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南方典型煤田不同埋深小断层识别规律研究

戴世鑫 胡盼 董艳娇 邢振邯 李祥 杨甫

戴世鑫, 胡盼, 董艳娇, 邢振邯, 李祥, 杨甫. 南方典型煤田不同埋深小断层识别规律研究[J]. 矿业科学学报, 2022, 7(1): 123-133. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.012
引用本文: 戴世鑫, 胡盼, 董艳娇, 邢振邯, 李祥, 杨甫. 南方典型煤田不同埋深小断层识别规律研究[J]. 矿业科学学报, 2022, 7(1): 123-133. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.012
Dai Shixin, Hu Pan, Dong Yanjiao, Xing Zhenhan, Li Xiang, Yang Fu. Patterns of small fault with different placing depth in typical coal fields in southern China[J]. Journal of Mining Science and Technology, 2022, 7(1): 123-133. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.012
Citation: Dai Shixin, Hu Pan, Dong Yanjiao, Xing Zhenhan, Li Xiang, Yang Fu. Patterns of small fault with different placing depth in typical coal fields in southern China[J]. Journal of Mining Science and Technology, 2022, 7(1): 123-133. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.012

南方典型煤田不同埋深小断层识别规律研究

doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.012
基金项目: 

国家重点研发计划 2018YFC0807801

国家重点研发计划 2018YFB0605503

国家自然科学基金 51804112

自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室开放基金 KF2021-5

详细信息
    作者简介:

    戴世鑫(1983—),男,山东青岛人,博士,副教授,主要从事地质、地球物理勘探研究工作。Tel:15898578301,E-mail:hnkjdsx@126.com

    通讯作者:

    胡盼(1997—),女,湖南邵阳人,硕士,主要从事煤田地质、地球物理勘探研究工作。Tel:15733191706,E-mail:3263826727@qq.com

  • 中图分类号: P631

Patterns of small fault with different placing depth in typical coal fields in southern China

  • 摘要: 小断层是影响煤矿安全高效开采的重要因素。近年来有关小断层的地震波识别方法取得了长足的进步,但对煤田落差5 m以内小断层的识别仍是一大难点。南方煤田一般地形复杂、断裂发育,为推进南方煤田小断层的地震勘探研究,本文选取南方典型煤田——贵州省六盘水煤田作为研究区,通过建立煤系地层地震物理模型进行地震数据采集、处理与解释,从地震波运动学和动力学的角度对不同埋深落差分别为5 m、3 m和1 m的小断层进行识别。研究结果表明:由于煤层处于地表低速层,对于落差1~5 m的小断层采用地震波运动学方法难以识别,而应用动力学方法提取多种地震属性进行分析,发现振幅类属性对于识别小断层较为敏感,分辨能力较强。通过模型试验,在震源频率为60 kHz的条件下,成功解释出落差5 m以内的小断层,结果与煤系地层地震物理模型实际小断层相吻合。
  • 图  1  研究区地质构造纲要图

    Figure  1.  Geological structure outline map of the study area

    图  2  三维地震物理模型

    Figure  2.  3D geophysical model

    图  3  物理模型单炮记录

    Figure  3.  Single shot record of physical model

    图  4  物理模型数据滤波处理

    Figure  4.  Physical model data filtering processing

    图  5  模型叠加剖面

    Figure  5.  Model superimposed section

    图  6  不同埋深小断层

    Figure  6.  Small fault with different placing depth

    图  7  震源频率60 Hz不同埋深小断层响应

    Figure  7.  Response of small faults with different placing depths at source frequency of 60 Hz

    图  8  小断层的地震属性

    Figure  8.  Seismic properties of small faults

    图  9  振幅包络

    Figure  9.  Amplitude envelope

    图  10  振幅一阶导数

    Figure  10.  Amplitude 1st derivative

    图  11  振幅虚部(希尔伯特变换)

    Figure  11.  Imaginary part of amplitude (Hilbert)

    表  1  煤田三维地震物理模型参数选取

    Table  1.   Parameter selection of coal field 3D seismic physical model

    层位 地层 综合岩性 厚度/m 密度加权平均/(g·cm-3) 速度/(m·s-1)
    第一层 飞仙关第二段(T1f2) 细砂岩 385.0 2.434 4 290
    第二层 飞仙关第一段(T1f1) 粉砂岩 155.0 2.442 4 580
    第三层 长兴、龙潭组 含煤粉砂岩 103.2 2.519 4 350
    第四层 2.8 1.75 2 143
    第五层 含煤粉砂岩 123.9 2.567 4 420
    第六层 峨眉山玄武岩组(P1e) 火成岩 550.0 3.009 5 540
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    表  2  物理模型参数

    Table  2.   Physical model parameter

    层名 设计速度/(m·s-1) 试块密度/(g·cm-3) 纵波速度/(m·s-1) 横波速度/(m·s-1)
    细砂岩 2 466 1.152 5 2 433 1 116
    粉砂岩 2 632 1.183 0 2 625 1 205
    含煤粉砂岩 2 500 1.160 4 2 492 1 136
    煤层 1 724 1.122 0 1 785 764
    含煤粉砂岩 2 540 1.169 5 2 561 1 161
    火成岩 2 960 1.602 0 2 857 1 437
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-21
  • 修回日期:  2021-11-16
  • 刊出日期:  2022-02-01

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