三维地震技术在煤矿开采中的应用分析

■欧阳兆国艳春

（1吉林大学地球探测科学与技术学院 吉林长春 130012；2黑龙江省地震工程研究院 黑龙江哈尔滨 150090）

三维地震技术在煤矿开采中的应用分析

■欧阳兆国1艳春2

（1吉林大学地球探测科学与技术学院 吉林长春 130012；2黑龙江省地震工程研究院 黑龙江哈尔滨 150090）

三维地震勘探技术具有十分优良的经济技术合理性。尤其在当前情况下，我国煤炭开采整合工作持续推进，煤矿企业所面临的局面正在不断改观，无论是矿产资源开发规模还是集约化水平都得到了不同程度的提升，对精细地质勘探的要求越来越高，该项技术的应用前景异常广泛。文章以此为视角，结合梅河煤矿地质断层结构特征进行了分析，以期为高产高效矿井的建设和生产，提高煤矿企业的经济效益提供可供借鉴的信息。

煤矿开采三维地震煤矿断层应用分析

1 三维地震勘探技术

三维地震勘探技术分为三个内容，这三个内容都是需要计算机和相关软件来进行的，这三个内容主要分为：野外地震数据资料采集、室内地震数据处理以和地震资料的解释，只有将这三个内容完全的实施好，才能说够对煤矿勘探起到重要效果。三维地震勘探技术在提高煤矿勘探准确率和效率上面有着杰出的效果，对于我国经济发展而言，起着十分重要的推动作用。

2 三维地震勘探技术的应用实例

梅河煤矿位于吉林省梅河口市红梅镇，煤田分上下两个含煤段，上含煤段11层煤，有9个局部可采层。下含煤段4层煤，有2个可采层，各层煤的厚度为0.7～70米，一般为11—25米。煤层倾角在10—60度之间。煤质牌号为长焰煤，发热量为6000～7000卡/克，属优质动力用煤，兼民用。梅河煤田自东至西分别由四井、一井、二井、六井、三井开采，地质总储量为27019.8万吨，工业储量为18285.8万吨。

3 构造条件及断层变动分析

3.1 构造条件

三维地震勘探区总体形态上为一单斜构造，倾向西，走向近似南北。其煤层倾角一般在12°～17°之间，测区东南部地层倾角能达到35°以上。测区内断层较多，构造相对比较复杂，精查报告查明的断层有F2、DF38、F25、DF07、DF01、F48、FB和FD断层。

3.2 构造变动结果及认识

矿区内断层的发育规律性较强，本区断裂构造主要分为两组，即北东向断层组与北西向断层组，同时发育有少量东西向和南北向的断层。就断层的性质而言，测区内同时发育有逆断层与正断层；落差均小于100m；测区内正、逆断层的断层倾角均较大，正断层的断层倾角多为65～75°，逆断层为60～65°。

3.3 区域内主要断层分析

①F2号断层：正断层，位于本区东南部，走向北东，倾向北西，倾角在70°～80°间；断层落差大于500m。该断层地震评级断点29个，其中A级断点11个，B级断点7个，C级断点11个，钻孔Y-3号钻孔控制，为查明断层。

②F38号断层：正断层，位于本区东北部，走向东西，倾向南，倾角在75°；断层落差50～750m，在10～12线间发育，延展长度1.0Km。由61-203、61-208号孔控制，为查明断层。

③F25断层：正断层，位于本区北部，走向北东，倾向北西，倾角在65°；断层落差30～75m，在12～16线间发育，延展长度2.9Km。由80-108、79-110、80-111、07-12号孔控制，为查明断层。

④DF07断层：逆断层，位于本区的西部，走向北东，倾向北西，倾角在19°～59°间；区内断层落差0～48m左右；区内延展长度0.426Km。该断层评级断点9个，其中A级断点7个，B级断点2个，为控制程度较可靠断层

⑤DF01断层：逆断层，位于本区的西部，走向为北东向，倾向北西，倾角在10°～67°间；区内断层落差0～39m，区内延展长度0.480Km。该断层评级断点14个，其中A级断点10个，B级断点4个，为一控制程度可靠断层。

⑥F48号断层：正断层，走向北西，倾向北东，断层落差5～20m。位于本矿区外部，对本次研究没有影响。

⑦FB号断层：正断层，位于本区12～13线间，走向北西，倾向南西；断层落差50～200m。由99-3、07-9号孔及二维地震控制，为基本查明断层。

图1 主要断层分布图

4 勘探成果验证与分析

4.1 煤层赋存形态的控制

在勘探区内已有地面补充勘探钻孔6个，井下探巷10个，采区的开拓工程已经完成，并对部分采面进行了采煤工作。对煤层赋存形态的控制点数较多，但由于勘探区内断裂构造发育，煤层赋存形态在局部有较大变化，本次三维地震勘探的重点为24、30煤层。24煤层验证点的平均误差为5.73m，精度误差为0.93%；30煤层验证点的平均误差为4.62m，精度误差为0.72%，完全符合三维地震合同误差1.5%的要求。

4.2 断层的控制分析

断层的规模主要表现在断层的延展长度及断距等方面，是对矿井生产影响较大的因素之一，较大规模的有F2、DF38、F25、DF07、DF01、F48、FB和FD断层。整体上落差与长度呈正相关关系，即落差越大，延展长度越长。本区的断层除DF38断层仅断到下面三层煤、个别小断层纵向上遇到大断层消失外，其余断层虽然落差在纵向上有所差别，但都错断各煤层。

5 结束语

梅河煤矿已经开采40多年，随着矿井逐渐延深，矿井深部地质构造越来越复杂，而综采对地质条件的适应性比较差，迫切需要应用三维地震勘探技术，加强对煤层赋存状况、地质构造的精细控制，以满足综合机械化采煤的要求。

[1]王庆瑞论煤田三维地震勘探技术的应用科技论坛2011年第2期.

[2]孙晓飞.浅谈煤矿开发中新型技术的应用 [J]煤矿勘探与开发，2013，8.

[3]于谦三维地震勘探技术在宋新庄井田中的应用中国煤炭地质2011年2月第23卷2期.

X752[文献码]B

1000-405X（2015）-10-145-1

欧阳兆国（1979～），男，工程师，在读硕士研究生，研究方向为地震安评。