北二上盘区边界构造发育探究

耿民 张华兵

【摘 要】利用三维地震属性技术分析与矿井实际揭露资料进行对比研究，对矿井边界断层的发育延展规律进行技术总结，用以指导矿井的安全生产及资源的合理开发利用。

【关键词】三维地震技术；矿井实测数据与三维数据分析成果验证

一、概述

顾桥矿北二采区首采面1312（1）工作面正在掘进，计划9月份交付安装，各系统巷道，永久设施等正在紧锣密鼓的完善之中。下一步，北二将担负起矿井生产接替的重任，并成为未来矿井各项利润指标能否完成的关键。由于原资料特别是采区构造分析主要来源于北二采区地质报告及地震勘探报告，报告单位仅对采区大断层进行了分析绘制，而未对次生构造及小断层进行分析，从而将复杂的地质构造简单化，可能对采取布置以及矿井中长期规划造成误导。根据最新地质资料，特别是高精度三维地震资料，我们对北二上盘区F86断层及次生构造，以及边界小断层进行了分析，对断层平面位置发育，断层展布及落差进行了从新分析确定，希望可以对未来边界附近煤层采动决策以及工作面布置提供参考资料，发挥积极意义。

二、构造分析

（一）总体分析方案

主要利用三维地震属性切片、三维地震时间剖面在平面和各个剖面上对范围内构造发育情况进行三维立体综合分析，以准确确定范围内各断层展布、落差、相互切割关系，并以此作为下一步分析采掘活动影响的重要因素。主要步骤：数据处理与资料准备——构造排查与分析——验证并绘制构造发育图、形成成果资料。如图：

（二）具体步骤分述

1、数据处理与资料准备

我们对三维地震数据体进行了多次差值、变换，得到了信燥比较高的方差体数据，进而得到了工作区沿11-2煤层、沿13-1煤层高清晰度切片圖（如图11-2岩层切片、13-1岩层切片），工作区经线59000～62000范围内12条时间剖面。为便于理解和分析，通过画图软件将时间剖面由时间域转换为近似的深度域（如图L1～L12）。

另外准备详细的工作区采掘工程平面图及边界断层附近二-三4孔、101孔钻孔柱状等备用。

2、构造排查与分析

岩层切片通过颜色的差异来反应地质体在平面上的构造展布，一般来说颜色对比越明显，即代表构造越复杂、落差越大。通过经过处理之后的岩层切片，我们可以清晰的勾画出工作区特别是边界构造发育展布，通过经变换之后的三维地震时间剖面，我们可以对沿层切片排查出的断层进行对比校核，同时作为对沿层切片的补充和完善，进一步反映断层发育情况。另外，通过处理之后的时间剖面可以直观的反映出各相应位置断层落差及大致产状。现以11-2煤层L6线、L7线为例来详细说明如下：

（1）在11-2煤层沿层切片上绘制构造展布平面图如下图

通过沿层切片看，断层主要在L7线以上发育断层稀少、甚至在工作区可能没有发育断层。

（2）具体分析L6线、L7线时间剖面如下图

通过对L6、L7二条时间剖面进行构造分析得到断层发育如上图所示，将剖面断点投影至沿层切片，将各投影点在平面上连接起来，即得到经修正的断层平面展布，从平面图可以看出，L6、L7线投影点与利用沿层绘制断层位置基本一致，得到一张完整的构造平面展布图。

（3）、通过同比例缩放、并由时深变换后的时间剖面，我们可以轻松直观的确定各剖面相应位置断层落差及大致倾角。

（三）验证并绘制相关图纸、形成成果资料

为验证三维地震资料的准确性，我们利用二-三4孔、101孔钻孔资料及采掘工程平面图进行了验证。

1、北二采区11-2煤层、13-1煤层层间距平均75m，二-三4孔层间距62m，101孔层间距63m，由此分析断层分别从二-三4孔和101孔的13-1煤层与11-2煤层之间穿过，落差分别为13m、12m。由成果图可以看出，断层在3-1煤层与11-2煤层之间穿过，且落差7～10m，与钻孔资料基本相符。

2、根据采掘工程平面图，SF43断层实见落差8.6m，根据L12线时间剖面分析，SF43落差7m，位置与实测位置基本相符，由此也验证了三维地震资料的真确性。

经过对整个工作区沿层切片及时间剖面分析、校核、完善和验证，我们得到了工作区11-2煤层构造发育对比图及13-1煤层构造发育对比图。

三、结论与建议

（一）结论

1、11-2煤层在工作区构造发育较原地质报告复杂，断层落差或组合落差相应增大、断层延伸范围相应变大、次生构造或小构造发育。

2、13-1煤层在工作区构造发育复杂程度与原地质报告相当，断层落差或组合落差相应增大、且断层延伸范围稍有增大。考虑的13-1煤层厚度较大，三维地震对小构造显示不明显，因此实际构造可能较预计更复杂。

3、根据北二采区工作面联合布置图，11槽1316（1）工作面前期近似沿F86断层掘进，13槽1316（3）工作面前期可能在F86断层里掘进。 4、从成果图分析，11槽1316（1）工作面面内主要发育DF10断层，最大落差8m，沿工作面走向发育，走向长度近800m。13槽1316（3）工作面面内主要发育DF9断层，最大落差7m，沿工作面走向发育，走向长度近350m。可能会对原煤灰分产生较大影响。

5、本次构造分析主要针对3～5m以上断层，小构造特别是11槽可能更加发育。

（二）建议

考虑到大断层及其附近水、瓦斯、次生构造等的复杂性，对比北一采区工作面切眼距F87断层最近距离62m，平均100m以上，1316（1）工作面及1316（3）工作面布置不管从技术、经济还是安全角度，都需要慎重考虑。