三維地震勘探技術在晉城地區的應用研究

摘 要：由于本勘探區范圍內地質構造復雜，該井田利用了老礦的部分巷道，且老礦開采歷史較長，技術資料缺失嚴重，為查明該區域的構造，確保礦井建設期間的安全，需對該區域進行三維地震勘探。晉城地區的三維地震勘探工作，克服了山區作業、地形復雜、溝谷縱橫等困難，在這個區域取得了較好的地質效果。

關鍵詞：三維地震勘探；斷層；煤層

一、概況

本勘探區位于山西省東南部，晉城市西北部，中條山東北，黃河支流沁河中游。太行、太岳、中條三大山系銜接處。縣境四周環山，東至老馬嶺、岳神山與高平、晉城市澤州縣為鄰；西至東塢嶺與翼城縣搭界；南至仙翁山、舜王坪與陽城、垣曲縣接壤；北至香山嶺、關帝嶺、宇峻山與浮山、安澤、長子縣毗鄰。境內山巒重疊，溝壑縱橫，高差懸殊。

二、地震地質條件

1.表層地震地質條件

勘探區為一典型的低山山區地貌，溝谷縱橫，梁垣陡立，高差變化較大，最大相對高差約200m，除極少部分地段較平緩外，其余各處高差起伏較大。如此復雜的地形條件，不僅給測線布設、野外施工帶來相當大的困難，而且給靜校正參數測定及資料處理增加了難度。勘探區內地表多為山地和原始森林，灌木叢生，荊棘密布，有的地方還有村莊和耕地，這都會給野外施工和土地協調帶來一定困難。

此外，勘探區內交通困難，道路少而窄，多為羊腸小路，行車條件差，不利于機械化施工。綜合分析勘探區內表層地震地質條件較差。

2.淺層地震地質條件

本區淺層巖性橫向變化較小，有基巖出露區、第四系松散堆積物區。

第四系松散堆積物區（黃土覆蓋區、坡積物覆蓋區）面積較小，厚度基本都小于2m，分布于農田、溝谷、山坡，松散堆積物成份復雜，既有黃土、砂土填充，又有風化巖石碎塊，成孔困難，激發條件極差。

基巖出露區：占測區面積的絕大部分，出露巖性大部分為中～細粒砂巖、砂質泥巖及泥巖，巖石風化嚴重，大部分地段易于成孔，且激發條件較好，個別地段不易成孔。

總之，相對復雜的地表地震地質條件和淺層地震地質條件，對地震波的激發和接收較為不利。所以本區淺層地震地質條件一般。

3.深層地震地質條件

本次勘探的主要目的層是2#煤層和15#煤層。2#煤層埋藏深度變化較大，最深點在測區北部，埋深約600m，最淺點在測區西南部，埋深約110m，一般埋深在200m～350m。2#煤層厚度0～3.85m，平均厚度為2.6m，沉積穩定，結構簡單，傾角變化不大（2°～14°），一般不超過10°。2#煤層的速度與密度與上下圍巖有較大差異，是較好的波阻抗界面，可形成連續對比追蹤的反射波；勘探區內15#煤層上距2#煤層底板52.30m～94.58m，平均75.09m，也可形成較為連續的反射波，但由于15#煤層受2#煤層屏蔽作用影響，在部分地段15#煤層反射波能量較弱。綜合分析本區深層地震地質條件良好，也為圓滿完成本次勘探任務打下良好的地質基礎。

三、施工方法

1.觀測系統類型：

排列方式：束狀8線8炮，中點激發

接收道數：8×60=480道

接收線距：40m

接收道距：10m

最小非縱距：10m

最大非縱距：210m

最大炮檢距：366.20m

偏移距：10m

炮線網格：60m（縱向）×20m（橫向）

CDP間隔：5m（縱向）×10 m（橫向）

覆蓋次數：5次（縱向）×4次（橫向）

2.激發參數

單井激發、成型柱狀炸藥

井深：基巖出露區井深3m，坡積物厚度和黃土厚度小于2.5m的區域井深3m，在坡積物厚度大于2.5m的地方，采用3m*0.5kg雙井，個別黃土厚度大于2.5m的區域采用基巖界面激發。

藥量：除了坡積物厚度大于2.5m的地方藥量為0.5Kg雙井、其它區域藥量為1Kg。

四、取得的成果

1.本次三維地震勘探施工面積9.12km2，控制面積為4.0km2。完成生產線束27束；完成物理點4332個，其中試驗和小折射物理點40個，全部合格。完成生產物理點4292個，甲級物理點2937個，甲級品率68.43%，乙級物理點1355個，乙級品率為31.57%，空43炮，空炮率0.99%，合格品率為100%。

2.參加時間剖面品質抽查評級（40m×80m）的剖面長153.605km，其中Ⅰ類剖面90.280km，占58.77%；Ⅱ類剖面39.025km，占25.41%；Ⅲ類剖面24.300km，占15.82%；Ⅰ+Ⅱ類剖面總長129.305km，占84.18%。

3.本次三維地震勘探按《煤炭煤層氣地震勘探規范》共解釋斷點187個，其中A級斷點133個，占71.12%；B級斷點51個，占27.27%；C級斷點3個，占1.60%。組合斷層14條。全部為正斷層。可靠斷層8條，較可靠斷層3條，控制程度較差斷層3條。落差在0～5m的斷層2條，落差在5～10m的斷層1條，落差大于10m的斷層有11條。

4.查明了2#和15#號煤層底板的賦存形態并控制了其深度。

5.全區未發現長軸直徑大于20m的陷落柱。

6.區內未發現古窯和煤層沖刷變薄區，但是發現了一個異常區（YC）和兩個采空區（CK1、CK2）。

7.運用煤層厚度解釋軟件對2#煤層、15#煤層的厚度進行了定性解釋。

綜上所述，本次三維地震勘探較好地完成了其所承擔的地質任務，從而為本區以后的礦井開發建設提供了較為可靠的地質資料。

作者簡介：劉雪峰（1986-），男，現在黑龍江省地球物理勘察院工作。