科研开发项目立项任务书.doc

项目编号： 山西国阳新能股份有限公司 科研开发项目立项任务书 项目名称： 3#煤层掘进超前地质构造与瓦斯突出物探探测试验研究 承担单位： 阳煤（集团）有限责任公司新景矿 开发机构： 西安煤科院、重庆煤科院、中国矿业大学 起止年月： 2010年1月——2010年12月 项目负责人：刘继勇 立项的目的意义及必要性 新景矿3#煤层瓦斯赋存条件复杂多变，在煤炭开采中，日益突出的瓦斯地质与构造问题严重威胁着煤矿生产的安全，尤其是难以预测的煤与瓦斯突出或爆炸的危险更为严重。因此，使用先进的地质、物探、钻探技术和装备，对3#煤层掘进巷道前方采区和工作面的地质条件进行综合探测和评价，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），在3#煤层掘进工作面进行地质构造超前物探，并在生产过程中进行验证，总结提高各种物探方法在3#煤层掘进工作面超前构造探测的准确性，适应性和探测有效距离，加强瓦斯地质预测预报，从而为掘进工作的超前地质构造、瓦斯地质预测预报提供有效、快捷、方便的探测方法，解决掘进工作面的超前预测预报难题，提高掘进效率和安全管理水平，查明影响开采的地质异常，保证生产的正常进行，对安全生产有着重要意义。 二、课题主要研究技术内容的国内外发展现状与趋势，国内现有技术基础，以及与课题有关的技术领域的国内外专利申请和授权情况 1、瑞利波探测技术是通过采集人工地震波所携带的地下信息来分析地质构造，其采用方法是面波频普分析法，也叫瞬态法，它是由震源产生一定带宽的脉冲，通过侧线上相距震源不同距离的两个接收传感器，把信号采集到瑞利波仪的记录中，利用FFT（快速速付里叶变换）和频谱分析技术，通过相干函数的互功率谱相位展开谱，从而得到两个记录信号在不同频率下瑞利波在传播过程中由于时滞而产生的相位差，根据两路不同频率信号的相位差就可计算出传播时间和速度。由A，B两点的已知距离，便可求得不同频率瑞利波的相速度，同时由此得到该点的频散曲线。 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