轉龍灣煤礦煤層沖刷帶的解釋方法研究

曹秀森

（河北省煤田地質局 環境地質調查院，河北 石家莊 050091）

1 概 況

煤層沖刷帶一般是指水流對泥炭層或煤層的沖蝕，并通常由砂質沉積物充填而成的地質綜合體，是一種常見的礦井地質現象[1]。煤層沖刷帶的存在對煤炭的正常采掘和安全生產造成了不利影響[2-3]。目前常用的煤層沖刷帶預測方法有沉積分析法、礦井物探法以及地質統計法等[4]，其中礦井物探法可分為井下電法勘探和地震勘探，而三維地震勘探是識別煤層沖刷帶最常用的技術手段[5-6]。

轉龍灣煤礦位于鄂爾多斯盆地的東北緣，主要可采煤層為侏羅系中下統的II-3 號煤層。根據煤層采掘及鉆孔的揭露情況，發現井田中存在古河流沖刷帶。因此，本文使用全波場地震模擬軟件建立了煤層沖刷帶的地質模型，通過正演模擬分析總結了沖刷帶在地震時間剖面上的判別標志，以期為煤礦的采掘和安全生產提供依據。

2 地質模型的建立

建立的地質模型長度1 000 m，深度400 m，包括煤層沖刷缺失區（250～350 m）、煤層沖刷變薄區1（450～550 m） 和煤層沖刷變薄區2（650～750 m），如圖1 所示。正常煤層的厚度為4 m，沖刷缺失區煤層厚度為0，沖刷變薄區1 煤層厚度為2 m，沖刷變薄區2 煤層厚度為3 m。煤層沖刷的區域為砂巖所填充。

圖1 煤層沖刷帶模型Fig.1 Model of coal seam erosion zone

模型具體的幾何與物性參數見表1。

表1 煤層沖刷帶模型的幾何與物性參數Table 1 Geometric and geophysical prameters of coal seam erosion zone model

3 沖刷帶正演模擬

本文采用Tesseral-2D 軟件對建立的地質模型進行正演模擬，該軟件是一種基于有限差分方法的波動方程模擬軟件，相對于射線追蹤方法能更好的反映地震波的動力學特征。……