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煤矿水害地震信息技术 1煤矿安全开采与岩性地震勘探 三维地震勘探具有大面积密集采集信息的优势，利用地震信息可以从平面和立体角度研究地层构造、岩性变化，是保持煤炭工业可持续发展的重要技术手段之一。 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、冲刷带等重要地质资料的主要手段。但是，其整体水平仍处于构造解释阶段，尚不能解决煤矿安全生产中的所有地质问题，包括煤层顶底板水文地质条件、瓦斯突出条件与力学性质，这些问题均属岩性勘探范畴。 构造地震勘探主要利用地震波的运动学特征，即利用地震波的旅行时和波速，计算出地层分界面上各点的埋藏深度，从而确定出地层的构造形态。岩性地震勘探除了利用地震波的运动学特征外，还利用地震波的动力学特征来研究地层的岩性。三维地震数据动态解释技术、地震属性技术、相关/方差体技术、地震反演技术、地震相分析技术和谱分解技术是煤田岩性地震勘探的重要手段。 地震属性技术 .1 地震属性 地震属性是指从叠前和叠后地震数据中提取出来的运动学、动力学和统计学地震特殊测量值。地震属性技术是指提取、显示、分析和评价地震属性的技术，在煤田地震勘探中包括地震属性的提取、地震属性的分析、利用地震属性区分构造、岩性并进行目的层预测。 地震属性的分类没有统一的标准，结合煤田地震勘探的特点，可以根据运动学/动力学特征把地震属性分成八个类别：时间、振幅、频率、相位、波形、相关、吸收衰减、速度。地震属性的类型很多，要根据解决的地质问题来选择相应的地震属性。 地震属性技术的关键在于属性提取，提取方式包括同相轴属性提取和数据体属性提取。同相轴属性是与某个界面有关的地震属性，具体提取方法包括瞬时提取法、单道分时窗提取法和多道分时窗提取法。基于数据体的地震属性将产生一个完整的属性体，其最大优点是能产生相关型的数据，从而提供逐道之间地震信号相似性和连续性的有用信息。将固定的三维数据体转化为能反映一定地球物理特征的新三维数据体。最常见的是相干数据体和方差数据体。 .2 应用实例1—— 解释断裂构造发育带 2008年6月，安徽宿州煤电有限责任公司界沟煤矿首采区1011工作面在回采过程中，10煤层底板出水。通过电法勘探和钻探工作，发现10煤层以下的太原组灰岩有构造异常带存在，有关专家初步认定为疑似陷落柱。 本区可追踪到的有效反射波为T0波、T7波、T10波和Th波。T0波产生于新生界底界和基岩分界面；T7波来自于7煤层产生的反射波；T10波来自于10煤层产生的反射波；Th波是太原组灰岩与底界泥岩产生的，但能量弱连续性差，与上部10煤间距50m左右。图1为本区的地震剖面。 图1 界沟煤矿地震剖面 但是，对本区的地震资料分析后，没有发现陷落柱存在的地震波形特征。图2为1011工作面运输顺槽的地震剖面，图3为1011工作面回风顺槽的地震剖面。可以看出10煤层对应的反射波T10波连续性很好，局部能量变弱主要是受断层带的影响。同时，10煤层以下地层的多个反射波也未发现突然中断或消失现象。因此，陷落柱的存在是不成立的。 图2 界沟煤矿1011工作面运输顺槽地震剖面 另一方面，在1011工作面、1013工作面回采过程中，发现了多个落差小于3m的断层，见图4。这些断层在地震剖面上均无显示，但其走向、产状、落差大体相当，很明显是个断裂构造发育带，并且这个断裂构造异常带不仅破坏了煤层，并且直接影响到太原组灰岩地层。 图3 界沟煤矿1011工作面回风顺槽地震剖面 图4 界沟煤矿1011工作面、1013工作面平面图 图5和图6分别为沿4-28孔、4-30孔的地震剖面。这两个钻孔在太原组灰岩顶部附近出水，从对应的地震剖面中可以看出，断裂构造异常带的波形特征为反射波Th的能量降低，相位发生变化，在图中用红线标记。 根据反射波Th的波形特征变化，提取了振幅、宽频带能量和主频相位三个地震属性，见图7。从地震属性切片图中可以看出，在断裂构造异常带内，振幅和宽频带能量明显降低，主频相位发生突变。 图5 界沟煤矿1011工作面沿4-28孔地震剖面 图6 界沟煤矿1011工作面沿4-30孔地震剖面 振幅 宽频带能量 主频相位图 界沟煤矿首采区Th波切片 利用反射波Th的波形特征和地震属性，能够确定10煤层底板断裂构造异常带的空间位置，共解释两个断裂构造异常带，见图中的红色区域。 图 界沟煤矿首采区10煤层底板断裂构造异常带 .3应用实例2——解释含水溶洞 2007年，临沂矿业集团丘集煤矿一采区在11煤层顶板岩巷掘进过程中突然涌水，水量达1200，极大的影响了煤矿的正常生产根据水文地质资料和地质人员的工作经验，初步判断出水点东南部存在断层或垂直构造。由于7煤层采空区的影响和位于勘探边界，三维地震资料没有做出任何解释，见图。 图 丘集煤矿一采区三维地震解释成果利用三维