澄合礦區物探適用性分析

趙國杰

摘 要：在已有大量物探工作資料的基礎上，詳細對比分析了澄合礦區物探工作條件、技術難點及工作成果，總結了三維地震、地面瞬變電磁測深法、直流電測深法、瞬變電磁法、礦井直流電法等物探方法在澄合礦區的適用性，有效指導了下一步物探工作。

關鍵詞：澄合礦區；地震勘探；電磁法勘探

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.047

1 前言

澄合礦區位于鄂爾多斯盆地東南緣渭北石炭—二疊紀煤田中段，含煤地層為上石炭統太原組和下二疊統山西組，平行不整合于奧陶統灰巖上[1-3]。礦區含煤建造呈北東～南西向“S”型展布，基本構造形態為一向北傾斜的單斜構造，地層產狀平緩，傾角一般5～10°，沿傾向及走向均發育有次一級褶曲，伴有北東向及東西向斷裂構造，且以斷裂構造為主，走向為東西向、北東 ～ 北東東及北北東向，尤其以高角度正斷層較為發育，逆斷層較少[4]。礦區采區地震勘探工作開始于2008年底，截止2013年上半年，澄合礦區開展的三維地震勘探項目有二十余個[5]，開展電磁工作十余項。通過兩項以往工作的對比研究，筆者分析總結了適合澄合礦區的物探方法體系，以供下一步物探勘探工作參考。

2 物探工作對比

2.1 物探工作條件對比

結合前人研究[5-6]，對研究區地震地質條件和電磁法勘探地電工作條件進行了對比梳理總結（表1）。研究區5號煤層埋藏深度一般在350～500m之間，煤層厚度較穩定，煤層反射波良好，與頂、底板巖層的電性差異明顯，地震地質條件和電測法地電條件良好。然而，因地表條件復雜、黃土覆蓋層較厚等，表淺層地震地質條件和電測法地電條件較差，是制約物探工作的難點所在。

2.2 研究成果

截至2018年底，澄合礦區共完成二、三維地震勘探項目27個，完成面積78.66km2。較地質勘探更加精細地解釋了5號煤層的賦存形態及埋藏深度，解釋了新生界松散覆蓋層的厚度，預測了各地震勘探區內煤層厚度的變化趨勢；共解釋斷層365條，褶皺59條，采空區6塊，陷落柱1個，煤層風氧化帶多處。

目前，礦區共開展地面電磁工作14項。完成地面瞬變電磁物理點18606個，完成井下瞬變電磁超前探260余次，完成井下電測深130余次。主要作用是對煤層圍巖的富含水性，煤層內斷層的導水性，對奧灰巖頂界附近巖溶發育及富水性進行評價。

3 適用性分析

研究區內三維地震勘探采用的觀測系統均為規則束狀觀系統，一般有10線10炮和8線8炮兩種類型，根據各勘探區目的層埋藏深度，采用不同的接收道，來調整最大炮檢距。從實際施工效果來看，這兩種觀測系統觀測方位角較寬，炮檢點的分布能夠使共中心點保證均勻覆蓋。

地面瞬變電磁測深法對淺層地層反應差，普適于研究區目的層埋深大于100m的勘探工程。

直流電測深法適用于研究區淺部目的層（埋深小于100m）的勘探或輔以瞬變電磁進行地層電性判別，但該方法受地形限制較大。

瞬變電磁法（TEM）觀測的是二次場，可在近區進行觀測（采用重疊回線裝置），其定向性好，可用于井下全方位探測，探測距離20～100m，但井下錨網支護對其數據存在一定影響。

礦井直流電法具有原理成熟、方法靈活、儀器簡便，抗干擾能力強等特點，最佳探測距離0～80m，該方法對井下接地條件要求較高，且施工效率低。

4 結論

（1）通過對比發現，研究區表、淺層地震地質條件和電測法地電條件較差，中、深層地震地質條件和電測法地電條件良好。

（2）三維地震勘探采用的觀測系統均為規則束狀觀系統，一般有10線10炮和8線8炮兩種類型；瞬變電磁法普適于研究區目的層埋深大于100m的勘探工程；直流電測深法適用于研究區埋深小于100m的勘探；瞬變電磁法可用于井下全方位探測，探測距離20～100m。

參考文獻：

[1]王雙明.鄂爾多斯盆地聚煤規律及煤炭資源評價[M].北京：煤炭工業出版社，1996.

[2]權新昌.澄合礦區煤系地層沉積環境及成煤條件分析[J].中國煤田地質，2006，26（07）：135-140.

[3]權新昌.澄合礦區煤系地層巖相特征[J].中國煤田地質，2007，15（10）：42-45.

[4]劉娜.澄合礦區煤系沉積特征和聚煤規律[D].西安：西安科技大學，2010：15-20.

[5]馬麗，馮西會，許德才.澄合礦區采區地震勘探技術分析與認識[J].山東煤炭科技，2014，5（50）：115-116.

[6]喬建華，馬麗.澄合礦區井田地震探測方法綜述[J].陜西煤炭，2012（04）：4-5+22.