煤系地层岩石物理力学性质与测井曲线参数的相关性研究

摘要

研究区-罗园井田地处阜凤逆冲推覆构造部位，地质构造复杂程度为中等偏复杂。断层及构造裂隙较发育，夹片地层岩性多破碎，主采煤层顶底板有软弱夹层及局部破碎带存在，工程地质条件较差。由于井田煤系地层地质构造和工程地质条件的复杂性，如何合理的布置不同开采水平的运输大巷和回风大巷，不仅影响该井田的基本建设投资和建设速度，而且影响该井田的正常生产。煤系地层岩石的物理力学性质是决定井田巷道布置方式的重要因素。因此，全面了解煤系地层岩石的物理力学性质，对于巷道布置方式的合理选择以及巷道的掘进与支护都具有重要的指导意义。
　　 鉴于以往获取岩石物理力学性质参数的常规方法，煤田地球物理测井具有测定方法简单，不扰动被测岩体的天然结构和天然应力状态，井能在岩体的各个部位广泛进行等优点。而作为地球物理测井成果的测井曲线能够携带大量和连续的煤系地层岩石的地质信息。因此，利用有限的岩芯实验数据，结合测井曲线来定量预测煤系地层岩石的物理力学性质具有重要的理论意义。
　　 本文利用罗园井田井筒检查孔煤系段的地球物理测井曲线和取样岩芯的物理力学性质试验数据，对位于煤系地层不同岩性分层的岩石物理力学参数与地球物理测井曲线幅值参数进行单因素相关分析。通过分析，获取了与煤系地层不同岩性分层的岩石物理力学参数相关性较为显著的测井曲线幅值参数。然后以相关关系较为显著的岩石物理力学性质参数和测井曲线幅值参数分别作为因变量和自变量，并对二者进行一元和多元线性回归分析。根据分析结果，确定回归方程和回归系数的显著性水平都较高，回归剩余残差较小的回归模型作为该井田煤系地层岩石物理力学性质参数的理想预测模型。最后利用该预测模型对井田副井井筒检查孔在煤系地层延伸段各岩性分层的岩石物理力学性质参数进行了预测，并检验了该预测模型的应用效果。