探測透水潰沙中高密度地震勘探的應用范文

本站小編為你精心準備了探測透水潰沙中高密度地震勘探的應用參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：

以李糧店礦井工業廣場新近系流沙層探測與研究為例，總結了全數字高密度三維地震勘探技術在查明新近系松散沙層和隔水層的的空間水力聯系、確定井筒透水潰沙形成的充水空洞，判斷新近系沙層結構變化及透水潰沙影響范圍方面的應用效果，取得了突破性技術成果。

關鍵詞：

全數字高密度；透水；潰沙

0引言

李糧店煤礦為基建礦井，開采受頂板新近系含水層、底板超高承壓奧灰及太灰含水層威脅嚴重。勘探資料表明，礦區范圍內，新近系孔隙含水層是礦區二1煤頂板的主要充水含水層，厚度約480m，以細砂層為主，沙質黏土、中～粗砂、礫石層為輔，具有較好的儲水條件，含水豐富，富水性較強。2013年在副井井筒272m深處壁后注漿時，注漿孔突水透沙，水量超過40m3/h，水內攜帶大量的砂礫，后水沙涌出量增至約350m3/h，造成地面大面積沉降，其中井筒中心位置最大下沉2.7m，使用全數字高密度三維地震勘探技術體系，探查確定井筒透水潰沙后附近形成的充水空洞，通過物性參數的變化判斷新近系沙層結構變化及透水潰沙影響范圍。

1全數字高密度三維地震勘探觀測系統選擇

高密度三維地震采集技術與常規三維地震技術相比，具有高覆蓋次數、小空間采樣間隔、寬方位角、均勻炮檢距等特點，在資料采集和處理過程中容易接收并保護寬頻數據，實現高信噪比、高分辨率、高保真度。煤田三維地震勘探主要為了解決新近系基巖分界面、下部煤層的賦存發育情況以及煤層中地質構造發育情況，而本次的勘探目的主要為了查明450m以淺新近系的流沙層和黏土等分布情況，勘探目的有很大不同，作為一次試驗性探索，采用小面元（5m×5m）、全方位的16線16炮、64次覆蓋（8×8）的全方位觀測系統。所設計的觀測系統方位是寬方位觀測系統。從炮檢距與方位角分布上講，此觀測系統炮檢距分布都較均勻有利于精確的速度分析，且方位角較寬有利于高精度勘探，如圖1、圖2所示。儀器采用Sercel428XL數字地震儀；檢波器使用Sercel公司的DSU-1數字檢波器，0.5ms采樣，記錄長度2.0s；前放增益12dB；全頻帶接收。依據井田現有勘探地質鉆孔資料，新近系地層主要以黏土、沙質黏土、細沙層、礫石為主，層狀結構明顯。通過全數字高密度三維地震采集可獲得的資料主頻高、頻帶寬，部分地區原始單炮頻寬200Hz以上，在160Hz以上任然可以看到目的層的反射波。從全區來看，新生界底界面反射波能量強，連續性較好；新生界底面與下伏基巖成不整合接觸，地質現象豐富，地震反射特征明顯，是全區地震層位解釋的標志層之一。

2資料解釋

由于突水潰沙的影響，造成副井周圍地層受到擾動，潰沙前，副井周圍第四系、新近系地層基本水平發育，地震反射同相軸無明顯扭曲、錯斷、雜亂現象，潰沙后副井周圍地震反射同相軸出現了下拉、扭曲、反射不收斂，不連續，反射雜亂等現象。綜合對比本次高密度三維地震勘探和2009年本區域常規三維地震勘探成果，根據地震時間剖面同相軸特征的變化，采用副井潰沙前后地震資料對比解釋方法進行解釋。通過對比潰沙前后副井區域相同位置的地震時間剖面發現，在副井周圍，潰沙前與潰沙后地震反射特征不一致，同相軸不連續，根據地震同相軸特征，將潰沙后副井周圍地層劃分為3個類別，第1類為受潰沙影響，地層擾動劇烈的地層；第2類為受潰沙影響，地層出現了一定擾動，但其層狀結構未受影響；第3類為與原地震剖面相比，地震反射特征未發生變化的地層。在第1類地帶可認為沒有發生任何潰沙現象，地下水即使有可能對潰沙帶給予部分補給，但也是極其微弱，不存在地質災害潛伏因數；第2類地層帶在地下局部存在潰沙現象，但地下水隔水層沒有出現變化，富水的砂層水平方向向副井附近補給，極易在隔水層下方創造出富水孔洞。第3類地層帶存在大量的富水空間，隔水層已經被破壞，砂和土的原生結構已經發生變化。

3潰沙影響范圍確定

通過不同方位的剖面，根據新老數據對比解釋，如圖3、圖4所示，可清楚地判斷本次副井突水潰沙擾動地層的范圍及程度。

（1）由于副井周邊半徑65m內已經出現塌陷，充水孔洞發育，地層受擾動比較劇烈，地層破壞程度大。

（2）在副井井筒中心180m以外范圍，地震勘探見反射界面連續，同相軸光滑，振幅特征明顯，新的地震剖面與2009年采集的地震數據所形成的剖面沒有明顯的特征性差異，表明地層沒有收到干擾。

（3）綜合解釋本次透水潰沙事件的影響范圍180m范圍內，在該區內180m以下地層，特別245m以下地層可能出現小型潰沙，局部有充水空間，但不嚴重，推測沒有形成規模，一般不會造成地面較大沉陷等地質災害。

4結語

（1）全數字高密度三維地震勘探的特點是高精度、高分辨率，在本區獲得了高質量的地震時間剖面，獲得了新近系各沙組層高質量的反射波。

（2）利用三維全數字高密度三維地震技術解決因透水潰沙影響的地層擾動范圍是一次很好的實踐，不僅節約了時間，對后續地層注漿加固鉆孔位置提供了依據。（3）在進行地層注漿加固時，經地面布置的鉆孔驗證，地層擾動范圍基本一致。

參考文獻：

［1］劉俊杰,王彥春.煤田數字高密度地震勘探的應用效果探析［J］.中國煤炭,2013,39(1)：37-39,47.

［2］楊臣明.全數字高密度煤礦采區三維地震技術研究與實踐［J］.中國煤炭地質,2014,26(3):46-52.

［3］苗鑫淼.李糧店井田巨厚松散層水文地質結構與涌水沉降研究［D］.徐州:中國礦業大學,2015.

作者:陶文朋 單位:鄭州煤炭工業（集團）有限公司