基于地震勘探的巖石物理分析預測采動裂隙

羅任植，王 輝，喬 會，武 浩

（陜西省煤田物探測繪有限公司，陜西 西安 710005）

0 引言

在煤礦采掘生產過程中，突水始終是安全生產的最大隱患之一。煤層與含水層之間是否存在導通通道，決定著煤礦是否可能發生突水事故。除天然的隔水層缺失外，以導水裂隙為主要導水通道，裂隙又分為自然裂隙和采動裂隙。采動裂隙是煤層采空后巖層失去支撐，在重力和地應力作用下形成的裂隙，絕大多數的導水裂隙屬于該類裂隙。因此預測采動裂隙對煤礦水害治理和安全生產有著非常重要的意義。采動裂隙是否會形成、形成之后與含水層的貫穿程度直接影響其導水能力，而煤層上覆巖層的巖石礦物成分、厚度、結構及力學特征等因素決定著采動裂隙的形成。地震勘探是以地層或巖層力學性質特征為研究對象的物探技術，地震資料中包含了豐富的地下力學信息，通過對這些信息的挖掘探索，可以獲取目的地層一定的巖石物理學性質。再通過這些性質的變化來判斷在煤層采掘過程中是否會形成采動裂隙，預測裂隙帶可能發生的范圍和程度，為煤礦的安全生產提供參考依據。

1 地震對地層含、富水性的判斷

要預測導水通道，首先需了解煤系地層的含水情況。地震勘探中地震波在地層中傳播的體波分為縱波和橫波2 種，縱波在介質中傳播速度公式可近似為，橫波則為，式中μ 為傳播介質剪切模量；E 為傳播介質的彈性模量；v為傳播介質的泊松比；……