三維地震勘探技術在山西某礦區(qū)的應用

摘要：三維地震勘探技術在礦區(qū)的應用，為煤礦安全生產起到了重要保障作用。山西省某礦區(qū)進行了三維地震勘探技術的實踐，通過運用三維地震勘探技術，對礦區(qū)內的構造及物探異常區(qū)進行詳細解釋，為礦山生產提供詳細地質依據。

前言

山西省陽泉地區(qū)某礦中央盤區(qū)、北一盤區(qū)是該礦的接續(xù)采區(qū)，現有勘探程度雖然較高，但是，鉆孔密度不能滿足對20m以內斷層及陷落柱等地質構造的控制，斷層向深部和對煤層破壞及伴生構造情況不清，影響礦井開拓布局和采區(qū)設計的地質因素（如落差小于20m的斷層和褶曲）未能得到有效控制，對采區(qū)設計和工作面布局產生不利影響。為進一步查明該區(qū)煤系地層的地質構造發(fā)育規(guī)律和主采煤層的賦存情況，確保礦井生產建設順利進行，為礦井開拓布局和采區(qū)設計提供準確的地質依據，有利于合理布置巷道和采煤工作面，減少無效進尺，提高礦井投資效益和經濟效益，采用了三維地震勘探新技術，實施了三維地震勘探工作，取得了良好的地質效果。

1 井田地質特征

工作區(qū)內地表大面積基巖出露，一部分被第四系中、上更新統(tǒng)砂質粉土和粉砂質粘土覆蓋，據露頭和鉆孔資料，區(qū)內地層由老到新為：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際應用

2.1 數據采集

1、激發(fā)因素

觀測系統(tǒng)采用束狀10線10炮束狀中點發(fā)炮三維觀測系統(tǒng)進行數據采集。井深基巖出露地段打到基巖內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。在村莊及確實需要變觀的地區(qū)可減小藥量，但不得低于0.5kg，并且適當增加激發(fā)點。

2、接收因素

使用法國生產的Sercel-428XL數字地震儀，記錄長度：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60Hz鋪設成點狀。前放增益12dB。

2.2 資料處理

處理前我們對該區(qū)的原始單炮和已有的地質資料進行了充分的分析，得出本區(qū)原始資料有以下幾個特點：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噪聲等高頻干擾背景；4、有能量較強的高信噪比的多組有效反射波。針對本區(qū)原始資料的主要特征和本次承擔的地質任務來選用相對應的處理模塊，并對處理中所選用的各個模塊均進行了充分的測試，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行了一束地震線的試驗處理，通過對試驗線束所得剖面進行認真細致的分析后，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，包括野外數據解編、補償、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用GeoQuest全三維解釋系統(tǒng)，利用處理所得三維數據體進行解釋。在常規(guī)解釋的基礎上，我們利用基于地震層間屬性定量描述與識別陷落柱及斷層的最新解釋技術，通過對陷落柱發(fā)育的地質特征及其地震響應的研究，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。真正達到精細勘探，精細解釋的目的，充分挖掘地震采集資料所包含的地質信息。

3 取得的成果

通過對工作區(qū)內三維地震數據體的詳細解釋，查明了9#和15#煤層底板的起伏形態(tài)并控制了其深度；對區(qū)內的陷落柱進行了控制，發(fā)現有29個陷落柱；本次三維地震工作共解釋了47個撓曲；對工作區(qū)內物探異常區(qū)進行了圈定，共圈定異常區(qū)22處；對區(qū)內大于15°的地段進行了圈定；圈定了奧灰頂界面的起伏形態(tài)，并對15#煤層與奧陶系灰?guī)r頂界面之間的厚度進行了解釋。

4 結論

本次三維地震勘探工作野外數據采集通過實驗確定了施工方法及觀測系統(tǒng)，工作手段科學合理，得到的原始資料質量較高；數據處理流程合理，獲得的處理成果質量較好；資料解釋依據較為充分，充分發(fā)揮了三維地震勘探的優(yōu)勢，得到了較為詳細的地質信息，提高了本區(qū)的地質勘探精度，為下一步的井田生產工作提供了較為可靠的地質依據。

作者簡介：王念民（1973-），男，物探高級工程師，85年畢業(yè)至今就職于黑龍江省煤田地質物測隊，隊長。