淺層地震反射波在礦山工程勘察中的識別與應用

薛強強

（甘肅省地礦局第二勘查院，甘肅 蘭州 730020）

筆者在本文首先對反射波的時距曲線公式進行了推導分析，隨后結合不同地質模型的正演計算獲取相應的反射波時距曲線，并結合工作人員在礦山工程勘察過程中所獲取的信號、數據，將反射波與信號、數據進行對比與識別。

1 淺層地震反射勘探

淺層地震反射勘探在礦山工程勘察工作中屬于一種方式方法，因其特有的高分辨率在實際的礦山工程勘察應用的過程中，能夠幫助相應的工作人員確定礦山地層界面、礦產基巖起伏變化的具體形態規律。利用正演計算所獲得的時距曲線進行地質結構狀況的判定，也就是說時距曲線是淺層地震反射勘探中最為重要的元素，也是識別礦山地質條件過程中最為重要的一個依據。

2 淺層地震反射波法原理

淺層地震反射波法在實際的應用中，水平層狀多介質礦山為最為常見的一種礦山工程條件，首先就要將礦山條件設定水平層狀介質，假定存在一組，并且激發點位O點，接收點為S點，i層介質的速度為Vi，i層介質的厚度為Hi，那么N層最底面的反射波通過勘探信號回傳接收到S點的時間也就是各個層介質間信號回傳的速度。

多層水平介質的時間距離方程的由來是針對于參數p進行消除后所得到的方程，而多層水平介質之間的曲線則為雙曲線。

3 地質模型正演模擬與實測記錄的對此

3.1 水平兩層介質

當水平兩層介質的地質條件的勘探工作中應用淺層地震反射波進行勘查，所獲得的時距曲線大多為單支的雙曲線，而當水平兩層介質中的第一層厚度大于某個值時，那么淺層地震反射波的時距曲線和淺層地震直達波的時距曲線能夠被工作人員輕松識別。如果礦山工程的待勘察區域僅僅只是兩層的地層結構類型，那么相應的工作人員就可以通過觀測系統的合理選擇、結合淺層地震反射波的波形特點，對獲取的信號進行分析，從而更為容易的識別出該勘察區域的反射波。

3.2 水平三層介質

本文在建立地質模型的過程中結合以往的識別經驗將水平三層介質的特點作為依照，已知第一層介質厚度為6m，且速度為500m/s，將水平三層介質的第二層介質厚度設置為20m，第二層介質的速度為2200m/s，在水平三層介質投入正演計算和繪圖等環節后，相應的工作人員能夠明確該地質的反射波、直達波以及折射波正演曲線趨。相應的技術人員能夠結合下圖中所映射的具體信息獲得第二層介質上下界面反射波距離炮點在18m處相交，那么當小于18m的時候反射波時距曲線一般會順從地層順序進行排列，如果大于18m的時候反射波的時距曲線則會與地層順序相反。結合本文構建的地質模型，在野外礦山工程地段選擇與該地質模型類似的一個水平三層介質地層進行信號、數據的采集，本文將采集后所獲得的原始信息記錄用下圖進行表示正演時距曲線的相應特點和規律。

圖1 正演曲線圖圖示

圖2 實測記錄圖示

4 復雜地震記錄反射波識別方法與處理方案

在礦山工程勘探工作進展的過程中工作人員要想識別反射波，由相應的工作人員進行實地考察，對該區域的歷史地質找礦記錄進行查閱，或利用多旋翼無人機進行特定范圍的空拍。

外業展開排列與地質狀況的了解是構建地質模型的兩個必要環節，針對于地質模型進行正演計算、以及繪圖，然后將原始所獲取的地質模型信息進行對照進一步分析目標地質層的反射波，對分析結果進行整體歸納總結，從而得到了接近實際地質層勘察結果的數據資料。

相應的工作人員在進行反射波識別的過程中還存在幾個重要的問題不能忽視。

相應的工作人員在進行反射波識別的過程中不能將淺層的折射波當做是目標地質層的反射波；不能將折射波后面所連續出現的“波”當做是目標地質層的反射波；當目標地質層的層間距較薄的時候，較薄的地質層上界、下界之間的反射波一旦時間小于波形周期，那么相應的工作人員就應該深度分辨慎重抉擇；提倡相應的工作人員能夠在識別目標地層反射波的過程中將正演時距曲線作為一個對照，從而使自身對目標地質層反射波判定的準確性得到進一步的提高。

如果當工作人員應用淺層地震反射波進行礦山工程勘察的過程中并未發現該地塊存在較為明顯的地震發射波，那么相應的工作人員就應該有針對性的采取一些方案，首先工作人員可以對目標礦山工程中的目標地質層狀況進行一個全面的了解，其次結合地質層狀況構建一個初步的地質模型并結合地質模型繪圖、結合以往的地質層反射波的勘探經驗建立正演時距曲線，將正演時距曲線作為目標地質層反射波最佳采集窗口的依據。其次就是設備儀器的選擇，一般情況下組合檢波器的使用優勢大于單個檢波器，針對于地震反射波不明顯的這一個情況本文提倡在設備儀器優化的過程中選擇應用組合檢波器；此外相應的工作人員可以結合不同的震動源尋求最為合適的激震方式，最后如果相應的工作人員發現地質模型與實際的待勘察地質情況存在著較大的差別，那么建議相應的工作人員對地質模型進行調整和修改。

5 結語

資源的合理利用以及自然環境的保護已經成為了當前社會可持續發展的重要部分，在礦山工程勘察中新技術新工藝的應用不僅能夠為相應的勘察工作人員提供有利的技術支撐，而且工作效率與工作質量也會得到一定程度的提高，本文所闡述的淺層地震反射波偵探方式，在實際應用中最為重要的環節就是反射波的識別環節，工作人員對反射波的識別在某種程度上影響著勘察成果的精度和可信度。