1 概况
1.1 地质概况
工作区位于淮南煤田的西北段,构造单元隶属淮南复向斜中的次一级褶皱——陈桥背斜之北翼,为淮南复向斜次一级构造,呈一轴向NW略有起伏的宽缓向斜。区内为全隐蔽含煤地层,含煤地层属古生界石炭系、二叠系,主要含煤段为二叠系的山西组及上、下石盒子组。北部有较薄的红层沉积,地层倾角小于10°。
1.2 地震地质条件
工作区高差变化不大,海拔标高为+26m左右,但村庄分布密集,人工开挖的沟渠纵横交错。表层一般为松散沙土或沙质粘土结构,潜水面一般距地表2~4m,全区激发条件良好。区内含煤地层沉积稳定,煤层与围岩间物性差异较大,具备形成地震反射波的良好条件。但由于构造复杂,部分地段反射波连续性较差。
2 三维地震勘探方法及效果
2.1 三维地震勘探方法
在充分试验的基础上,使用SN388遥测地震数据采集系统,采用规则束状8线10炮制观测系统,端点激发,512道接收,CDP网格5m×10m,16次叠加,炮点网度20m×80m,检波点网度10m×40m,共完成三维地震测线21束,物理点10286个,物理点甲级率95.92%,工程质量良好,控制面积14.365km2,施工面积16.78km2。
图1 地震时间剖面图
野外测量工作采用全球卫星定位系统(GPS)进行,精度很高。
2.2 勘探效果
本次三维地震勘探查明了区内5m以上落差的断层56条,其中保留断层5条,修改断层10条,新发现断层41条,查清了煤层底板起伏大于5m的褶曲,8煤、5煤底板起伏形态得到了严密控制,(图1、图2),并对煤层厚度变化趋势进行了合理的预测。
本次三维地震勘探提高了对构造的控制程度,新查明落差大于5m的断层41条,这些构造的变化与存在对矿井的生产建设影响很大,根据地震资料提供的成果,矿井设计部门及时修改了采区设计,调整了采场、采面的布置。
图2 SF25、DF1断层在时间剖面上的显示
3 成果验证
本区三维地震勘探成果与原精查勘探相比,构造变动很大,在查明的56条断层中仅有5条断层与原勘探成果一致,其余均为新发现和重新修改的(图3)。目前重新设计的6个井筒已全部施工完毕,验证了8煤、5煤底板等高线图误差不超过2m,同时另有钻孔资料证实了SF25逆断层的存在(图2)。
图3 三维地震勘探前后构造对比示意图
4 结束语
运用高分辨三维地震勘探技术解决复杂地质构造问题在板集煤矿获得了很好的效果,其勘探成果为采区设计以及工作面的布置提供了主要的决策依据。同时缩短了建设周期,取得了良好的技术效果和可观的经济效益。