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应用地震勘探技术研究含煤向斜构造特征

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应用 地震 勘探 技术研究 向斜 构造 特征
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1采用地震勘探技术研究含煤向斜中深部构造特征的意义(郴耒、资汝煤田找矿研讨主题)2012 年第一季度总工程师联席会议湖南省煤田地质局物探测量队内容摘要:应用现代数字地震勘探新技术、新方法优势(数据采集、信息处理、资料解释) ,重新研究和解释郴耒、资汝煤田大型含煤向斜中深部的次级构造特征(断层和次一级褶曲) ,在我省煤炭资源勘探基地严重不足的情况下,对在含煤向斜中深部寻找局部可供勘探开发的靶区,有重要指导作用。推广应用到“三下找煤”领域也有积极的意义。并扼要分析了在永耒向斜开展地震勘探工作的前景。一、 前言我国煤炭地震勘探技术经过 50 年的发展,伴随着仪器制造技术、计算机技术、信息技术的发展,出现了几次重大技术飞跃,现已成为煤炭资源勘探与开发的首选技术。煤炭作为我省基础能源地位在若干年内不会改变,但近几年来,其供需矛盾日益突出,已成为制约我省经济社会发展的瓶颈。我省属于“缺煤、少气、无油”的内陆省,交通运输条件也不具优势,因此,充分挖掘我省煤炭资源潜力,提高我省煤炭资源的保障能力是我省地勘部门当前及今后一段时期内的重要任务。 我省煤炭资源经历近 60 年的勘探和开发,许多煤矿山保有基础储量严重不足,缺乏可供建井的后备基地。大矿、明矿和好煤矿基地已基本勘探完毕,煤田地质勘探工作已进入“三下找煤”和“摸边探底,攻深找盲” 的阶段。利用地震勘探技术,研究含煤向斜中深部的构造特征,对指导开展“三下找煤”工作,寻找我省煤炭资源新的勘探靶区,开展煤2层气和页岩气选区评价工作等具有重要的现实意义。我省郴耒、资汝煤田中的永耒、白沙、街洞、良田、平和、袁家等含煤向斜中、深部构造特征的勘探研究程度均较低,认识多停留在利用地表填图和浅部勘探资料进行推断解释阶段,无实质性的工程手段作验证控制,其可靠程度有一定的局限性。充分发挥和利用地震勘探技术手段的优势,重新解释含煤向斜中、深部的构造特征,以指导下一步找矿勘探工作,可考虑作为我们今后寻找新的煤炭资源勘探新靶区的一个方向,有利于早出成果,快出成果。永耒向斜东翼往南进入红层覆盖区,街洞矿区核部为红层掩盖,梅田矿区的刘家石子岭向斜为大部红层掩盖的半隐伏含煤向斜,利用地震勘探技术查明红层的覆盖情况,可指导今后开展钻探工程布置。目前,随着煤炭综采技术水平的不断提高,对地震勘探技术提出了更高的要求,如采区地震勘探工作要求在构造勘探上查明 3岩性勘探上要求预测煤层的厚度变化、裂隙密集带和应力集中区等(宁乡五亩冲。煤炭地震勘探技术的应用和发展迎来了一个新的机遇。二、 煤炭地震勘探技术简介1、原理煤田地震勘探它利用岩石的弹性差异(就煤田勘探来说,这种差异就是煤层或煤系地层与其上下围岩之间存在的波阻抗差)来进行矿产资源勘察。是通过人工激发地震波,研究地震波在弹性不同的地下地层中传播的规律,以查明地下的地质构造及矿产资源的分布情况。 3特点:具有精度高,分辨率高,穿透深度大,能较详细了解由浅到深一整套地层的地质体变化规律的优点。是寻找煤炭、石油及天然气的最有成效的方法。煤田地震勘探分二维与三维勘探。2、仪器震仪4目前用于煤田地震勘探的主流仪器为 震仪,震仪,震仪等。3、野外施工方法:野外施工主要流程如下:第一步,测量定线,根据设计把每条测线上的每个检波点与炮点在实地定位,记录好坐标及高程,并做上标记;第二步,成孔,将每个炮点按设计要求打孔;第三步,放线,将仪器大线设备按照要求布设到相应的检波点位置上去,并与主机相连;第四步,放炮,将炸药下入炮孔中,由仪器主机引爆,同时接受数据。辰溪方田-上高桥区段 3 线二维地震剖面图54、内业资料处理:野外记录 解 编 单炮显示建立空间属性真 振 幅 恢 复频率分析与振幅恢复试验 球面扩散补偿与表层一致性补偿道 编 辑地表一致性反褶积反褶积测试形成共 集初至切除基 准 面 校 正初 叠 加预速度分析第一次剩余静校正第一次速度分析第二次剩余静校正第二次速度分析二维陆上叠加时域滤波道集内切除6三、永耒向斜开展煤炭地震勘探工作的目的和意义1、目的开展向斜中深部地震勘探工作的目的是查明向斜的构造形态特征,选择有利于开发的靶区指导开展钻探工作,减少钻探工作布置的盲目性。2、意义根据湖南省第三次煤田预测与评价资料,永耒向斜东西宽 4均宽 里,南北长约 40 公里,含煤面积约 130部勘探开发程度较高,垂深 600 米以浅提交了 D(333)级以上资源储量。该向斜面预测垂深 600围,预测面积 井田( 区段) 预测资源量计算参数以浅部勘探资料为依据,获预测资源量 91185 万吨(可靠级+可能级) ,其中可靠级 41504 万吨,可能级 49681 万吨。平均每平方公里含煤 342 万吨。根据以往地质勘探工作成果,永耒向斜东陡西缓,西翼由许家、花屋里背斜、黄泥塘、黄腊池向斜 4 个次一级向背斜组成。主要可采煤层 5、6 煤在背斜轴部的埋深在 700范围。应用地震勘探技术在 130围内选择有利部位开展地震预查普查工作,以查明背斜轴位置、走向及大致埋深,以指导开展钻探工程施工,有可能找到几个适合目前经济技条件下能开发利用的勘探靶区。永耒向斜西翼发育 覆构造,长达 140层走向与地层走向同步弯曲,在平面上呈“S”型及反“ S”型,倾向东与地层倾向一致。倾角变化大,一般浅部陡,深部缓。受该断层的影响,不标 定出 图7排除在向斜东西 15 公里范围存在次一级逆冲断层,有可能其上盘煤层埋藏相对较浅,有开发利用价值。龙潭组上段(煤段)与上覆大隆组(、下三叠系大冶群(间均为整合接触,上覆地层平均厚度为 727 米。开展地震勘探工作的同时,在永耒向斜必需实测 1 条以上东西向地质剖面,充分收集浅部探采资料,建立煤系及上覆地层标准剖面,采用传统的地质研究方法初步判断上覆非煤系地层厚度,配合地震勘探资料的分析解译工作。本区地质条件较好,地层倾角 10,波阻抗差异明显,构造条件相对较简单,浅部勘探开发程度高,适合开展地震勘探和探采对比工作。本区煤层较稳定,煤质好,水文地质条件等开采技术较简单,开发利用好本区的煤炭资源具有较好的经济和社会意义。本区为中高瓦斯矿,推测中深部为超瓦斯矿,煤系地层发育厚度大,分布范围广,尤其在次一级背斜轴部有较好的封闭地质构造条件,可以同时考虑作一些煤层气、页岩气勘探和开发利用方面的工作。我队拟在永耒向斜申报立项开展地震勘探方法试验。该区开展二维地震勘探试验具以下几点优势:⑴目的层(6 煤)比较稳定,反射波能连续追踪;⑵倾角不大,目的层深度适中;⑶前期在附近区域(马田- 栖凤渡)开展过地震勘探工作,具有一定的施工经验。试验的主要内容有:的获取;各岩(煤)层的物性参数;勘探施工参数的选定(如叠加次数、偏移距、检波器类型及组合方式、孔深、药量等) ;总结探采对比经验,以利推广应用。8四、永耒向斜地层、构造及含煤特征(摘自湖南省第三次煤田预测与评价专辑)1、概况位于永兴县城北,属永兴、耒阳、安仁三县管辖。包括永耒、湘永两个矿区计 25 个井田(区段),永耒矿区有天堂、大岭、马坑、明冲、长冲、周家冲、雷家冲、廖家、田心、大塘、竹叶塘、金龟~唐公庙和西阳等 14 个井田(区段)。湘永矿区有安陵、大村一、二井田、白鸡洞、铜角湾、向阳、马家湾、荆草坪北段、荆草坪南段(戴土里井田) 、黄草坪南段 10 个井田( 区段) 。含煤面积约130内交通以公路为主,耒阳至安仁、永兴至安仁两条主干公路分别从矿区北缘和东侧通过,且有数条简易公路与主干公路档连。耒水横贯向斜南部,可通行 10~30 吨机帆船,交通较方便。1952~1992 年,先后有中南地调所第六分队(二队) 、中南地质局 129 队,省煤勘第一、三、五队在本区进行过大量工作,先后提交了天堂、协作、大岭、马坑、明冲、长冲、周家冲、雷家冲、廖家、田心、大塘、安陵、黄沙、大村一、二井田、破塘、白鸡洞、铜角湾、向阳、马家湾、荆草坪南段、高堰、金龟、竹叶塘等 19 件普查、详查、最终地质报告和总结。全区共施工钻孔 1146 个,工程量 、地质特征9由老至新出露地层有二叠系栖霞组、当冲组、龙潭组、大隆组,下三迭统大冶群,下侏罗统茅仙岭组,白垩系和第四系。龙潭组上段为主要含煤段,厚 258m,含 7 个煤组, 11 层煤,下段为局部含煤段,厚 130~520m,偶含 1~3 层煤,一般不可采。本区为一复向斜构造,褶皱及断裂均较发育,向斜轴向北北东,倾向东;向斜北部宽缓,褶曲发育,南部狭窄。向斜西翼平缓,东翼陡,局部倒转。向斜西翼发育 覆构造,长达 140层走向与地层走向同步弯曲,在平面上呈“S” 型及反“S ”型,倾向东与地层倾向一致。倾角变化大,一般浅部陡,深部缓。断层主要表现为地层缺失,对煤层有较大的破坏性,向斜东翼发育有 断层等。龙潭组上段为主要含煤段,含煤 11 层,自上而下命名为1、2、3、4、5、51、52、61、62、71、72 煤层。其中 5、6 煤层为主采煤层,1、2、3、4、7 煤层为局部可采煤层。5 煤厚0~均 构简单,厚度较稳定;6 煤厚 0~均 构较复杂,厚度较稳定。5、6、3、4、7 煤层属低~中灰、低硫、中~高发热量无烟煤,1、2 煤层硫分含量较高,各煤层煤质较好,可作为动力、化肥、气化及民用煤。3、资源预测本区勘探程度较高,大部分井田垂深 600m 以浅已提交了 D 级以上储量。开发程度也较高,目前有众多的国营、集体及个体煤矿在开采。本次预测范围包括永耒、湘永两个矿区深部。北起大岭,南至马家湾,南北长约 40西宽 4~15均宽 测垂深 1500m,预测面积 井田( 区段) 预测资源量计算参数以浅部勘探资料为依据,获预测资源量 91185 万吨,其中可靠级 41504 万吨,可能级 49681 万吨。101213五、郴耒、资汝煤田适合开展地震勘探的其它矿区1、街洞矿区中深部142、汝城良田矿区中深部1516173、宜章太平里矿区中深部1819204、郴县华塘矿区中深部215、宜章平和矿区中深部226、嘉禾袁家矿区中深部239
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