[發明專利]一種探地雷達和三維地震綜合預測煤礦工作面斷裂方法

在審

• 申請號: 202110365021.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113075656A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 崔凡;王子昌;陳柏平;劉波;趙智嶸
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/41;G01V1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種綜合運用探地雷達和三維地震勘探的煤礦開采工作面預測斷裂方法，包括如下步驟：利用三維地震數據信息所構建地震勘探區的斷裂系統的分布成果為基礎，構成地下空間構造展布的骨架，利用探地雷達在井下工作面開展連續探測，構建不同開采狀態下的“礦井四維雷達斷裂系統探測成果”，對地震解釋的斷裂系統的空間位置進行驗證和校正，實現工作面內地應力動態變化條件下區域構造變化預測的目的。

技術領域

本發明涉及地球物理勘探領域，更具體的涉及探地雷達和三維地震勘探的煤礦開采工作面綜合預測斷裂方法。

背景技術

煤礦斷裂構造指的是在煤礦開采過程中一種較為常見的地質問題，現今我國社會經濟發展對于煤礦資源的需求量不斷增加，這導致煤礦開采深度也隨之不斷地增加。由于較深處地質地形復雜程度的增加，煤礦開采難度也越來越大，其中，煤礦斷裂構造這一問題也隨之頻繁出現。如果煤礦斷裂構造問題研究力度不夠，就很有可能會對整個煤礦開采工作的順利開展造成相當大的阻礙作用，比如對煤礦資源采區的布置工作造成直接性的影響。實際煤礦開采工作過程中，沒有深入、準確了解煤礦斷裂構造的分布情況，則極有可能碰觸到煤礦斷裂構造區域，從而對煤礦開采工作造成一定程度的威脅，不利于煤礦開采工作的高效開展，同時煤礦開采工作質量和工作效率也不能夠得到保障。

目前預測煤礦斷裂的方法主要有地面的三維地震勘探法和井下探地雷達勘探法，對于三維地震法：有橫向分辨率高，對構造框架控制較為精確；信噪比高，數據保真；對斷層、陷落柱、破碎帶及瓦斯等潛在流體富集區、頂底板標高及巖性等地質異常體探測較為精準等優勢；但受地表地形及土層厚度影響，三維地震主頻普遍在30-80HZ，且縱向分辨率不足，對3 米以下斷層常存在漏判或多判情況，較難滿足復雜地質條件下礦井的生產任務；對于探地雷達法：有使用輕便，探測快速，可對前方異常進行實時監測；其探測精度較高，對小構造較為敏感等優勢；但是雷達探測范圍淺，無法對工作面進行全覆蓋；施工受井下空間限制且信號易受干擾。所以，針對上述方法在預測煤礦斷裂構造方面存在的問題，急需提出新的方法來驗證和校正地震解釋成果空間位置、綜合分析地應力動態變化條件下區域構造變化。

發明內容

為了解決斷裂預測不準確的問題，本發明目的在于提出探地雷達和三維地震資料綜合預測煤礦工作面斷裂方法，包括如下步驟：

利用三維地震數據信息所構建地震勘探區的斷裂系統的分布成果為基礎，構成地下空間整體構造展布的骨架；

利用探地雷達開展連續探測，構建不同開采狀態下的“礦井四維雷達斷裂系統探測成果”；

利用地震解釋成果和構建的“四維雷達探測成果”驗證和校正地震解釋成果空間位置、綜合分析地應力動態變化條件下區域構造變化。

較佳地，對構建地震勘探區斷裂系統分布步驟中，在綜合了地質、測井、地震等資料的基礎上，結合地震剖面解釋和線性增強相干體技術，獲得地震多屬性分析預測結果，構建地震勘探區內構造的高精度地質模型，打破常規地震解釋工作結果中小斷層和陷落柱的直徑分辨率僅為波長的八分之一限制。

較佳地，對構建不同開采狀態下的“礦井四維雷達斷裂系統探測成果”步驟中，基于局部工作面開展多次探測，開展超前、側幫、頂底板等不同形式的探測，對地震解釋斷裂系統的重點區域加強探測工作。當電磁波信號在傳播過程中與工作面內小構造相遇時，則會引起雷達波傳播異常，通過對采集的雷達數據進行處理及解釋，對工作面內部小構造的展布形態與空間位置進行精確判斷，構建不同開采狀態下的“礦井四維雷達斷裂系統滾動探測成果”。

較佳地，對驗證和校正地震解釋成果空間位置、綜合分析地應力動態變化條件下區域構造變化步驟中，利用地震解釋成果和構建的“四維雷達探測成果”對采區、工作面范圍內的小構造進行精細刻畫。形成“地震-雷達綜合預報斷裂系統技術體系”，對井下構造及其演變進行探測及成果更新預報。

附圖說明

圖1為地震多屬性預測斷裂結果

圖2為工作面雷達探測示意圖