方差体技术在圈定煤层冲刷带中的应用

叶树刚

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)



地质与勘测

方差体技术在圈定煤层冲刷带中的应用

叶树刚

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

简要介绍了方差体技术原理，以陕北黄陵地区某煤矿为例，在分析该矿地震勘探资料的基础上，利用方差体解释技术对该矿区内煤层冲刷带进行了圈定，根据巷道实际揭露情况，圈定结果准确。应用实例表明，利用方差体技术解释煤层冲刷带时，参与计算的道数和时窗不易过小；解释时应对照钻孔进行约束，必要时需结合时间剖面进行综合分析，以减少多解和误判。

方差体；冲刷带；振幅；相位

1 问题的提出

陕北黄陵地区某煤矿在实际生产中揭露煤层受古河流冲刷现象十分严重。根据巷道实际揭露情况来看，在巷道掘进40m左右的距离内，煤层厚度急剧变小(图1)。由于受冲刷影响的煤层范围存在较大的不确定性，因此给巷道的掘进和工作面的布置造成很大困难。而且由于该矿区地处陕北黄土高原南部的低中山丘陵地带，地形复杂，植被茂密，给地面钻孔验证造成较大困难。因此，如何准确圈定煤层冲刷带的范围成为当务之急。

图1 煤层受冲刷区域巷道

常规三维地震解释方法虽可以大致确定冲刷带范围，但其倚重于时间剖面进行解释，解释精度往往和解释人员的实际经验有关。方差体技术利用相邻道相位、振幅等信息的相近性间接描述地层和岩性等横向非均匀性变化，在判别冲刷带、陷落柱、断层和岩浆岩侵入区等地质异常体的平面位置方面十分有效。与常规三维地震资料解释方法相比，方差体技术最大优点是依据原始地震资料自身包含的信息进行自动追踪解释，解释结果比较客观，人为因素影响较小[1-6]。

2 方差体技术解释方法

2.1 方差体技术原理

方差体技术的核心是求取数据体所有样点的方差值[4-5]。首先求每个样点的方差值，即通过某样点与计算出来的相邻地震道的一定时窗内所有样点的平均值之间的方差，然后加权归一化即可得出相应要求取的值。方差体计算方法如图2所示[1-3]。

图2 方差体计算方法示意

2.2 应用实例

图3中浅色、颜色均匀区域显示了煤层的连续性较好；深色、颜色杂乱区域表明该处煤层反射波不连续，或者说相关性较差，可判定为冲刷带。由图可知，当参与计算的道数较少且时窗较小时，煤层冲刷带内部细节刻画较清楚，但冲刷带边界刻画不够明晰。因此，在解释煤层冲刷带时，参与计算的道数和时窗宜选择大些。本次选择9道×9道，时窗100ms的参数进行解释。

依据方差体水平切片，划定4个可能有煤层赋存的区域，分别编号为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区(图3(d))。Ⅱ区和Ⅲ区之间的煤层冲刷带有43号未见煤钻孔控制；Ⅳ区以东、以北的冲刷带有新5号和建2号未见煤钻孔控制。对于Ⅰ区，区内无钻孔控制，但在Ⅰ区西北部约500m处有55号未见煤钻孔间接控制。通过对Ⅰ区时间剖面的分析，应为白垩系下统宜君组砾岩形成的反射波造成的假象(图4)。因此，结合钻孔与时间剖面，对Ⅰ区有煤区域予以否定。

图3 不同参数方差体水平切片

图4 Ⅰ区白垩系下统宜君组反射波在时间剖面上的反映

3 地质成果及验证

如图5所示，虚线为勘探前根据钻孔插值推测的冲刷边界，实线为勘探后解释的冲刷边界，冲刷边界以北区域均为冲刷带。

图5 采探结果对比

根据巷道揭露情况，煤厚自东往西逐渐减小，在见煤点A处煤厚突然减小，仅有0.9m(距勘探后冲刷边界仅40m)，见煤点B处煤厚3.1m。据此，该矿决定终止见煤点A处巷道的掘进，以避免不必要的经济损失。

4 结 论

(1)与常规三维地震解释方法相比，方差体技术解释方法在确定煤层冲刷带等区域性地质异常方面，可以从“全局”角度快速进行平面位置的确定。

(2)在进行冲刷带等区域地质异常解释时，参与计算的方差体参数不宜选择过小，否则会对边界刻画不够清晰。

(3)利用方差体技术进行解释时应对照钻孔进行约束，必要时需结合时间剖面进行综合分析，尽量减少多解和误判。

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[责任编辑：施红霞]

Application of Coherence Cube Technique in Coal Erosion Zones Delineation

YE Shu-gang

(CCTEG Xi’an Research Institute，Xi’an 710077，China)

The coherence cube technique was introduced simply，and it taking one coal mine of Huangling district of the northern part of Shaanxi province，based on the seismic exploration material was analyzed，then the coal erosion zones of the coal mine was delineated by coherence cube technique，according the practical situation of roadway exposed，the delineated results was accuracy.The practical example showed that the lines and time window that participated calculation should not be small，then restrained according drilling hole as explanation，synthesis analysis should be done with time section as necessity，then multiple solutions and error could be decreased.

coherence cube technique；erosion zone；amplitude；phase

2016-05-19

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2016.06.005

国家自然科学基金项目(青年基金)(41104087)；中煤科工集团西安研究院有限公司2015年度科技创新基金重点项目(2015XAYZD12)

叶树刚(1985-)，男，陕西汉中人，助理研究员，主要从事煤田三维地震勘探研究及应用工作。

叶树刚.方差体技术在圈定煤层冲刷带中的应用[J].煤矿开采，2016，21(6)：18-19，80.

TD166；P631.44

A

1006-6225(2016)06-0018-02