精细预测预报技术在煤矿复杂地质条件中的应用研究

阴威明

(山西新景矿煤业有限责任公司，山西 阳泉 045000)

引言

我国约80%的煤矿重特大事故与隐蔽致灾地质因素有关，绝大多数煤矿安全隐患是由于地质条件在采矿过程中的变化引起的[1]。煤矿地质工作是煤矿安全高效生产的基础，查明矿井地质条件是本质安全型矿井的核心要求。

1 三维地震勘探简介

1.1 基本原理

在布置三维地震探测工作时重点需要进行以下几个步骤：第一，按照实际的需要在地表安置测线，需要注意的是两组测线需要呈现垂直的状态。第二，创建震源，也就是井炮类型的能够控制的震源。第三，运用地表回测线收集的方式，搜集到反射的地震波讯息。其具体的工作程序为经过顺沿测线实施地震探测工作，通过计算机获得三维数据以后，相关的水文地理探测工作人员按照活动的需要在获得的数据中提取有价值的讯息，然后进一步获取有关的片面图、三维立体图、结构图、剖面图、断层展示图和沉积相图等等。采用切片和分层以及切割的形式，从而获得各种类型的平面结构图片，还能够得到各种方位的剖面图片。经过有关的切片就能够清楚的观测到地质的具体状况。这样就能够精准的测量和预估出矿产的实际具体情况。

1.2 具体工作流程

在进行三维地震探测活动过程中重点包含3大方面：收集野外地震材料、进行室内地震材料整理与地震材料解析，以上的三大方面既互相影响又互相抑制，三者同等重要不可或缺，三个方面构成了一个整体的程序。积极倡导收集、整理、解析整体化进行，提升探测数据的精准程度。另外应该注意的一点为，对数据进行的收集活动属于非常重要的基本活动，其直接影响到后期数据构架的整理和解析活动，如果收集的品质较差，就会对数据整理的成果带来较大的误差，从而干扰到解析环节获得的成果的合理性和可靠性。接下来我们重点来讲三个环节的活动规程与操控细节：第一，收集野外地震材料包含量测、钻探、填埋炸药、填埋检波器、仪器车布缆等程序。开始需要做的就是明确量测线、爆炸位置与接受的方位，接着需要把炸药埋藏在经过钻探等方式预备好的浅井中，经过炸药爆炸出现地震波，地震波再经过地表输送的地下，然后遇到岩石表面时又会被折射出来，接下来就是检测器收集到地震波然后输送到仪器车上，仪器车记载下讯号，进一步获取到人工操控地震出现的电子讯息实录。第二，进行室内地震材料整理：在特殊的电子计算机内存储上收集所得的地震讯息数据，按照相应的操作需要，采用各种功能不一样的流程针对这些数据实施整理、核算、归类和排序，较为有效的波讯号需要重点体现，另外规避没用的讯号对试验成果的干扰。接下来针对整理过的讯息数据实施叠加与转移处理获得三维数据体，进一步还获得了地震平面图像、剖面图像与更多有关的图像。第三，地震材料解析：运用波动原理与地质的相关资料，融合地质、钻井与测井的材料，观察构架和圈闭，解析构架、圈闭、底层与岩石性质，能够有效的解析出煤矿的厚薄从程度、地质的结构、瓦斯含有量和水害，以这些内容作为基础，实施整体解析与整体钻研，最终获得有关的论点。

2 精细预测预报技术应用方面

2.1 预测煤层厚度

针对矿产区域收集的初始数据实行三维空间的整理以后能够得出三维数据体，其中含有大量的探测区域的地质讯息，数据的解析活动便是按照地质的情况，运用有关的科技方式获取数据体内的地质讯息。在这项活动进行期间，需要有效的运用有关的科技工作者对矿产构造识别的经验和计算机软件整理成果相融合，重复性的甄别地震材料，采取一定次数的探究解析之后才能确保成果的真实合理性，从而帮助获取到准确的地质状况成果。

2.2 预测瓦斯赋存

不管探测的地区有没有瓦斯存在其出现的反射波频率都是一样的。把振幅谱统一化接着排除统一化成果，也就是说两相减除单相，经过排除后的曲线处于低频段时是正，处于高频段时是负，处在主频周围时是0.把模型的弹力参数更改之后，能够获取同样的论点。最后证明：和单相的介质对比的话，地震波经过两相介质的传送之后，不同频率分量所产生的能量能够在分布上出现改变，低频时其分量会比较高，高频时其分量就会比较低，地震波的能量能够从高频分量转向低频分量。

2.3 预测地质构造

第一，底板：根据地震产生时间方面的剖面与水平时间的切片能够解析得出煤矿层反射波的具体状况，煤矿层反射波的具体情况能够折射出煤矿层的高低改变状况，所以，时间剖面与水平切片能够用以解析煤矿层底板的形状和具体情况，另外，煤矿层的底板针对施工面的安保性挖掘拥有关键性的影响。第二，断层：在对断层进行解析期间，将波形态区域改变的时长作为重点方式，采用别的彩色展示段与水平切片来明确断点。第三，褶曲：地下的沉积岩重点都是呈水平的形态的。如果水平的底层遭到严重的排挤时，尤其是当两边都朝向中心位置排挤时就会产生波浪形态的地质状况，便是褶皱。

2.4 预测水害

在进行三维地震勘测的过程中，地下岩石层的深浅程度与地下岩石的传送途径是重点的干扰原因。经过针对底层构造的认知，可以明确含水层区域的布置状况和区域大小。另外，根据瓦斯突出、煤矿壁的边坡情况、支架破碎、采顶和冒顶以及水危害出现之前水位波动的规则，特创建了离层突水岩心探测目标状况，进而完成针对离层突水的整体精准化的探测和监察，从而事先实施安保性、科学性的预防方案，有效的规避水灾害的出现，完成矿产的顺利施工。

结束语

煤矿地质条件的精细预测是煤矿安全高效开采的基础。针对英国煤矿安全生产的主要地质问题，利用资源勘探矿区的三维地震勘探性能和采矿信息的集成与融合，对煤层厚度、地质构造、洪水等矿山地质条件进行了详细的预测和研究。煤层厚度预测精度提高了15%，地震属性融合技术提高了小构造识别能力，地质构造精度提高了30%。建立了多参数反演综合预测技术。基于三维地震信息，建立了充水含水层富水性分析的结构模型和水害地质预测方法。通过有效解决三维地震勘探成果浪费、切断矿山地质信息、削弱矿山地质保护等问题，实现了煤矿复杂地质条件精细预测技术的突破。研究结果为煤矿工业设计、生产面布局和煤矿地质灾害防治提供了地质依据。为国内煤矿，特别是地质条件复杂的煤矿的安全高效生产提供低成本但有效的地质支持。