[发明专利]一种基于地震信息的煤矿水害预测评价方法

说明书

一种基于地震信息的煤矿水害预测评价方法，属于煤矿水害预测评价方法。该煤矿水害预测评价方法：包括地震属性、地震岩性反演、概率神经网络反演三种岩性解释方法；把影响煤层顶底板突水的影响因素归结为构造、岩性和水文地质等三个类别；利用多种岩性地震解释方法获得构造、岩性和水文地质信息并进行量化，建立考虑三类影响因素的预测评价模型，预测划分采区各部分的突水危险程度，对煤矿水害进行了预测评价。优点：应用地球物理与采矿工程、水文地质相互交叉技术，为煤矿防治水与安全生产提供地质保障。

技术领域

本发明涉及一种煤矿水害预测评价方法，特别是一种基于地震信息的煤矿水害预测评价方法。

背景技术

随着煤矿的深部开采，在生产中所遇到的各种问题也越来越突出，其中煤层顶底板突水是影响煤矿安全生产的灾害性问题。煤层顶底板突水是一种受许多因素控制的动态现象，主要因素有顶底板承压含水层、隔水层厚度与隔水能力、地质构造、采矿活动等。特别是在太原统灰岩或奥陶系灰岩作为煤系地层基底时，一般都存在含水层富水性强、水压高，隔水层薄，区内张裂性、张剪性断裂及陷落柱较发育的情况。在煤矿开采时，灰岩水往往借助于小断层或岩溶陷落柱等导水通道，突破煤层底板涌入矿井。

煤矿水害是煤炭生产中长期存在的一个严重问题。因此，为矿井防治水提供水文地质依据，对可能突水点进行预报，是当前煤矿生产中亟待解决的重要课题。

迄今为止，煤层顶底板突水的预测方法是传统水文地质学方法，如斯列萨列夫公式、突水系数法及“下三带理论”等。这些方法的共同缺点是所考虑的突水因素少，对于含水层富水性、隔水层厚度、地质构造的探测主要采用钻探和抽水试验，故预测精度较低，不能满足煤矿生产中对水文地质资料的要求。

从20世纪80年代起，各种地球物理勘探方法在煤矿地面水文地质调查中得到了广泛应用。时至今日，地球物理方法已经成为煤矿生产中必不可少的手段，并且在很大程度上替代了传统的水文地质方法。

当前，利用电磁勘探方法进行地面水文地质调查工作，有电阻率法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)等，解决的主要地质问题包括：

(1)勘探工作区的构造形态，断层、褶皱等地质构造的产状，追踪地质构造的延伸和展布方向，为划分水文地质单元、研究水文地质问题提供基础地质资料。

(2)探明矿区主要含水层和隔水层的埋深、层厚、产状和隐伏导水通道的位置；

(3)探明采区主要控水构造及岩溶、裂隙发育带、陷落柱的位置，并对其富水性进行评价；

(4)探明老窑采空区，圈定采空区积水范围。

电磁勘探方法存在的主要问题是具有体积勘探效应，无论是纵向分辨率还是横向分辨率均较低，同时受地面电磁干扰的影响较严重。

发明内容

本发明的目的是要提供一种基于地震信息的煤矿水害预测评价方法，解决传统方法都是从某一角度出发，考虑单一突水因素，预测精度较低的问题。

本发明的目的是这样实现的：该煤矿水害预测评价方法：把影响煤层顶底板突水的影响因素归结为构造、岩性和水文地质三个类别；利用多种岩性地震解释方法获得构造、岩性和水文地质信息并进行量化，建立考虑三类影响因素的预测评价模型，预测划分采区各部分的突水危险程度，对煤矿水害即煤层突水进行预测评价；所述的多种岩性地震解释方法包括地震属性、地震岩性反演、概率神经网络反演三种岩性解释方法。

所述的地震属性方法：地震属性为叠前、叠后地震数据中提取出来的运动学、动力学和统计学地震特征值；地震波中含有大量的地层构造信息，反映在密度、速度及其它弹性参量的差异上，这些差异导致了地震波在传播时间、振幅、相位、频率方面的变化或异常；对于地层中的小构造异常，用常规的人工识别方法往往是无能为力的，而利用地震属性可以对煤系地层的构造进行解释，查明断层、陷落柱和煤层的空间赋存形态。