三維地震勘探技術(shù)在山西晉城某礦的應(yīng)用

劉松

【摘 要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤礦對(duì)安全越來(lái)越重視，要求煤礦“有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”，三維地震勘探技術(shù)在解決礦區(qū)地質(zhì)問(wèn)題，確保煤礦開(kāi)采安全上效果較好。在巷道未掘之前，提前通過(guò)地表施工探知地下的構(gòu)造詳情，效率較高。本文詳細(xì)探討了三維地震勘探的主要施工過(guò)程及應(yīng)用效果。

【關(guān)鍵詞】三維地震勘探；陷落柱；斷層

0 序言

為進(jìn)一步查明山西某煤礦首采區(qū)的詳細(xì)構(gòu)造情況和煤層賦存條件，通過(guò)三維地震勘探技術(shù)，較好的完成了甲方既定的地質(zhì)任務(wù)。

1 技術(shù)難點(diǎn)與對(duì)策

本次勘探區(qū)地處太行山的西南端，勘探區(qū)海拔標(biāo)高為767.7～980.3m，相對(duì)高差212.6m。溝谷發(fā)育，沿溝谷兩側(cè)階地及山梁廣為第四系黃土、褐黃色砂土、棕紅色亞粘土覆蓋，基巖局部出露，且風(fēng)化程度高。村莊等障礙物以及耕地分布較多。

1）地表?xiàng)l件復(fù)雜

采取的主要措施：

（1）專(zhuān)門(mén)成立伐樹(shù)隊(duì)。抽專(zhuān)職人員，跟隨測(cè)量隊(duì)伍，對(duì)沿測(cè)線及炮排的密集樹(shù)林使用電鋸，砍刀等進(jìn)行整理，確保基本的通視和通行要求。

（2）針對(duì)不同地表分別進(jìn)行生產(chǎn)前實(shí)驗(yàn)工作，獲得了不同地表?xiàng)l件的地震波激發(fā)層位。

井深：基巖區(qū)2-3m；粘土區(qū)4-7m；黃土區(qū)達(dá)到紅土層或者風(fēng)化基巖層。

藥量：1-1.5kg，在保證安全的情況下盡量使用1.5kg。村莊附近藥量0.5kg。

2）障礙物較多

施工過(guò)程中，有幾個(gè)比較大的村莊采用恢復(fù)性放炮來(lái)實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資料的采集，采取有針對(duì)性的措施：

（1）如有炮點(diǎn)或檢波點(diǎn)缺失，應(yīng)及時(shí)采用恢復(fù)性放炮方式進(jìn)行彌補(bǔ)。通過(guò)柴莊、賈寨、羊泉鄉(xiāng)以及油坊頭等村莊時(shí)，多采用此方法。村內(nèi)的炮點(diǎn)因?yàn)榘踩蚧径紒G了，在村前村后提前加炮，把村內(nèi)丟的炮點(diǎn)補(bǔ)上。同時(shí)根據(jù)克朗設(shè)計(jì)軟件為加炮設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的排列，保證村下資料的覆蓋次數(shù)。

（2）通過(guò)村莊等障礙物時(shí)，應(yīng)將村莊內(nèi)檢波器埋置到位；不能到位的采取測(cè)量實(shí)測(cè)，并詳細(xì)記錄。

（3）通過(guò)西河、董王巖、瓦窯上，崔家溝，前莊和后坡等小障礙物時(shí)，采取炮點(diǎn)變觀，加大接受排列兩方面措施保證村莊下面資料的獲得。

2 資料處理

地震數(shù)據(jù)處理是地震勘探工程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，合理的處理流程和參數(shù)能夠?qū)⒁延幸巴鈹?shù)據(jù)所包含的有用信息完整地展現(xiàn)給資料解釋人員，提高解釋精度。

1）本區(qū)地震資料特點(diǎn)

（1）面波較發(fā)育，主頻約為10-25Hz；

（2）局部有淺層折射鳴震；

（3）個(gè)別單炮有較明顯的風(fēng)噪聲等高頻干擾背景；

（4）部分單炮有強(qiáng)能量聲波干擾；

（5）有效反射波能量較強(qiáng)，信噪比高。

2）處理流程

本次資料處理針對(duì)本區(qū)原始資料的主要特征和本次承擔(dān)的地質(zhì)任務(wù)，通過(guò)對(duì)一束地震數(shù)據(jù)的試驗(yàn)處理，來(lái)選用相對(duì)應(yīng)的處理模塊，并對(duì)處理中所選用的各個(gè)模塊均進(jìn)行了充分的參數(shù)測(cè)試，最終選取了適合本區(qū)資料的最佳處理流程。

主要核心的處理過(guò)程有：三維空間屬性定義，層析靜校正，干擾波剔除，反褶積，速度分析，DMO處理，隨機(jī)噪音衰減，疊前偏移。

三維地震勘探野外采集參數(shù)合理，處理流程正確，獲得了高質(zhì)量的CDP網(wǎng)格5m×5m×1ms的三維地震數(shù)據(jù)體（圖1）。

圖1 三維數(shù)據(jù)體籬笆圖

3 資料解釋

資料解釋是地震勘探工作的最后階段，是在鉆孔等已知地質(zhì)資料的約束下，把地震時(shí)間域的資料轉(zhuǎn)為深度域的礦方可以使用的地質(zhì)資料。

1）反射波地質(zhì)層位的確定

根據(jù)垂直時(shí)間剖面上反射波的產(chǎn)狀、相對(duì)強(qiáng)弱關(guān)系及空間位置，通過(guò)區(qū)內(nèi)鉆孔資料做人工地震合成記錄與實(shí)際過(guò)孔的地震時(shí)間剖面進(jìn)行對(duì)比分析，可準(zhǔn)確確定主要反射波的地質(zhì)屬性。

主要目的層反射波組合成記錄與實(shí)際剖面對(duì)比關(guān)系良好，吻合程度較高。根據(jù)三維地震勘探的主要地質(zhì)任務(wù)，對(duì)本區(qū)獲得的幾個(gè)反射波組進(jìn)行了地層屬性標(biāo)定（圖2），其波組特征和對(duì)應(yīng)的地層屬性分述如下：

（1）T3波

來(lái)自3#煤層的反射波稱(chēng)為T(mén)3波：具有能量強(qiáng)、連續(xù)性好，在時(shí)間剖面上表現(xiàn)為兩個(gè)正相位，全區(qū)可以連續(xù)追蹤，是該區(qū)的主要標(biāo)準(zhǔn)反射波之一。

（2）T15波

來(lái)自15#煤層的反射波稱(chēng)為T(mén)15波：具有能量強(qiáng)、連續(xù)性較好，在時(shí)間剖面上表現(xiàn)為一個(gè)正相位，全區(qū)基本可以連續(xù)追蹤，是該區(qū)的主要標(biāo)準(zhǔn)反射波之一。

2）斷層解釋

斷點(diǎn)解釋是一個(gè)關(guān)鍵而復(fù)雜的問(wèn)題，由正演得知，當(dāng)?shù)貙诱r(shí)，時(shí)間剖面上反射波同相軸穩(wěn)定、連續(xù)性好、沒(méi)有畸變。若時(shí)間剖面上標(biāo)準(zhǔn)反射波同相軸發(fā)生錯(cuò)斷、強(qiáng)相位轉(zhuǎn)換、分叉合并、同相軸數(shù)目增多或者發(fā)生扭曲變形等則是識(shí)別斷層的依據(jù)。

3）陷落柱解釋

陷落柱體內(nèi)地層與正常地層相比在連續(xù)性、產(chǎn)狀、巖性等方面存在很大的差異，這些物性差異是形成異常地震波的基礎(chǔ)，如繞射波、延遲繞射波、側(cè)面波等，皆可用作識(shí)別和判定陷落柱及其范圍的依據(jù)。

4 結(jié)論

本次三維地震勘探施工方法正確、觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)選擇合理，獲得了品質(zhì)良好的原始資料。

根據(jù)本區(qū)的特點(diǎn)，選用了正確的處理流程，處理中選用參數(shù)合理，獲得了較高品質(zhì)的三維數(shù)據(jù)體。依據(jù)規(guī)范有關(guān)評(píng)級(jí)要求，對(duì)地震時(shí)間剖面進(jìn)行質(zhì)量評(píng)級(jí)，I類(lèi)剖面占到64.63%。

共解釋斷層45條，陷落柱19個(gè)，查明了區(qū)內(nèi)主采煤層的底板起伏形態(tài)。礦方驗(yàn)證效果較好。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張新紅.三維地震勘探資料解釋技術(shù)在識(shí)別陷落柱中的應(yīng)用[J].中州煤炭，2013（07）.

[2]程建遠(yuǎn)，石顯新.中國(guó)煤炭物探技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2013（04）.

[3]李艷芳，程建遠(yuǎn)，朱紅娟，李剛.陷落柱三維地震屬性敏感度測(cè)試分析[J].2011（04）.

[4]朱書(shū)階，李林元，牛跟彥，等.永城礦區(qū)復(fù)雜條件下的三維地震勘探技術(shù)[J].煤炭技術(shù)，2007.