煤矿采空区地震反射特征研究 ——以张集煤矿为例

论文摘要

随着地下煤炭资源的不断开采,煤矿采空区的数量越来越多,采空区塌陷的面积也越来越大。采空塌陷区不仅严重威胁了周边人民的生命财产安全,而且阻碍了对煤矿深部煤层的勘探与开发。因此,准确查明采空塌陷区,对煤矿安全生产和剩余资源勘探具有重要意义。本文首先对煤矿采空区的形成过程和地质特征进行了系统的概述,从理论上分析了地震波在采空区介质中的传播特征,从而为本文研究提供了可靠的理论依据。然后,根据张集煤矿采空区的实际赋存形态,建立了相应的地质模型,并分别在这些地质模型上进行了正演模拟,得到了地质模型的相对应的合成地震记录。分别在单炮记录和叠前时间偏移剖面上,对得到的合成地震记录进行分析,对相同位置有无采空区的地震反射特征进行分析和对比。总结采空区在单炮记录和叠前时间偏移剖面上的相位、振幅、频率等反射特征的一般规律,从而准确地从地震时间剖面上识别出采空区,确定其位置,圈定其范围,以减少煤矿安全事故的发生,避免资源浪费。采空区在单炮记录上表现为:煤层同相轴连续性变差,甚至出现中断;煤层底板同相轴向下弯曲,频率降低,振幅增大;出现延时反射波与延时绕射波;个别地方出现许多杂乱无章的小反射。采空区在偏移剖面上表现为:反射波同相轴连续性变差直至缺失;煤层底板反射波同相轴向下弯曲,形态变粗;延迟反射波和突变点延迟绕射波的出现;冒落带与裂隙带波阻抗界面短反射波的出现。这些波场特征,为地震勘探方法探测采空区提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究的目的与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 采空区的地质研究
•     1.2.2 采空区的探测方法
•     1.2.3 采空区的地震勘探研究
•   1.3 研究的主要内容
• 第2章 煤矿采空区的形成及地质特征
•   2.1 采空区的形成
•   2.2 煤矿采空区的地质特征
•     2.2.1 空洞型采空区地质特征
•     2.2.2 塌陷型采空区的三带划分
• 第3章 煤矿采空区的地震波传播特征
•   3.1 地震波在弹性介质中传播的基本原理
•     3.1.1 基本原理
•     3.1.2 弹性界面上波的转换和能量分配
•     3.1.3 地震波的基本类型
•   3.2 采空区对反射波的影响
•     3.2.1 反射波的时距方程
•     3.2.2 绕射波的时距方程
•   3.3 本章小结
• 第4章 煤矿采空区的正演模拟及反射特征分析
•   4.1 有限差分法波动方程正演原理
•   4.2 煤矿采空区模型设计
•   4.3 基于采空区模型的正演模拟与分析
•   4.4 本章小结
• 第5章 煤矿采空区地震勘探实例分析
•   5.1 张集煤矿概况
•   5.2 张集煤矿采空区三维地震资料处理
•     5.2.1 噪声压制
•     5.2.2 振幅补偿
•     5.2.3 反褶积
•   5.3 张集煤矿三维地震资料偏移剖面分析
•   5.4 本章小结
• 第6章 结论与建议
•   6.1 结论
•   6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李文进

导师: 苑益军,徐佑平

关键词: 采空区,正演模拟,反射特征

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P631.4;TD325.3

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000580

总页数: 67

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