煤礦構造地震勘探技術思考范文

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1三維地震野外施工方法

1.1試驗工作施工前先進行低速帶調查，并進行各種參數試驗，具體參數如下：a)基巖出露區用風鉆鉆進成孔，孔深3m，藥量選為1kg～1.5kg；b)薄黃土覆蓋區風鉆成孔，孔深至基巖面下1m～2m，藥量選為1kg～1.5kg；c)厚黃土覆蓋區機械鉆（機械鉆到達不了的地方用洛陽鏟）成孔，孔深至基巖面，藥量選為2kg～3kg；d)本區干擾波主要有面波、聲波和一些隨機干擾，采取埋悶井和壓土袋，壓制干擾較為明顯。

1.2觀測系統的確定

1.2.1覆蓋次數選擇覆蓋次數選擇取決于與信噪比有關的因數：隨機噪聲強弱、壓制多次波、保證速度分析精度和表層靜校正量求取質量[1]。本區地震勘探的覆蓋次數選為4×5=20次。

1.2.2最大炮檢距Xmax選擇最大炮檢距選擇要考慮的因素包括：大入射角入射時對反射系數穩定性的影響、動校拉伸畸變對信號頻率的影響、速度分析精度要求等。為防止大入射角入射時反射系數不穩定的影響，最大炮檢距應近似等于主要目標深度，即：Xmax≈目標深度。本次勘探的最大主要目的層5#煤層的深度約450m，最大炮檢距應在360m～500m附近較為合理，這同時也避免了因動校正引起的拉伸畸變、接口曲率變化引起的反射點彌散現象。

1.2.3鑲邊寬度鑲邊寬度選擇主要考慮：目的層埋深及勘探邊界巖沿X、Y方向的最大傾角。本區地層總體走向南北，傾向西，傾角一般為3°～10°。5#煤層在西部埋藏深度約480m，垂直西邊界最大傾角10°左右，其鑲邊寬度應為84m，本次鑲邊寬度為95m。

1.2.4檢波器及組合選用依據完成地質任務所需主頻及頻帶，由檢波器頻率特征分析，選用自然頻率為60Hz的數字檢波器可以兼顧。考慮本區地形復雜等特點，擬采用3串組合檢波器同坑、無組內距的檢波器組合方式。

1.2.5觀測系統觀測系統參數見表1。

1.3本區施工技術難點及針對性措施a)由于本區表、淺層地震地質條件極為復雜———黃土覆蓋層較厚及基巖風化巖出露，為獲得較好單炮記錄、完成地質任務，必須改善激發條件。根據在鄰區的三維地震勘探施工經驗，采用不同成孔工具，包括：機械鉆、洛陽鏟、風鉆等。在區東南部黃土較厚地區，井深達到30m。在炮井下藥后埋井悶井，使震源藥柱與炮井孔壁最佳耦合，對于＜5m的炮井還在上面加壓沙袋，壓制面波及聲波干擾。針對本區刮風對記錄有較大影響，采用了挖坑埋實和去掉檢波點周圍附近雜物的方法，保證檢波器附近沒有干擾源；b)本區施工過程中另一個不利因素是村莊等建筑物。測區內有多個村莊，村莊部位采用三維觀測系統變觀軟件進行變觀，具體方法為采用大排列接收，增加炮點。檢波器盡可能沿設計位置翻墻越戶鋪設，遇到房屋可偏移布置，但要通知施工員。對村內及周邊所有炮點、檢波點進行復測；c)三維測區內有多條電力線通過，主要分布在西邊界處，西部邊界附近有北同蒲鐵路線，車流量較大，其方向與三維測線垂直。多種干擾同時影響地震采集工作，對地震單炮記錄有一定影響。針對此情況，在該部位采取了以下應對措施：(a)加強放炮時的背景噪音監控；(b)增加接收道數，提高該部分疊加次數，保證疊加剖面質量；d)針對本區地表高差變化大，地表地震地質條件復雜等實際情況所設計的10線8炮觀測系統，具有共面元道集內炮檢距分布均勻，反射方位角分布均勻等特點。既可保證同時接收淺、中、深各個目的層信息，又能提高速度分析精度；同時，均勻分布的較廣反射方位角可真實顯示三維地震反射波的射線特點，提高成像精度；e)本次施工采用60Hz高靈敏度檢波器，盡量提高高頻反射信號。檢波器挖坑埋置，清除周邊雜草，以減少外界高頻干擾。

2地震資料處理和解釋方法

2.1資料處理在本次數據處理中，結合勘探區地質任務和勘探區淺、深層地震地質條件，在試處理基礎上，選擇了適合本區特點的處理模塊及處理參數，針對性地制定處理流程，做好每一個處理環節的質量監控，確保了處理成果的質量和效果。主要流程包括：靜校正處理、真振幅恢復和壓制干擾波的處理、速度分析、剩余靜校正處理及三維保幅疊加、疊后處理、偏移等。

2.2資料解釋a)搜集整理工區內鉆井資料、測井資料、生產和測試資料等，分析區內地質構造規律，對所有資料歸類、統計并建檔，以備隨時調取使用；建立解釋工作數據庫，加載所有必要資料；b)利用三維可視化（旋轉、光照、透視）技術及動態演示功能，了解工區構造特征及地層接觸關系等背景；c)快速提取反射波屬性，對工區構造特征，特別是斷層展布規律作進一步認識；d)收集工區的井曲線及以往地震資料，認識、分析并借鑒以往所標定的各主要目的層波組特征，并應用于工區標定；e)資料解釋時，任意向時間剖面和水平切片、層拉平切片及各種屬性分析相結合，先用大網格進行層位閉合及大構造解釋，之后逐步加密作詳細解釋。同時運用三維可視化、水平時間切片、屬性解釋等技術進行綜合解釋研究，最終形成精細解釋方案[2]；f)根據解釋成果，進行各種圖件的制作。

3勘探結果及驗證情況

經過野外數據采集及室內資料處理、解釋，全區共揭露斷層16條、陷落柱1個。該公司在勘探區范圍內進行地面鉆探，對區內個別大斷層進行了驗證，在生產過程中所揭露斷層對勘探確定斷層進行進一步驗證。如在2#煤首采工作面掘進中，遇見了地震所圈定的斷層4條，位置在允許偏移范圍內。但落差小于5m的斷層在回采過程中有時沒有，該處僅有巖性變化，且落差判斷不準確。

4結語

三維地震勘探對大于5m的斷層及主采煤層賦存情況探測起到很好效果，根據地震勘探成果對原礦井采區設計進行了優化修改，確保了煤礦投產后順利施工。高分辨率三維地震勘探對于綜采礦井是很有必要推廣的一項探查手段。

作者：劉光輝 單位：山西省煤炭工業廳煤炭資源地質局