安全生產(chǎn)_瓦斯災害防治技術培訓資料

瓦斯災害防治技術內(nèi)部學習資料 提綱 2 一 我國煤礦采區(qū)三維地震勘探技術現(xiàn)狀及其對瓦斯災害預測的貢獻二 緒言三 瓦斯突出煤體結構高分辨測井技術四 礦井瓦斯突出部位預測的地震反演技術五 精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術六 瓦斯富集區(qū)預測的地震振幅變化判別技術七 瓦斯富集區(qū)綜合地震預測方法 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 對煤層厚度預測誤差 5 煤層形態(tài)控制的深度誤差 1 5 煤礦開挖結果證明 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)三維地震勘探技術現(xiàn)狀及其對瓦斯災害預測的貢獻 三維地震探測技術體系的建立和大規(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 自1995年 由中國礦業(yè)大學和中國煤炭地質總局系統(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)地質方法很難對煤礦瓦斯富集區(qū)塊進行有效預測 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 煤礦瓦斯突出部位如何進行高精度預測是一個前人未解決的技術難題 關鍵科學問題 必須根據(jù)中國煤地質特征 建立起我國煤礦瓦斯災害源探測的地球物理識別和預測方法 煤礦瓦斯是影響中國煤礦安全的重要因素 如何準確預測瓦斯富集區(qū)域 煤與瓦斯突出部位至關重要 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 構造煤發(fā)育區(qū) 吸附態(tài)瓦斯富集部位等瓦斯地質指標 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) 地震結合測井垂向分辨率高 地質結合測井可靠性高 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 我國95 的煤礦是地下開采 煤層賦存地質條件復雜 瓦斯分布不均 對煤礦安全開采造成嚴重威脅 對瓦斯突出災害源高精度預測是瓦斯綜合防治的關鍵技術 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 研究了煤層結構及其頂?shù)装鍘r性的精細描述方法 反演出國內(nèi)外首張煤層精細結構圖 使煤層橫向預測的精度大大提高 研究了不同煤體結構的地球物理測井響應和含煤巖系巖石物性響應 采用地質 測井 地震探測等多手段 開展了對煤層厚度 結構精確描述的系統(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 煤層結構 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 多波地震響應和AVO響應特征 多波地震的采集 處理 解釋 反演和預測方法 建立煤礦瓦斯藏多波多分量地震勘探理論基礎和技術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 石炭二疊紀煤系煤層 上石盒子組13 1煤層 位置 淮南煤田構造 淮南復式向斜 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)與應用兩個方面課題目前作了大量的研究任務 200口89塊1口42km27km15km21套1套1套1套5份 緒言 瓦斯突出煤體結構高分辨測井技術礦井瓦斯突出部位預測的地震反演技術精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術瓦斯富集區(qū)預測的地震振幅變化判別技術瓦斯富集區(qū)綜合地震預測方法 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特征 并實現(xiàn)了關鍵技術的突破 緒言 瓦斯突出煤體結構的測井曲線特征 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造煤測井曲線具有 三高二低 的特點 1 瓦斯突出煤體結構高分辨測井技術 不同突出危險程度煤體的測井響應特征 1 瓦斯突出煤體結構高分辨測井技術 國內(nèi)外普遍采用的聲波反演技術 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 并能精細解釋斷層和裂縫發(fā)育帶 2 瓦斯突出部位預測的地震探測與反演技術 地震 測井聯(lián)合屬性分析識別煤層宏觀結構 13 1煤層 構造煤 Inline309局部放大圖 煤層及構造煤預測剖面圖 滑脫面 Inline252局部放大圖 煤層及構造煤預測剖面圖 3 精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術 高分辨率三維P波地震勘探可以解決主要的構造問題 但在解決裂縫 巖性及其中所含流體方面能力有限 轉換波能夠為我們提供關于巖性 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 北京 積極開展瓦斯三維三分量地震探測技術研究采集方面 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 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 含直立裂隙煤層地質模型 多波響應 3 精確探測瓦斯富集部位的三維三分量地震探測技術 偏振方向與裂隙走向平行地面接收的轉換波均為快橫波 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 三分量地震處理系統(tǒng) 核心 基礎理論和方法研究成果平臺 當前地震成熟軟件系統(tǒng)系統(tǒng) 獨立知識產(chǎn)權適用性 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 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 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 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 即構造煤發(fā)育區(qū) 4 瓦斯富集區(qū)預測的地震振幅變化判別技術 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 煤層頂界面AVO響應 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技術預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 構造煤泥巖 構造煤 4 瓦斯富集區(qū)預測的地震振幅變化判別技術 瓦斯突出煤層與非突出煤層的AVO響應 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)預測的地震振幅變化判別技術 03 18 16 1 25 煤田地震資料精細解釋 AVO三參數(shù)反演技術 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)預測的地震振幅變化判別技術 根據(jù)三參數(shù)AVO反演結果預測 預測依據(jù) 瓦斯突出煤層地震響應為 密度減小 剪切模量和體積模量減小預測方法 瓦斯突出區(qū)可通過預測低密度和 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)預測的地震振幅變化判別技術 根據(jù)快慢波時差預測 預測依據(jù) 含裂