三維地震勘探技術(shù)在山西某礦區(qū)的應(yīng)用

摘要：三維地震勘探技術(shù)在礦區(qū)的應(yīng)用，為煤礦安全生產(chǎn)起到了重要保障作用。山西省某礦區(qū)進(jìn)行了三維地震勘探技術(shù)的實(shí)踐，通過(guò)運(yùn)用三維地震勘探技術(shù)，對(duì)礦區(qū)內(nèi)的構(gòu)造及物探異常區(qū)進(jìn)行詳細(xì)解釋，為礦山生產(chǎn)提供詳細(xì)地質(zhì)依據(jù)。

前言

山西省陽(yáng)泉地區(qū)某礦中央盤區(qū)、北一盤區(qū)是該礦的接續(xù)采區(qū)，現(xiàn)有勘探程度雖然較高，但是，鉆孔密度不能滿足對(duì)20m以內(nèi)斷層及陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造的控制，斷層向深部和對(duì)煤層破壞及伴生構(gòu)造情況不清，影響礦井開(kāi)拓布局和采區(qū)設(shè)計(jì)的地質(zhì)因素（如落差小于20m的斷層和褶曲）未能得到有效控制，對(duì)采區(qū)設(shè)計(jì)和工作面布局產(chǎn)生不利影響。為進(jìn)一步查明該區(qū)煤系地層的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育規(guī)律和主采煤層的賦存情況，確保礦井生產(chǎn)建設(shè)順利進(jìn)行，為礦井開(kāi)拓布局和采區(qū)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的地質(zhì)依據(jù)，有利于合理布置巷道和采煤工作面，減少無(wú)效進(jìn)尺，提高礦井投資效益和經(jīng)濟(jì)效益，采用了三維地震勘探新技術(shù)，實(shí)施了三維地震勘探工作，取得了良好的地質(zhì)效果。

1 井田地質(zhì)特征

工作區(qū)內(nèi)地表大面積基巖出露，一部分被第四系中、上更新統(tǒng)砂質(zhì)粉土和粉砂質(zhì)粘土覆蓋，據(jù)露頭和鉆孔資料，區(qū)內(nèi)地層由老到新為：奧陶系中統(tǒng)峰峰組；石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組；二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組，上統(tǒng)上石盒子組和第四系。含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組，與本溪組連續(xù)沉積，整合接觸。本組地層是主要含煤地層，巖性以灰色、深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、灰?guī)r和煤組成，含煤7層，分別為8#、9#、11#、12#、13#、14#和15#煤層， 8#、9#、12#、13#沉積較穩(wěn)定，屬局部可采煤層，15#煤層在本區(qū)內(nèi)沉積穩(wěn)定，屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，其余為不可采煤層。底部以K1砂巖與下伏地層本溪組（C2b）分界。本組厚103.05～111.39m，平均107.09m。

2 二維地震方法在本次工作中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)采集

1、激發(fā)因素

觀測(cè)系統(tǒng)采用束狀10線10炮束狀中點(diǎn)發(fā)炮三維觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。井深基巖出露地段打到基巖內(nèi)3m，黃土覆蓋地段打到基巖界面，保證激發(fā)巖性為基巖界面。激發(fā)藥量采用成型柱狀炸藥，黃土覆蓋區(qū)藥量2.0Kg；巖石區(qū)藥量1.0Kg。在村莊及確實(shí)需要變觀的地區(qū)可減小藥量，但不得低于0.5kg，并且適當(dāng)增加激發(fā)點(diǎn)。

2、接收因素

使用法國(guó)生產(chǎn)的Sercel-428XL數(shù)字地震儀，記錄長(zhǎng)度：1.5s，采樣間隔0.5ms，接收頻帶為寬頻帶接收，檢波器組合形式為6個(gè)60Hz鋪設(shè)成點(diǎn)狀。前放增益12dB。

2.2 資料處理

處理前我們對(duì)該區(qū)的原始單炮和已有的地質(zhì)資料進(jìn)行了充分的分析，得出本區(qū)原始資料有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、發(fā)育有1組面波，頻率約為15-20Hz；2、局部有淺層折射干擾；3、部分單炮有較明顯的風(fēng)噪聲等高頻干擾背景；4、有能量較強(qiáng)的高信噪比的多組有效反射波。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)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)行了充分的測(cè)試，最終選取了適合本區(qū)資料的最佳處理模塊。并用選用的最佳處理模塊進(jìn)行了一束地震線的試驗(yàn)處理，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)線束所得剖面進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的分析后，采用三維地震資料處理軟件GeoQuest地震處理系統(tǒng)。資料處理以三維常規(guī)處理為主，包括野外數(shù)據(jù)解編、補(bǔ)償、編輯（剔除不正常道、建立空間屬性文件）、反褶積、速度分析、NMO疊加、剩余靜校正、三維一步法偏移等。

2.3 資料解釋

本區(qū)三維地震資料解釋應(yīng)用GeoQuest全三維解釋系統(tǒng)，利用處理所得三維數(shù)據(jù)體進(jìn)行解釋。在常規(guī)解釋的基礎(chǔ)上，我們利用基于地震層間屬性定量描述與識(shí)別陷落柱及斷層的最新解釋技術(shù)，通過(guò)對(duì)陷落柱發(fā)育的地質(zhì)特征及其地震響應(yīng)的研究，使得優(yōu)化后的更具有代表意義的地震層間屬性可以大大提高其分辨陷落柱檢測(cè)精度。同樣，地震層面屬性可以有效的提高分辨斷層（特別是小斷層）的能力。真正達(dá)到精細(xì)勘探，精細(xì)解釋的目的，充分挖掘地震采集資料所包含的地質(zhì)信息。

3 取得的成果

通過(guò)對(duì)工作區(qū)內(nèi)三維地震數(shù)據(jù)體的詳細(xì)解釋，查明了9#和15#煤層底板的起伏形態(tài)并控制了其深度；對(duì)區(qū)內(nèi)的陷落柱進(jìn)行了控制，發(fā)現(xiàn)有29個(gè)陷落柱；本次三維地震工作共解釋了47個(gè)撓曲；對(duì)工作區(qū)內(nèi)物探異常區(qū)進(jìn)行了圈定，共圈定異常區(qū)22處；對(duì)區(qū)內(nèi)大于15°的地段進(jìn)行了圈定；圈定了奧灰頂界面的起伏形態(tài)，并對(duì)15#煤層與奧陶系灰?guī)r頂界面之間的厚度進(jìn)行了解釋。

4 結(jié)論

本次三維地震勘探工作野外數(shù)據(jù)采集通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了施工方法及觀測(cè)系統(tǒng)，工作手段科學(xué)合理，得到的原始資料質(zhì)量較高；數(shù)據(jù)處理流程合理，獲得的處理成果質(zhì)量較好；資料解釋依據(jù)較為充分，充分發(fā)揮了三維地震勘探的優(yōu)勢(shì)，得到了較為詳細(xì)的地質(zhì)信息，提高了本區(qū)的地質(zhì)勘探精度，為下一步的井田生產(chǎn)工作提供了較為可靠的地質(zhì)依據(jù)。

作者簡(jiǎn)介：王念民（1973-），男，物探高級(jí)工程師，85年畢業(yè)至今就職于黑龍江省煤田地質(zhì)物測(cè)隊(duì)，隊(duì)長(zhǎng)。