煤田地震勘探中特殊地质异常体的识别及应用研究

吴 斌

(河南能源鹤壁煤业(集团)有限责任公司寺湾井，河南鹤壁458000)

0 引言

地质异常即恶化附近环境在基本特征或者成因序次上存在显著不同的地质体。一般情况下，表现为遥感影像、地球理化场等存在不同之处，基本上用来预测矿产，以及分析成矿规律等方面。笔者在这里大体上探讨了业界的特殊地质异常体的特征，同时把地质资料与地震勘探技术进行有机融合，从地质层面为深入应对煤矿安全生产提供了坚实的基础。

1 小窑采空区的识别特征

1)地质特征。属于长期采煤的矿区所具有的特殊地质体之一，因盲目开采小煤窑，产生了一系列暗采空区，在很大程度上影响着安全生产，同时对地面工程的稳定性产生不利作用。所以，细致深入的勘察小窑采空区，充分弄清楚其采矿条件、煤层岩层特征、赋存状况、力学状况是该领域需要关注的方向。

2)地震特征。煤层采空后剩下很少的煤柱构成了采空区，勘探后无法得到连续的反射波或者非常微弱，在时间剖面上主要反映出以下几方面基本特征:①煤层反射波相对较弱，于采空区边缘位置其同相轴频率与产状出现变化，中间位置的反射波同相轴形状就像蠕虫一样。②经由房柱式采煤，反射波同相轴发生一定的变化，逐渐减弱，产状与频率发生非常显著的变化，和附近非采空区煤层反射波之间具有非常突出的不同之处，同时下层位反射波同相轴增强，产状与频率发生急剧变化。③要是彻底采空，只剩下非常少的煤柱，在这种情况下，地震时间剖面上不会存在煤层反射波。

3)地震解释应用。某矿为黄土梁峁－沙漠地貌。开展三维地震勘探地质旨在弄清楚其采空区。利用三维地震勘探，能够得知大多数煤层反射波不正常，同相轴出现错断、扭曲、产状发挥突然变化、非常没有秩序等;通过分析采空区在RMS属性发现，凌乱区反射波形成圈闭、能量消失，正是由于这一方面的原因，三维地震把它看做是小窑采空区，接着通过钻探验证，效果非常不错。

2 陷落柱识别特征

1)地质特征。陷落柱即矿井里因下伏易溶岩层受到地下水腐蚀，在此作用下产生许多空洞，最终造成上覆岩层不再保持稳定状态，塌陷、冒落后构建出柱体。基本上需要经过溶隙、溶孔、溶洞塌陷等环节。

2)地震特征。①反射波组能量减小或中断。改变的场所也就是边界。②反射波同相轴扭曲。扭曲起始点的连线就是边界。③同相轴出现圈闭与分叉合并。其分叉、合并点就是边界。④相位与极性反转，起点就是边界。⑤叠加时间剖面产生延迟与断陷点绕射波。⑥方差体剖面上，放到了立方体中存在的不同之处，体现出深色，可以体现边界。

3)地震解释应用。该地开展三维地震勘探地质旨在弄清楚矿井陷落柱。利用三维地震勘探，能够看出其中西部煤层反射波异常，每一个煤层反射波同相轴错断、扭曲等;分析在水平切片，能够观察到反射波圈闭、能量消失;等时切片上能够发现平面形态是近椭圆形。进一步利用地震地质解释，能够发现陷落柱三个，它们都是反漏斗型、陷壁角在80°左右，有直立型中心轴。解析的情况和现实一致。

3 岩浆岩侵蚀的识别特征

1)地质特征。岩浆冷凝之后即能够产生岩浆岩，其不管侵入或者喷出地面，均与附近岩石存在非常突出的分界。岩浆喷出或者侵入的时候，因诸多理化因素发生变化，岩浆成分与性质同样有所改变，所以，现实中会产生各种形状的岩浆岩，反映出其成分非常复杂。

2)地震特征。因受到岩浆岩侵蚀，在此作用下，破坏了局部煤层，煤层反射波同相轴的消失或减弱，呈现出条带状，其与煤层冲刷带存在的差异之处是其顶面的反射波通常相对较强。

3)地震解释应用。通过三维地震资料解释能够得知，某矿西南方存在一岩浆岩侵蚀带，在这里按照附近资料推测测线间的侵蚀边界，大致有0．2 km2受到侵蚀。

4 火烧区的识别特征

1)地质特征。煤层燃烧放出的热量烘烤岩层，使其成为烧变岩，打击有陶瓷片声。土质地变松，地表岩层裂隙提高，产生一层薄硬壳，棕红色并且具有H2S味。顶底板围岩里存在黄铁矿等多种物质，因高温烘烤新的氧化物，分解之后形成磁性物。

2)地震特征。煤层燃烧产生的高温烘烤着附近岩层，使其物理特性出现显著改变，在很大程度上破坏了岩层，岩石破碎，裂隙变大，同时煤层理化同样有了显著的改变，也就是其反射波减弱或消失、反射无序，整体而言并不会产生突出的成层性反射。

3)地震解释应用。通过三维地震勘探可以得知，某矿南部煤层反射波产状发出非常明显的变化，同相轴没有章法，反射非常混乱、同相轴变差非常突出。因此推测这一位置是火烧区，其形状不规则，大小为0．33 km2，后来进一步对其加以钻探验证，所得结果一致。

5 煤层冲刷带的识别

1)地质特征。通常情况下，水流冲击煤层或泥灰层同时以砂质沉积物产生的地质体，就是煤层冲刷带。归根结底，其为煤层里面形成的带状砂体，它们的分布较为分散。煤层和岩体对比，其密度与弹性波传播速度小。

2)地震特征。其边缘物性存在非常突出的区别，具有弹性分界面，当地震波抵达其边界的时候，反射波中断或消失。

3)地震解释应用。通过解释某矿三维地震资料就能够得知，东南部存在煤层冲刷带，其M1煤层反射波中断，和煤层未受到冲刷的反射波存在着非常明显的差异。

6 结语

综上所述，充分弄清楚地质异常体的反射特征，明确其分布特点，对降低安全事故发生、科学开展矿井生产等方面发挥着非常关键的作用。

［1］王立国．三维地震勘探技术在查找煤矿采空区、陷落柱等地质异常体中的应用［J］．西部探矿工程，2013(8)．