三維地震勘探技術在煤礦采空區的探測應用

段剛

河北省煤田地質局物測地質隊

三維地震勘探技術在煤礦采空區的探測應用

段剛

河北省煤田地質局物測地質隊

關于地震勘探，其是當前探測采空區的有效方式。在內現階段中，隨著我國煤炭開采技術以及綜采程度不斷提高，其對工作面地質的要求也越來越嚴格。本文將從理論上來重點探討和分析采空區的波形特征，并運用具體事例來對安慰地震勘探技術在煤礦采空區的探測應用進行詳細的敘述。

三維地震勘探；煤礦；采空區

關于采空區，其主要就是指地下礦體在被相關人員采出后所留下的空洞區。采空區的出現，不僅在一定程度上影響整個煤礦的生產安全，還會嚴重導致地表沉陷問題的出現。為了能夠避免這種情況的出現，相關人員必須要采取相應的技術，也就是三維地震勘探技術。這種技術在煤礦采空區的應用，起到了重要的作用。因而為了能夠更好的推動我國煤礦的開采工作，就必須要重視煤礦采空區的問題。

1.地質概況及地震地質條件

以山東某礦產為例，其在地層中自上而下分別是古生界奧陶系、石炭系、二迭系[1]。多于煤系，其主要系為上統太原組和二迭系下統山西組，在這其中，山西組3煤層大約厚為5.35m,因而是其區內中的主采煤層。

在當前的礦井表層中，其大多都是粘土和砂互層沉積，同時在厚度上，不僅變化大，其結構也比較復雜。只有選擇合適的激發層位，才能夠適使得地震勘探目的層反射波。對于當前的山西組3層煤炭來說，其沉積穩定，且厚度大，進而能夠較好的形成優勢較多的反射波，即能量強、連續性好以及信噪好。在這種情況下，自然而然，該地的勘探地震地質條件較好。

2.三維地震勘探技術

關于三維地震勘探技術，其就是屬于一項綜合性的應用技術，具體來說，就是集物理學、數學以及計算機學為一體的綜合技術。該技術在實際應用中主要目的是為了能夠更使煤礦開采地下目標的圖像更清晰，且位置預測更可靠。三維地震勘探技術的應用不僅是地球物理勘探中最重要的方法之一，還是目前煤炭等礦產資源的主要勘探技術之一[2]。因為三維地震勘探技術是由二維地震勘探技術逐步發展起來的，在內容上主要有三個部分，野外地震數據資料采集、室內數據處理和資料解釋這3部分內容組成。

關于野外地震數據資料采集，其在具體工序上有很多，如，測量、鉆淺井孔埋炸藥（也就是在使用炸藥震源時）、埋檢波器、布置電纜線至以及儀器車等幾道工序。

所謂的室內數據處理就將相關人員所采集到的大量地震信息數據輸入進專用電子計算機，在此過程中，還要能夠按不同要求使用針對性的功能以及不同的程序進行相應的處理運算，與此同時，還需要經各種處理的數據進行疊加和偏移，進而使得其在最后得到關于地震剖面或三維數據體文件。

3.三維地震勘探技術在煤礦采區的探測應用

三維地震勘探技術對于當前煤礦采空區的應用，主要表現在以下幾個方面：

3.1 采空區在地震時間剖面上的特征

對于三維地震數據，其主要包含了較為豐富的地質信息。在實際中的時間剖面上，主要表現在以下三個方面：一是，煤層的反射波逐漸變弱，同時在采空區邊界處其與相同軸頻率和產狀會發生一定的變化，而在采空區內部反射波同相軸不連續且沒有一定的秩序，進而顯得雜亂無章；二是，在煤層反射波同相軸變弱的情況下，其頻率與產狀產生較大的變化，特別是在與周圍非采空區煤層的反射波中存在嚴重的差異[3]。另外，在煤層反射波的影響下，煤層層位所反射波也同相軸增強；三是，在實際中的地震時間剖面上，其主要表現在煤層反射波的缺失上。如下圖：

3.2 采空區在地震屬性切片上的顯示

關于地震屬性，其主要就是指相關人員根據地震數據所提煉出來的運動學、動力學以及統計學地震特殊測量值。在實際地震屬性分析上，具體包括結構方面，如地震層面屬性、地震層間屬性以及地震屬性分析這幾個方面。對于這幾個不同的屬性，其也會在一定程度上揭示不同且不容易探測的地質體的巖性和物性變化[4]。地震層間屬性是屬于統計學特征的范疇中，在其中，主要是通過給定的2個層位間的屬性阿里進行相應的統計計算，在這過程中，需要相關人員將計算結果在具體的面上所表現出來。通國這種形式，能夠更好的突出和刻畫在煤層間內異常地質體的屬性特征。

3.3 資料處理

關于資料處理，其在實際應用中主要是為了能夠以高分辨率、高信噪比以及高保真處理為主要目的，來對相關的重點環節進行針對性的分析，如速度分析、靜校正和偏移等環節，在此過程中，還需要相關人員做好真振幅恢復和地表一致性反褶積等相關的處理工作。在其處理過程中，要能夠在一定程度上減少修飾性處理，之所以這樣做，主要是為了能夠使其獲得的地震資料真實客觀的反應當地煤礦采空區的實際情況。

結語

綜合上述，通過本文對三維地震勘探技術在煤礦采空區中應用的探討和分析，得知其具有的重要作用。在煤礦采空區中利用地震勘探技術，能夠根據反射波在實際上的表現特征更好的推斷出該采空區的沖填和塌陷的具體情況。在具體的解釋過程中，其充分對采空區在時間剖面上的體征和利用地震具有的屬性來進行分析，進而在一定程度上實現了對煤礦采空區的精細解釋目的。總之，三維地震勘探技術在尋探測煤礦采空區范圍以及賦存形態各方面都取得較好的效果，為當前我國煤礦建設發展起到了重要的作用。

[1]霍軍鵬,周竹峰,王萬合.三維地震勘探技術在煤礦采空區探測中的用[J].黑龍江科技信息,2012,14：15-16

[2]李建武,職榮軍,武書泉,梅超.三維地震勘探技術在靈新煤礦采空區探測中的應用[J].西部探礦工程,2016,05：100-101+106.

[3]劉芳曉,趙祿順,李元杰,王曉亮.三維地震勘探技術應用于韓城桑樹坪井田采空區探測的方法研究[J].西部探礦工程,2015, 02：153-156.

[4]王立國.三維地震勘探技術在查找煤礦采空區、陷落柱等地質異常體中的應用[J].西部探礦工程,2013,08：142-143+148.