基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測研究

蒲 青

（新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局綜合地質(zhì)勘查隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830000）

隨著我國近年來對(duì)礦山的大量開采，礦山采空區(qū)是對(duì)礦山工作人員威脅程度最高的地質(zhì)問題。針對(duì)礦山采空區(qū)綜合探測一直是礦山工作中需要重點(diǎn)研究的問題，只有對(duì)礦山采空區(qū)做到精準(zhǔn)的綜合探測，才能從根本上提高礦山采空區(qū)的安全系數(shù)[1]。三維地震勘探法是在二維地震勘探法的基礎(chǔ)上演化而來的，不但能夠更清晰的獲取三維地震勘探圖像，還能夠更加準(zhǔn)確的對(duì)礦山采空區(qū)進(jìn)行定位。三維地震勘探法通過將物理學(xué)、數(shù)學(xué)以及計(jì)算機(jī)學(xué)綜合起來，能夠更加科學(xué)、有效的對(duì)礦山采空區(qū)進(jìn)行綜合探測。由此可見，基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測研究是勢在必行的。因此，本文提出基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測方法研究。

1 基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測方法

考慮到傳統(tǒng)的礦山采空區(qū)綜合探測方法無法對(duì)礦山采空區(qū)剖面特征進(jìn)行清晰、精準(zhǔn)的獲取，缺乏先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件和軟件的支撐。因此，在本文提出的基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測方法中，首先，基于三維地震勘探法確定礦山采空區(qū)剖面特征，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)礦山采空區(qū)綜合探測。

1.1 確定礦山采空區(qū)剖面特征

在基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測方法中，最重要的一點(diǎn)就是確定礦山采空區(qū)剖面特征。利用三維地震勘探法，根據(jù)人工激發(fā)出的地震波在礦山地下巖層中的傳播路線以及時(shí)間，從而探測礦山地下巖層界面采空區(qū)的埋藏深度和形狀。在此基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)礦山地下地質(zhì)構(gòu)造，確定礦山采空區(qū)剖面特征。礦山采空區(qū)的剖面特征主要包括：反射波的不穩(wěn)定性以及不連續(xù)性和地震波的振幅頻率異常[2]。在一般情況下，中型和大型的礦山采空區(qū)的剖面特征具體表現(xiàn)為反射波的不穩(wěn)定性以及不連續(xù)性。由于礦山采空區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)條件，還可以根據(jù)地震波的振幅頻率確定礦山采空區(qū)剖面特征。根據(jù)對(duì)人工激發(fā)出的地震波的振幅頻率進(jìn)行分析，得知越是靠近礦山采空區(qū)地震波的振幅頻率越小。因此，三維地震勘探法是確定礦山采空區(qū)剖面特征的先進(jìn)手段。必須加大對(duì)三維地震勘探法的研究投入，才能更加精確地確定礦山采空區(qū)剖面特征，進(jìn)而對(duì)礦山采空區(qū)進(jìn)行綜合探測。

1.2 實(shí)現(xiàn)礦山采空區(qū)綜合探測

本文在確定礦山采空區(qū)剖面特征的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)礦山采空區(qū)綜合探測。由于礦山采空區(qū)的面積越來越大，這就要求對(duì)礦山采空區(qū)綜合探測的數(shù)據(jù)越來越精準(zhǔn)、可靠。考慮到三維地震勘探法能夠獲得一個(gè)較為完整的礦山采空區(qū)三維空間上的數(shù)據(jù)體。有理由相信基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測能夠獲得分辨率更高的礦山采空區(qū)剖面，可以詳細(xì)描述出礦山采空區(qū)綜合探測的具體情況。為了進(jìn)一步滿足礦山采空區(qū)綜合探測的實(shí)際情況，需要對(duì)礦山采空區(qū)剖面特征進(jìn)行較為細(xì)致的配比。這樣一來，可以充分結(jié)合三維地震勘探法，合理制定出礦山采空區(qū)綜合探測的探測類型及探測程度，更加貼近礦山采空區(qū)的實(shí)際應(yīng)用。

綜上所述，基于三維地震勘探法對(duì)礦山采空區(qū)進(jìn)行綜合探測早已經(jīng)不是紙上談兵。應(yīng)該加強(qiáng)三維地震勘探法在礦山采空區(qū)綜合探測方面的應(yīng)用推廣，致力于為礦山開采工作帶來的更高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，能夠有效避免礦山危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

2 仿真實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為驗(yàn)證基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測方法的可行性，本文通過仿真實(shí)驗(yàn)在Petrel軟件礦山采空區(qū)模型上進(jìn)行模擬測試。為避免外界因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，將所有參數(shù)設(shè)為初始值。首先采用本文提出的基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測方法進(jìn)行礦山采空區(qū)綜合探測，再使用傳統(tǒng)的礦山采空區(qū)綜合探測方法重復(fù)以上操作。設(shè)傳統(tǒng)的礦山采空區(qū)綜合探測方法為對(duì)照組，比較兩種探測方法下的探測可靠率。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述設(shè)計(jì)的仿真實(shí)驗(yàn)，記錄5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將兩種探測方法下對(duì)于礦山采空區(qū)綜合探測可靠率進(jìn)行對(duì)比。為了更直觀的體現(xiàn)出兩種探測方法對(duì)于礦山采空區(qū)綜合探測可靠率的差異性，本文特將仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制為曲線圖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖1所示。

圖1 探測可靠率對(duì)比圖

通過圖1可得出如下的結(jié)論，本文設(shè)計(jì)的基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測方法的探測可靠率相較于傳統(tǒng)的礦山采空區(qū)綜合探測方法具有明顯的提高。

因此得出以下結(jié)論，基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測方法可以提高探測可靠率，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山采空區(qū)綜合探測。

3 結(jié)語

隨著三維地震勘探法的逐步成熟，對(duì)于礦山采空區(qū)綜合探測的可靠率要求也隨之提高。基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測方法是針對(duì)礦山采空區(qū)進(jìn)行綜合探測的最實(shí)用和最可靠的方法。對(duì)于礦山采空區(qū)的綜合探測是確保礦山工作安全開展的重要前提條件，針對(duì)基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測方法的研究可以大幅度提高礦山采空區(qū)綜合探測的可靠率，完成傳統(tǒng)的礦山采空區(qū)綜合探測方法所不能完成的任務(wù)。基于三維地震勘探法的礦山采空區(qū)綜合探測方法是礦山采空區(qū)綜合探測的核心技術(shù)，為礦山采空區(qū)綜合探測提供學(xué)術(shù)意義。