科研开发项目立项任务书Word格式文档下载.docx
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2、防爆地质雷达技术是重庆煤科院最新研制生产的一种用于煤矿井下的矿井物探设备,是目前国内唯一定型批量生产的脉冲式防爆探地雷达装备。
该装备采用雷达波反射探测原理,超前探测矿井掘进头前方30-50米范围内的断层构造、陷落柱、溶洞、裂隙带、采空区、含水带等矿井地质异常情况。
3、地震属性的分类结合煤田地震勘探的特点,可以根据运动学/动力学特征把地震属性分为八个类别:
时间、振幅、频率、相位、吸收衰减、速度。
地震属性的类型很多,要根据解决的地质问题来选择相应的地震属性。
地震属性的关键在于属性提取,提取的方式包括同相轴属性提取和数据体属性提取。
中国矿业大学开发的煤矿三维地震数据动态解释系统具有地震属性模块,提取了21个一维、二维地震属性参数,并且计算了C3相干数据体与方差数据体。
丛0世纪90年代起地震属性技术开始在煤田三维地震勘探中得到应用,在地震地质条件较好的地区,可以解决的主要地质问题是⑴解释小构造,特别是落差小于5m的断层;
⑵探查隐伏陷落柱;
⑶探查采空区和古溶洞;
⑷预测奥陶系岩岩溶裂隙发育带;
⑸解释煤层底板的断裂结构发育带;
⑹解释煤层的分叉、合并、冲刷变薄带;
⑺预测瓦斯富集带。
三、主要研究、试验内容、目标、技术关键及主要技术经济指标
1、YTR(A)瑞利波探测仪是西安煤科院采用了瞬态法瑞利波勘探方法,仪器具有防爆性能,既可以应用于矿井地质构造勘探,又可以应用于地面工程勘探。
瑞利波超前探测技术用于探测30m到80m的地质异常体。
如石门厚度,断层、破碎、残余煤厚、下层煤厚度、大应力异常等。
2、KJH-D防爆地质雷达是重庆煤科院采用雷达波反射探测原理,超前探测矿井掘进头前方30-50米范围内的断层构造、陷落柱、溶洞、裂隙带、采空区、含水带等矿井地质异常情况。
利用断层、陷落柱等地质体与周围介质的电性差异(介电常数差异)产生电磁反射波,达到对目标探测和定位的目的。
3、多年来,中国矿业大学对煤田三维地震资料的解释方法进行了深入的研究,建立了煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室和国内唯一的岩性地震勘探实验室,在实际工作中积累了大量有益经验。
中国矿业大学配有岩性地震工作站及配套设备,带有各种地震资料处理和解释软件(包括d-Tect地震属性处理与模式识别系统),并配有磁带机、绘图仪、数字化仪、激光打印机等外部设备。
中国矿业大学课题组主要成员具有高级职称,具有多年的科研经历,承担了多个国家级的重大科研项目,包括973计划项目“煤矿重大瓦斯灾害的基础研究”和“煤矿突水机理和防治基础理论研究”、国家重大产业技术开发专项“西部煤炭资源吧高精度三维地震勘探技术开发”、国家自然基金项目“煤层瓦斯富集区的地震预测理论与方法研究”和“煤层气地震勘探理论和方法研究”。
四、达到的技术水平,经济、社会效益及推广应用前景
1、分析瑞利波探测条件,跟踪采掘进行超前探测,对比实际揭露地地质资料与探测结果,总结瑞利波与探测技术在突出煤层中断层、陷落柱、冲刷、煤层软分层特征反映,具体应用特征效果。
客观认识瑞利波超前探测构造技术在阳泉矿区的适用性,为进一步扩大工程应用做准备。
2、探地雷达具有高探测分辨率和高工作效率的特点,它逐渐成为浅部地球物理勘探的一种重要手段。
近年来,随着高频微电子技术、计算机数据处理方法水平和探地雷达工作方法的不断提高,探地雷达技术得到了长足的进步。
目前,该技术已经被广泛应用于工程地质调查、工程质量检测、矿产资源勘察、水文与生态环境调查、地质灾害探测、矿井地质探测、考古和地下掩埋物的探测等众多领域。
针对煤矿具体应用在:
井下巷道掘进前方(30-50米)超前探测瓦斯地质异常体;
断层;
陷落柱;
富含水带;
煤层顶底板及产状变化带等。
3、三维地震属性解释技术项目总体目标:
把地震属性技术应用于阳煤集团,对阳煤集团三维地震资料进行构造、煤层结构和岩性解释。
使阳煤集团煤田地震勘探的整体水平向前迈进,从构造勘探阶段进入岩性勘探阶段。
主要研究内容:
⑴、对2009年施工的三个采区(12.2km2)三维地震数据体进行地震属性解释,并且与传统解释模式进行对比分析,完善三维地震勘探解释方法,提高构造解释的准确率。
⑵、对以发生瓦斯突出的三维地震勘探区域(10km2)的地震数据体进行地震属性解释,寻找软煤及裂隙发育带在三维地震资料上的反映,探索三维地震探测瓦斯与煤突出区域的预测方法。
五、采用的研究、试验方法和技术路线(包括工艺流程)
1、YTR(A)瑞利波探测仪采用了瞬态法瑞利波勘探方法,仪器具有防爆性能,既可以应用于矿井地质构造勘探,又可以应用于地面工程勘探。
瞬态法锐利波勘探的工作过程是在放炮点上一个瞬态冲击振动作为震源,该震源产生一定频率范围的瑞利波,不同频率和振幅的瑞利波叠加在一起向前传播,在震源△x处的测线上,采用纵观测系统,即震源和传感器并列在一条直线上,以道间距为△x安置有两个或两个以上单分量加速度传感器,对于布置传感器的道间距△x,理论上讲△x越大,所接收瑞利波频谱的低频成分越丰富,对加大勘探深度非常有利。
如果△x越小,所接收的各道信号就没有足够的相位差,从而无法保证资料处理。
由于施工现场条件限制,应视施工现场场地大小决定△x,在通常情况下,道间距△x约为100cm左右。
震源激发点距第一个传感器△x也布置约为100cm左右。
2、KJH-D防爆地质雷达
⑴、巷道掘进头超前探测时,在巷道掘进面上架设发射和接收天线,在掘进面上同时发射和接收反射脉冲信号,然后根据回波信号走时来计算异常体界面的距离和位置。
⑵、巷道两帮探测方法是在巷道同一帮按照一定天线间距和移动步距架设发射和接收天线。
在同一帮上同时发射脉冲信号和接收反射脉冲信号,并同时移动发射和接收天线对工作面进行探地雷达扫描,然后根据回波信号和扫描线排列组成的雷达剖面来探测工作面内部的异常体的距离和位置。
⑶、巷道顶底板探测方法是在巷道沿底板(或顶板)按照一定的天线间距和移动步距架设发射和接收天线。
在同一平面上同时发射脉冲信号和接收反射脉冲信号,并移动发射和接收天线对底板(或顶板)进行探地雷达扫描,然后根据回波信号和扫描线排列组成的雷达剖面来探测底板(或顶板)内部的异常体的距离和位置。
3、三维地震属性解释技术项目
⑴、地震属性提取
⑵、地震属性处理
⑶、地震属性显示
⑷、地震属性解释
六、现有技术基础及条件
近年来,我们运用三维地震勘探法对采区工作面进行了对隐伏构造的探测和预报,收到了良好的效果,定性和定量的准确性方面前进了一步,使得我们对地质构造(现象)的预测预报达到了一个新的台阶。
我矿先后已进行了三次三维地震勘探,技术人员克服了山高道险、成孔艰难和土地协调困难等一系列不利因素,保质保量地取得了第一手资料资料,处理和解释工作完成后,同步完成了报告图件的CAD成图、报告的编制和提交工作。
3#、8#、15#煤层是三维地震所控制的主要煤层。
成果资料圈定了勘探区内的三维地震物探异常区,并对异常区做出定性解释,查明了3#、8#、15#煤层底板的赋存形态和控制了其深度,对3#、8#和15#煤层中发育的陷落柱进行了控制,对3#煤层冲刷变薄带进行了解释,对3#、8#和15#煤层的厚度进行了定性解释。
七、地点、试验规模和进度安排
新景矿3#煤芦南二区、芦北采区及各掘进工作面。
需要增加两名专职的物探人员,专门从事物探资料的分析和运用,进一步提高地质构造(现象)的预测准确程度,为生产技术和安全管理部门提供较为准确的地质预测预报,便于各级领导和部门合理安排生产计划,正确制定采煤方法和安全管理措施,为煤炭资源和减少人为的不合理资源浪费现象打下了良好基础。
八、承担单位和主要协作单位及分工
阳泉煤业(集团)有限责任公司新景矿,负责井上下基础资料收集、分析,采集探测点测量、地质描素采集、矿压数据、御压孔钻屑计量等资料;
协作单位:
西安煤科院、重庆煤科院、中国矿业大学,负责技术指导,勘探的数据采集作业、数据处理、报告提交和数据整理;
地震数据处理于解释:
22.2万元(1万元/km2)
编制研究报告:
1万元
合计23.2万元
2009年9月签订合同;
2009年10月地震数据的收集与处理;
2009年11月利用地震属性技术对三维地震资料重新解释。
2009年12月研究报告编制。
九、项目研究人员名单
姓名
性别
单位(部门)
职务、职称
承担内容
负责人
冯宏
男
西安煤科院
教授
项目的具体实施、报告编写
宋劲
重庆煤科院
刘树才
中国矿业大学
项
目
主
要
参
加
人
员
十、项目研究人员(内部)名单
新景矿
总工程师
项目的协调、方案论证审核
齐贵明
新景矿地测部
部长
张会青
主任工程师
项目的现场协调
邱爱红
部长助理
项目的现场实施
张维滨
地质组长
项目的现场实施及数据采集
十一、项目用到的及需要增添的主要设备、仪器、材料
瑞利波探测仪器各一台
防爆地质雷达一台
煤矿三维地震数据动态解释系统软件
十二、经费总概算
序号
费用名称
金额(万元)
备注
1
研发费
50
2
人员工资费
10
3
科研材料费
20
4
测试费
5
设备费
100
6
鉴定费
7
8
9
合计
200
十三、经费支出明细预算表
小计
金额(千元)
2009年
2010年
科研人工费
科研设备仪器
1000
科研材料费
科研设备租赁费
500
科研用图书资料费
试验检验费
科研设备修理费
研发机构公用费用
关键设备、仪器购置费
11
与技术开发相关的其他费用
2000
十四、技术的先进性与技术资料
1.对掘进、开拓工作面地质构造(现象)的预测预报一直是摆在地质工作人员面前的难题,因勘探钻孔仅能控制一点,钻孔间距最小也在500米左右,无法大面积准确控制煤层地质构造形态。
而采用巷道超前的物探方法(瑞利波探测技术、防爆地质雷达技术、三维地震属性解释技术),现已推广应用,取得了较好的地质效果,为矿井实现高效高产,安全生产铺平了道路。
同时,三种物探方法也是解决矿井生产复杂地表及地质构造的有效物探手段。
所以有必要开展瑞利波探测技术、防爆地质雷达技术、三维地震属性解释技术工作,以控制区内的构造形态,如断层、褶皱、陷落柱、3#煤层冲刷变薄无煤带等地质构造(现象)。
2.提供YTR(A)瑞利波探测仪、KJH-D防爆地质雷达探测仪和三维地震属性解释技术软件。
3.更高水平地培训超前物探技术人员。
十五、技术成果与形式
1、采用三种物探方法进行联合探测,然后进行生产验证,总结技术经验,修改探测方法和参数,提高探测准确性,以查明区内的断层以及其它影响煤矿开采的构造,然后对资料进行深入细致地分析和研究,利用现有资料,加强采探对比,尽量提高解释精度,确保矿井生产的安全与效益。
2.提供YTR(A)瑞利波探测仪、KJH-D防爆地质雷达探测仪和三维地震属性解释技术软件。
3.更高水平地培训超前物探技术人员,以掌握仪器使用,以及相关技术应用推广。
十六、审批意见
1.申报单位意见:
负责人:
(签章)
年月日
2.管理部门意见:
负责人:
3.专家组意见:
专家组组长:
4.审批意见:
(签章)
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