[非煤矿地质问题生产开采方法技术探讨]煤矿地质的教案

　　摘要：地质是保障非煤矿高效安全生产的前提，在解决非煤矿地质问题的若干手段中物探方法以其精度高、成本低、速度快的优势而成为主要手段。根据物探特性可探明非煤矿矿区的资源、断层、构造水、等地质问题。针对当前非煤矿开采的实际需要，结合实例介绍了非煤矿安全生产中解决地质问题的物探方法，这些实例对今后利用物探技术手段保障非煤矿安全生产具有借鉴意义。
　　关键词：物探 非煤矿地质 安全生产
　　一、勘探与开采的相结合
　　非煤矿安全生产的许多环节与地质因素相关。许多非煤矿生产受阻或安全事故是由于地质情况不清引发的。国内非煤矿建设前缺乏系统的工程地质条件评价；选择开盘区前又未能准确探测其内部地质构造，了解非煤矿山煤层厚度变化和顶底板异常；巷道开拓后未能及时预测和探测工作面内的地质异常问题；或虽进行了地震等勘探工作，一次解释而终身使用，不能充分利用后期非煤矿工作信息及由此带来的物探信息的新认识。如澳大利亚的非煤矿物探报告是由勘探单位和非煤矿共同完成的，并在后续使用过程中不断修改、补充、完善。探采紧密结合的优势是显而易见的。缺乏结合而仅追究责任往往与事无补。矿区中的地质问题，物探方法大都可以解决，重要的是做好资料的结合和人员的结合。
　　二、关于解决小断层能力的问题
　　物探究竟能查明几米的断层，这里也有一个辩证的问题。按照维代斯对分辨率的广义定义：
　　S（f）、N（f）分别为地震信号和噪声信号的振幅谱。在有噪声的情况下，分辨能力强主要由信噪比谱而定，所以提高分辨能力，不仅要提高频率，还必须加宽频带和兼顾改善信噪比。这就说明了为什么平原（如兖州、济宁）比山地砾石区（如新汶、莱芜）地震方法解决小断层的能力强。在地震地质条件良好的情况下，一般小断层分辨能力为△Z≥ ，（ 是地层中的波速、 地震波的优势频率。若主频60Hz，地层速度3000m/s，则可分辨≥5m的小断层。这个1/4波长的确定标准就是同相轴错断幅度大于其宽度的一半时视觉方能判别。现在计算机代替人工解释，识别能力可提高到1/8λ，即识别2～3m的小断层。一种方法是可利用计算机的显示技术（相当于提供了一套显微镜和放大镜），把微小的变化识别出来（图1），二是借助计算机智能识别，三是利用波动方程反演技术分析。
　　三、人工合成记录及井旁资料的应用
　　人工合成记录是利用电测井参数通过计算机模拟计算而获得目的层地震波记录的方法（图2）。这是二十世纪八十年代中期研究成熟的技术，在当时解决了地震波与反射层的对应关系和新区地震波地质意义的确定，也奠定了岩性勘探的基础，是一个里程碑意义的贡献。但近几年人们几乎忘记了该项技术，认为各勘探区地震波的地质意义都清楚了，不需再做合成记录。其实合成记录还有许多用途，其不仅可明确地震波与目的层的对应关系，还可帮助进行地震波动力学特征分析，也是地震与测井结合的桥梁（图3）。做好地震、钻探、测井的结合，不仅解决煤层的构造与岩性问题，而且还可提取与顶、底板岩石相关的特性参数，从而指导矿井对岩层的控制。澳大利亚公司专门利用井中地球物理参数确定岩层控制系统，取得很好的效果。今后地震工作中凡有测井资料钻孔都应做人工合成记录，以促进地震资料的精细研究。尽量开展VSP测井， 对井中、井旁地震资料研究需要很好的重视。对岩性勘探而言，只有点上资料研究透了，面上资料才能更好的分析。
　　四、非煤矿区水文物探工作
　　地震波含有丰富的地质信息，常规地震方面提供的是时间与振幅的参数，主要用于构造解释兼顾矿层宏观问题评价。进行水文方面的研究还要专门进行特殊处理，主要有保幅叠偏、CLOG、AVO、瞬时频率，瞬时振幅，相对密度、孔隙度、波阻抗、饱和度等资料或参数，其基本原理是依据地层存在密度和速度的差异，这种差异常与赋水性相关。通常地震资料利用地层的弹性参数对赋水变化情况进行划分后，再以电法对地层中富水块段的电性参数的敏感性进行验证确认。这种配合充分利用地震精度高、定位准而电法水性敏感的互补优势，可较好地进行水文勘探。山东某地质局物测队利用地震CLOG参数配合以瞬变电磁法对姚桥矿袁堂断层充水性和奥灰顶部50m段岩溶裂隙进行了评价，并获江苏省煤炭科技进步二等奖，然后又利用三维地震资料和三极电测深法配合，圈定了兴隆庄非煤矿三采区顶板砂岩富水带，经巷道放水试验，水性的评价得到了验证。值得注意的是，利用地震技术开展水文工作尚处在定性阶段，而且需费较长的研究时间和较大的经费，但效果是十分明显的。
　　五、开采勘探前的问题
　　多道数字地震仪的应用，计算机技术水平的提高，可以采取特殊观测的办法获得村庄下目的层的二维或三维地震资料。数字地震仪的轻便化和自由逻辑选址功能，为开展特殊观测提供了便利条件。特殊观测就是对障碍物实测后，把能够放炮、安置检波器位置用计算机模拟叠加效果后再实施生产。开展“三下”地震勘探，既可以大面积完整地展开，也可以针对某个采面、某个断层、某个部位进行研究。一般应由疏到密由宏观了解到精细控制分步实施，以降低决策风险。
　　六、矿层解释的问题
　　运用地震资料解释矿层厚度、矿层结构是近十年来实践中的一个重大突破，矿层解释属岩性勘探范畴，运用的是地震波的动力学信息，主要参数有振幅、频率、相位、波形等。
　　但实际工作中，由于激发、接收条件、地层吸收衰减，矿层顶底板岩性构造等因素影响，对振幅的拾取和波形的分析要受到许多制约，也影响解释精度。目前矿层厚度解释还需一定量的钻孔标定，且处在半定量阶段。
　　七、非煤矿地质的勘探管理
　　上述几个方面的资料分析、成果精度，无一不与资料信噪比相关，也就是说利用地震资料解决非煤矿地质问题必须要有一个好的资料质量。要获得好的地质资料，勘探项目管理就是一个关键。山东某矿三维地震施工中，设计7000余炮，而施工单位只干了5000炮，监理工程师发现后及时予以处理，补救。可见工程监理是项目管理上的一个有效制度，在地质勘探中推广工程监理制度是势在必行的工作。聘请有法人能力有专业资质的监理单位对物探、钻探工程进行监理是一项事半功倍的工作。工程监理履行“三控制一协调”的职责中，重点把握过程中的五个环节：即一个精心编制的勘探设计，一个严格合理的施工组织，一个精细资料处理，一个钻探、测井、巷道、合成记录等资料的综合解释报告，还有一个动态化全过程跟踪的技术服务与再研究，把握好上述“五个一”工程，交给业主一个放心工程、安全工程。
　　八、结束语
　　以上是当前矿业单位关心的，也是与安全生产密切相关的物探工作中的几个关键问题。只要我们注重两个“结合”，干好“五个一”工程，那么小构造、矿层、水文等安全生产地质保障因素也就得到了控制。
　　参考文献
　　[1]王怀洪.综合物探技术在地质保障系统中的应用[A].煤矿安全高效开采地质保障体系[C].北京：煤炭工业出版社，2001.
　　[2]王秀东.三维特殊观测系统的设计及应用[A].煤矿安全高效开采地质保障体系[C].北京：煤炭工业出版社，2001.

推荐访问:开采 地质 煤矿 探讨