[发明专利]一种探地雷达和三维地震综合预测煤矿工作面断裂方法

说明书

本发明提供一种综合运用探地雷达和三维地震勘探的煤矿开采工作面预测断裂方法，包括如下步骤：利用三维地震数据信息所构建地震勘探区的断裂系统的分布成果为基础，构成地下空间构造展布的骨架，利用探地雷达在井下工作面开展连续探测，构建不同开采状态下的“矿井四维雷达断裂系统探测成果”，对地震解释的断裂系统的空间位置进行验证和校正，实现工作面内地应力动态变化条件下区域构造变化预测的目的。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探领域，更具体的涉及探地雷达和三维地震勘探的煤矿开采工作面综合预测断裂方法。

背景技术

煤矿断裂构造指的是在煤矿开采过程中一种较为常见的地质问题，现今我国社会经济发展对于煤矿资源的需求量不断增加，这导致煤矿开采深度也随之不断地增加。由于较深处地质地形复杂程度的增加，煤矿开采难度也越来越大，其中，煤矿断裂构造这一问题也随之频繁出现。如果煤矿断裂构造问题研究力度不够，就很有可能会对整个煤矿开采工作的顺利开展造成相当大的阻碍作用，比如对煤矿资源采区的布置工作造成直接性的影响。实际煤矿开采工作过程中，没有深入、准确了解煤矿断裂构造的分布情况，则极有可能碰触到煤矿断裂构造区域，从而对煤矿开采工作造成一定程度的威胁，不利于煤矿开采工作的高效开展，同时煤矿开采工作质量和工作效率也不能够得到保障。

目前预测煤矿断裂的方法主要有地面的三维地震勘探法和井下探地雷达勘探法，对于三维地震法：有横向分辨率高，对构造框架控制较为精确；信噪比高，数据保真；对断层、陷落柱、破碎带及瓦斯等潜在流体富集区、顶底板标高及岩性等地质异常体探测较为精准等优势；但受地表地形及土层厚度影响，三维地震主频普遍在30-80HZ，且纵向分辨率不足，对3 米以下断层常存在漏判或多判情况，较难满足复杂地质条件下矿井的生产任务；对于探地雷达法：有使用轻便，探测快速，可对前方异常进行实时监测；其探测精度较高，对小构造较为敏感等优势；但是雷达探测范围浅，无法对工作面进行全覆盖；施工受井下空间限制且信号易受干扰。所以，针对上述方法在预测煤矿断裂构造方面存在的问题，急需提出新的方法来验证和校正地震解释成果空间位置、综合分析地应力动态变化条件下区域构造变化。

发明内容

为了解决断裂预测不准确的问题，本发明目的在于提出探地雷达和三维地震资料综合预测煤矿工作面断裂方法，包括如下步骤：

利用三维地震数据信息所构建地震勘探区的断裂系统的分布成果为基础，构成地下空间整体构造展布的骨架；

利用探地雷达开展连续探测，构建不同开采状态下的“矿井四维雷达断裂系统探测成果”；

利用地震解释成果和构建的“四维雷达探测成果”验证和校正地震解释成果空间位置、综合分析地应力动态变化条件下区域构造变化。

较佳地，对构建地震勘探区断裂系统分布步骤中，在综合了地质、测井、地震等资料的基础上，结合地震剖面解释和线性增强相干体技术，获得地震多属性分析预测结果，构建地震勘探区内构造的高精度地质模型，打破常规地震解释工作结果中小断层和陷落柱的直径分辨率仅为波长的八分之一限制。

较佳地，对构建不同开采状态下的“矿井四维雷达断裂系统探测成果”步骤中，基于局部工作面开展多次探测，开展超前、侧帮、顶底板等不同形式的探测，对地震解释断裂系统的重点区域加强探测工作。当电磁波信号在传播过程中与工作面内小构造相遇时，则会引起雷达波传播异常，通过对采集的雷达数据进行处理及解释，对工作面内部小构造的展布形态与空间位置进行精确判断，构建不同开采状态下的“矿井四维雷达断裂系统滚动探测成果”。

较佳地，对验证和校正地震解释成果空间位置、综合分析地应力动态变化条件下区域构造变化步骤中，利用地震解释成果和构建的“四维雷达探测成果”对采区、工作面范围内的小构造进行精细刻画。形成“地震-雷达综合预报断裂系统技术体系”，对井下构造及其演变进行探测及成果更新预报。

附图说明

图1为地震多属性预测断裂结果

图2为工作面雷达探测示意图