安全生產(chǎn)_瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)培訓(xùn)資料

瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)內(nèi)部學(xué)習(xí)資料 提綱 2 一 我國煤礦采區(qū)三維地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀及其對瓦斯災(zāi)害預(yù)測的貢獻(xiàn)二 緒言三 瓦斯突出煤體結(jié)構(gòu)高分辨測井技術(shù)四 礦井瓦斯突出部位預(yù)測的地震反演技術(shù)五 精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術(shù)六 瓦斯富集區(qū)預(yù)測的地震振幅變化判別技術(shù)七 瓦斯富集區(qū)綜合地震預(yù)測方法 煤礦三維地震勘探可查明 5 7米的褶曲和斷層 在淮南等地可基本查明落差3米的斷層及直徑 20米的陷落柱 對煤層厚度預(yù)測誤差 5 煤層形態(tài)控制的深度誤差 1 5 煤礦開挖結(jié)果證明 查明的斷層 陷落柱等的吻合率在淮南 永城 89 在其他地區(qū) 78 以上 超過英國500米深度查明落差 8米以上的斷層的水平 我國煤礦采區(qū)三維地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀及其對瓦斯災(zāi)害預(yù)測的貢獻(xiàn) 三維地震探測技術(shù)體系的建立和大規(guī)模推廣 為我國煤炭工業(yè)的高速發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn) 自1995年 由中國礦業(yè)大學(xué)和中國煤炭地質(zhì)總局系統(tǒng)在淮南礦區(qū)開展煤礦采區(qū)三維地震勘探以來 經(jīng)過十年的奮斗 實現(xiàn)了 緒言 含煤地層各向異性強 傳統(tǒng)地質(zhì)方法很難對煤礦瓦斯富集區(qū)塊進行有效預(yù)測 煤礦瓦斯作為吸附氣體 不能借用常規(guī)的天然氣探測理論與技術(shù) 煤礦瓦斯突出部位如何進行高精度預(yù)測是一個前人未解決的技術(shù)難題 關(guān)鍵科學(xué)問題 必須根據(jù)中國煤地質(zhì)特征 建立起我國煤礦瓦斯災(zāi)害源探測的地球物理識別和預(yù)測方法 煤礦瓦斯是影響中國煤礦安全的重要因素 如何準(zhǔn)確預(yù)測瓦斯富集區(qū)域 煤與瓦斯突出部位至關(guān)重要 1 地震探測精確度高 通過努力能夠查明落差3 5m的小斷層和小褶皺 2 地震探測信息量大 地震探測橫向連續(xù)性好 采樣間距小 能夠識別頂板巖性 煤層厚度 煤體滑脫面 構(gòu)造煤發(fā)育區(qū) 吸附態(tài)瓦斯富集部位等瓦斯地質(zhì)指標(biāo) 3 地震探測整體性強 得到的是三維數(shù)據(jù)體的空間形態(tài) 地震結(jié)合測井垂向分辨率高 地質(zhì)結(jié)合測井可靠性高 4 地震探測能夠直接得到吸附瓦斯富集的部位 并對斷層附近的游離瓦斯有明顯反應(yīng) 我國95 的煤礦是地下開采 煤層賦存地質(zhì)條件復(fù)雜 瓦斯分布不均 對煤礦安全開采造成嚴(yán)重威脅 對瓦斯突出災(zāi)害源高精度預(yù)測是瓦斯綜合防治的關(guān)鍵技術(shù) 地震勘探是最有效的手段 緒言 緒言 依據(jù)基于模型的地震反演方法 研究了煤層結(jié)構(gòu)及其頂?shù)装鍘r性的精細(xì)描述方法 反演出國內(nèi)外首張煤層精細(xì)結(jié)構(gòu)圖 使煤層橫向預(yù)測的精度大大提高 研究了不同煤體結(jié)構(gòu)的地球物理測井響應(yīng)和含煤巖系巖石物性響應(yīng) 采用地質(zhì) 測井 地震探測等多手段 開展了對煤層厚度 結(jié)構(gòu)精確描述的系統(tǒng)研究 緒言 同時還針對煤礦瓦斯作為吸附氣體 難以直接確定煤礦瓦斯的確切數(shù)量的現(xiàn)實 重點研究煤層厚度 煤層結(jié)構(gòu) 煤層中裂隙的地球物理特征和識別方法 希望 煤礦瓦斯測井響應(yīng) 多波地震響應(yīng)和AVO響應(yīng)特征 多波地震的采集 處理 解釋 反演和預(yù)測方法 建立煤礦瓦斯藏多波多分量地震勘探理論基礎(chǔ)和技術(shù)體系形成不同煤體地震振幅隨偏移距變化 AVO 的反演方法建立地震多屬性預(yù)測煤礦瓦斯富集區(qū)塊的方法 重點研究內(nèi)容 地層 石炭二疊紀(jì)煤系煤層 上石盒子組13 1煤層 位置 淮南煤田構(gòu)造 淮南復(fù)式向斜 以淮南煤田為靶區(qū) 對瓦斯富集與突出部位進行了詳細(xì)研究 緒言 完成的實際工作量 主要工作量集中在資料采集和系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用兩個方面課題目前作了大量的研究任務(wù) 200口89塊1口42km27km15km21套1套1套1套5份 緒言 瓦斯突出煤體結(jié)構(gòu)高分辨測井技術(shù)礦井瓦斯突出部位預(yù)測的地震反演技術(shù)精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術(shù)瓦斯富集區(qū)預(yù)測的地震振幅變化判別技術(shù)瓦斯富集區(qū)綜合地震預(yù)測方法 通過十年的艱苦奮斗和探索 初步摸索到瓦斯在地球物理探測中的響應(yīng)特征 并實現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破 緒言 瓦斯突出煤體結(jié)構(gòu)的測井曲線特征 高視電阻率高伽瑪伽瑪高自然電位 低聲波速度低自然伽瑪 對144個鉆孔的測井資料進行分析構(gòu)造煤測井曲線具有 三高二低 的特點 1 瓦斯突出煤體結(jié)構(gòu)高分辨測井技術(shù) 不同突出危險程度煤體的測井響應(yīng)特征 1 瓦斯突出煤體結(jié)構(gòu)高分辨測井技術(shù) 國內(nèi)外普遍采用的聲波反演技術(shù) 但煤田勘探的測井工作 主要是人工伽瑪曲線 我們獨創(chuàng)性地利用人工伽瑪曲線約束 反演出伽瑪數(shù)據(jù)體并很好地反映出煤層的分布范圍及其厚度 并能精細(xì)解釋斷層和裂縫發(fā)育帶 2 瓦斯突出部位預(yù)測的地震探測與反演技術(shù) 地震 測井聯(lián)合屬性分析識別煤層宏觀結(jié)構(gòu) 13 1煤層 構(gòu)造煤 Inline309局部放大圖 煤層及構(gòu)造煤預(yù)測剖面圖 滑脫面 Inline252局部放大圖 煤層及構(gòu)造煤預(yù)測剖面圖 3 精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術(shù) 高分辨率三維P波地震勘探可以解決主要的構(gòu)造問題 但在解決裂縫 巖性及其中所含流體方面能力有限 轉(zhuǎn)換波能夠為我們提供關(guān)于巖性 流體及裂縫發(fā)育程度等方面的信息 自1996年以來 中國礦業(yè)大學(xué) 北京 積極開展瓦斯三維三分量地震探測技術(shù)研究采集方面 在不同地區(qū) 采用不同的采集方法 采集了11塊三維三分量地震資料 處理方面 研究和開發(fā)了具有自主產(chǎn)權(quán)的煤田三維三分量地震處理軟件 取得了初步成果 解釋方面 研究和開發(fā)了地震多屬性分析技術(shù) 充分利用了煤田3D 3C采區(qū)鉆孔資料多 易于驗證的特點 初步形成了縱橫波聯(lián)合解釋的方法和體系 含裂隙煤層的多波地震響應(yīng) 含直立裂隙煤層地質(zhì)模型 多波響應(yīng) 3 精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術(shù) 偏振方向與裂隙走向平行地面接收的轉(zhuǎn)換波均為快橫波 測線與裂隙走向平行 測線與裂隙走向垂直 測線與裂隙走向斜交 測線與裂隙走向斜交 偏振方向與裂隙走向垂直x與z分量的轉(zhuǎn)換波均為慢橫波 測線方向與裂隙走向斜交煤層發(fā)生橫波分裂y分量中存在轉(zhuǎn)換波三個分量中即包含快橫波又包含慢橫波 3 精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術(shù) 三分量地震處理系統(tǒng) 核心 基礎(chǔ)理論和方法研究成果平臺 當(dāng)前地震成熟軟件系統(tǒng)系統(tǒng) 獨立知識產(chǎn)權(quán)適用性 二維和三維模塊數(shù) 二維31個 三維46個作用 填補國內(nèi)煤礦瓦斯處理軟件空白 3 精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術(shù) 煤田三分量地震資料的處理 快慢波剖面 快慢波處理 3 精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術(shù) 煤田三分量地震資料的處理 棒狀線的方向代表快波偏振方向棒狀線的長短代表著快慢波時差 快波方位與快慢波時差 快慢波時差等值線 3 精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術(shù) 煤層節(jié)理裂隙發(fā)育 單位體積的煤表面積大 則吸附態(tài)的瓦斯的能力大 而節(jié)理裂隙發(fā)育的煤層的泊松比增大 煤層與頂板 底板的泊松比差發(fā)生變化 這種泊松比差的變化引起振幅隨偏移距的變化 使用地震振幅探測瓦斯就是利用振幅信息尋找煤層中的節(jié)理裂隙密集帶 即構(gòu)造煤發(fā)育區(qū) 4 瓦斯富集區(qū)預(yù)測的地震振幅變化判別技術(shù) 利用地震振幅變化判別瓦斯富集的原理 不同煤體的AVO響應(yīng) 煤層頂界面AVO響應(yīng) 無論是砂巖頂板還是頁泥巖頂板 軟分層AVO特征比較突出 這對于使用AVO技術(shù)預(yù)測瓦斯富集是有利的 是本次模型正演的一個積極成果 不同煤體的AVO模型 砂巖 原生煤泥巖 原生煤 砂巖 構(gòu)造煤泥巖 構(gòu)造煤 4 瓦斯富集區(qū)預(yù)測的地震振幅變化判別技術(shù) 瓦斯突出煤層與非突出煤層的AVO響應(yīng) 瓦斯突出點附近 非瓦斯突出點附近 非突出煤層的地震振幅隨著偏移距的增大呈上升趨勢 瓦斯突出煤層地震振幅隨偏移距的增大呈下降趨勢 4 瓦斯富集區(qū)預(yù)測的地震振幅變化判別技術(shù) 03 18 16 1 25 煤田地震資料精細(xì)解釋 AVO三參數(shù)反演技術(shù) 提出了一種新的三參數(shù)AVO反演方法 能直接反演 K和 三個彈性參數(shù) 用來預(yù)測瓦斯的突出部位 密度圖 瓦斯突出部位的密度小 瓦斯突出點 剪切模量圖 瓦斯突出部位的剪切模量小 瓦斯突出點 4 瓦斯富集區(qū)預(yù)測的地震振幅變化判別技術(shù) 根據(jù)三參數(shù)AVO反演結(jié)果預(yù)測 預(yù)測依據(jù) 瓦斯突出煤層地震響應(yīng)為 密度減小 剪切模量和體積模量減小預(yù)測方法 瓦斯突出區(qū)可通過預(yù)測低密度和 或 低剪切模量 低彈性模量區(qū)域來實現(xiàn) 4 瓦斯富集區(qū)預(yù)測的地震振幅變化判別技術(shù) 根據(jù)快慢波時差預(yù)測 預(yù)測依據(jù) 含裂