质情况况的勘探探研究程程度，在在煤矿深深部安全全开采中中发挥重重要作用用。煤田地震震反演工工作起步步较晚，处处在叠后后地震反反演的研研究和初初步应用用阶段。近近年来，地地震反演演技术应应用于多多家煤矿矿，其关关注的重重点是煤煤矿安全全开采的的有关地地质问题题，获得得了丰富富的地质质成果，主主要包括括：(11) 提提高弱反反射煤层层的可检检测性；(2) 利用用反演剖剖面提供供的岩性性信息来来划分地地层，研研究

39、煤层层顶板的的稳定性性；(33) 确确定奥陶陶系灰岩岩顶部岩岩层中的的含隔水水性，查查明含、隔隔水层的的空间分分布和厚厚度分布布； (4) 圈定火火成岩侵侵入煤层层的范围围；(55) 预预测煤层层厚度；(6)预测煤煤层瓦斯斯富集带带。1. 确定奥陶陶系灰岩岩顶部含含、隔水水层的空空间分布布和厚度度分布传统煤田田地质学学认为，奥奥陶系灰灰岩岩溶溶地下水水水压高高，易对对下组煤煤顶、底底含水层层产生垂垂向顶托托或侧向向补给，且且补给水水源充足足，对采采煤威胁胁最大。因因此，长长期以来来下组煤煤层是开开采禁区区。在临沂矿矿业集团团新驿煤煤矿下组组煤水文文地质补补充勘探探工作中中，利用用地震反演演技术

40、查查明部分分水文地地质条件件，主要要包括奥奥陶系顶顶部含、隔隔水层的的空间分分布和厚厚度分布布。研究究成果突突破了传传统煤田田地质学学理论，表表明奥陶陶系灰岩岩不完全全是一个个含水层层，其顶顶部就有有隔水层层存在，可可以为建建立矿井井突水的的水量预预测模型型提供基基础资料料。在常规地地震剖面面上，无无法对奥奥陶系内内部进行行分层，原原因是信信噪比低低和反射射系数小小(相对对煤层而而言)。但但是利用用地震反反演剖面面，借助助相对波波阻抗值值的差异异，便能能够确定定奥陶系系顶部灰灰岩中的的含、隔隔水层的的空间分分布和厚厚度分布布。图22-1-41是水11群22联井反反演地震震剖面，从从中可以以看出

41、奥奥陶系顶顶界面、隔隔水层和和含水层层的分层层位置。图图2-11-422是隔水水层底界界面的沿沿层波阻阻抗切片片；图22-1-43是含水水层底界界面的沿沿层波阻阻抗切片片。沿层层波阻抗抗切片能能够提供供整个研研究区域域内的含含、隔水水层岩性性信息，隔隔水层的的平均波波阻抗明明显高于于含水层层的平均均波阻抗抗，利用用该信息息能够比比较准确确地确定定奥陶系系灰岩中中的含、隔隔水层的的空间分分布。含水层底界面隔水层底界面奥陶系顶界面16煤图2-11-411 联联井反演演地震剖剖面图2-11-422 隔隔水层底底界面沿沿层波阻阻抗切片片图2-11-433 含含水层底底界面沿沿层波阻阻抗切片片奥陶系顶顶

42、部隔水水层时间间间隔为为15，换换算为厚厚度300；奥陶陶系顶部部含水层层时间间间隔为55，换算算为厚度度10；二者之之间的过过渡带厚厚度是变变化的。图图2-11-444是含、隔隔水层间间隔图，单单位为mm。图22-1-45是166煤、奥奥陶系顶顶界面、隔隔水层底底界面和和含水层层底界面面的立体体显示。利利用上述述信息，可可以确定定奥陶系系顶部的的含、隔隔水层的的空间分分布和厚厚度分布布。图2-11-444 含含、隔水水层间隔隔图含水层底界面奥陶系顶界面16煤隔水层底界面图2-11-455 多多个界面面的立体体显示2. 预测煤层层厚度分分布彬长煤田田大佛寺寺井田含含煤4层层，其中中4煤层层可采

43、，厚厚度变化化范围为为1.993117.004m，平平均122.377m，属属特厚煤煤层。在在常规地地震剖面面上，44煤层对对应的TT4波振幅幅主要是是由煤层层顶、底底板的反反射系数数决定的的，无法法辨别煤煤层厚度度的变化化。而反反演地震震剖面反反映了地地层的波波阻抗变变化，煤煤层在含含煤地层层中特征征明显，其其波阻抗抗值很低低，与围围岩存在在巨大的的阻抗值值差异，因因此能够够比较准准确地分分辨出44煤层厚厚度的变变化。图2-11-466为D118井与与D199井的联联井反演演地震剖剖面，可可以清楚楚地看出出4煤层层厚度与与波阻抗抗的变化化关系。波阻抗反反演煤层层厚度的的方法如如下：(1) 根

44、据波波阻抗值值的变化化，按地地震层位位解释的的方法在在波阻抗抗反演剖剖面上拾拾取4煤煤层顶、底底板的分分界线并并进行全全区插值值，并根根据导出出的顶底底板的分分界线求求出全区区地震波波在煤层层中的旅旅行时；4煤图2-11-466 联联井反演演地震剖剖面(2) 根据区区域地质质规律及及速度测测井资料料，确定定4煤层层中地震震波传播播速度并并进行全全区插值值；(3) 利用时时间深度度转换公公式，计计算出44煤层厚厚度。表2-11-122为本区区9个钻钻孔处44煤层的的预测厚厚度与实实际揭露露厚度对对比结果果。通过过表7可可以看出出，4煤煤层预测测的厚度度与实际际厚度基基本吻合合，根据据该方法法预测

45、了了全区44煤层厚厚度，预预测结果果见图22-1-47。表2-11-122 44煤层实实际厚度度与预测测厚度对对比表孔号实际揭露露厚度(m)预测厚度度(m)绝对误差差(m)D191.8552.0770.222D1310.00410.1120.088D1117.0017.3360.366D1213.44211.9961.466D1817.00417.7710.677D2417.44817.2250.233D1013.00812.4420.66618817.66717.2250.42219217.66417.4480.166图2-11-477 44煤层厚厚度预测测结果1.4.3.4 煤层气气地震勘

46、勘探现行的煤煤田地震震勘探技技术主要要是利用用反射波波的运动动学特征征来解决决构造问问题，而而煤层气气地震勘勘探属于于岩性地地震勘探探的范畴畴。在影影响煤层层气富集集的5个主主要地质质因素中中，利用用地震资资料和其其它地质质资料可可以查明明落差大大于5mm的断层及及其它构构造分布布、煤层层埋藏深深度、煤煤层厚度度。但是是，不能能对构造造煤的分分布和煤煤层顶底底板的透透气性做做出评价价。煤层气作作为气体体，如果果要在煤煤层中储储存和运运移，那那么煤层层及其顶顶底板中中就必须须要有相相互联通通的裂隙隙裂缝。总总之，裂裂隙裂缝缝的存在在是煤层层气存在在的必要要条件，也也是搞清清构造煤煤发育区区、煤层

47、层气富集集带的关关键。因因此，对对于煤矿矿开采而而言，研研究煤层层及其顶顶底板裂裂隙裂缝缝的分布布和连通通情况极极其重要要。由于于裂隙裂裂缝是瓦瓦斯富集集、存储储、运移移的场所所，因此此查明采采区内断断层的分分布、裂裂隙裂缝缝的分布布的变化化，便能能够对构构造煤的的分布、煤层顶底板的透气性做出正确评价。于是，煤层气地震勘探的核心是查明构造煤的分布、煤层顶底板中裂隙裂缝的发育方向和密度(围岩的透气性)。根据国内内外油气气勘探的的成功经经验并结结合煤层层气地震震勘探的的特点，中中国矿业业大学提提出利用用“两个个理论、三三项技术术”来指指导煤层层气地震震勘探。两两个理论论是指双双相介质质理论和和各向异异性介质质理论，三三项技术术是指PP波方位位属性技技术、PP波方位位AVOO技术和和弹性波波阻抗反反演技术术。下面给出出利用PP波方位位属性技技术预测测裂隙发发育带(瓦斯富富集带)的应用用实例。淮淮南矿业业集团张张集煤矿矿是超级级瓦斯矿矿井，对对西三采采区133-1煤煤层提取取了波峰峰相位时时间、时时域