澄合礦區(qū)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(chǔ)上，詳細(xì)對比分析了澄合礦區(qū)物探工作條件、技術(shù)難點(diǎn)及工作成果，總結(jié)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(qū)的適用性，有效指導(dǎo)了下一步物探工作。

關(guān)鍵詞：澄合礦區(qū)；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(qū)位于鄂爾多斯盆地東南緣渭北石炭—二疊紀(jì)煤田中段，含煤地層為上石炭統(tǒng)太原組和下二疊統(tǒng)山西組，平行不整合于奧陶統(tǒng)灰?guī)r上[1-3]。礦區(qū)含煤建造呈北東～南西向“S”型展布，基本構(gòu)造形態(tài)為一向北傾斜的單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀平緩，傾角一般5～10°，沿傾向及走向均發(fā)育有次一級褶曲，伴有北東向及東西向斷裂構(gòu)造，且以斷裂構(gòu)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(fā)育，逆斷層較少[4]。礦區(qū)采區(qū)地震勘探工作開始于2008年底，截止2013年上半年，澄合礦區(qū)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(jié)了適合澄合礦區(qū)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(jié)合前人研究[5-6]，對研究區(qū)地震地質(zhì)條件和電磁法勘探地電工作條件進(jìn)行了對比梳理總結(jié)（表1）。研究區(qū)5號煤層埋藏深度一般在350～500m之間，煤層厚度較穩(wěn)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(zhì)條件和電測法地電條件良好。然而，因地表條件復(fù)雜、黃土覆蓋層較厚等，表淺層地震地質(zhì)條件和電測法地電條件較差，是制約物探工作的難點(diǎn)所在。

2.2 研究成果

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

目前，礦區(qū)共開展地面電磁工作14項。完成地面瞬變電磁物理點(diǎn)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(nèi)斷層的導(dǎo)水性，對奧灰?guī)r頂界附近巖溶發(fā)育及富水性進(jìn)行評價。

3 適用性分析

研究區(qū)內(nèi)三維地震勘探采用的觀測系統(tǒng)均為規(guī)則束狀觀系統(tǒng)，一般有10線10炮和8線8炮兩種類型，根據(jù)各勘探區(qū)目的層埋藏深度，采用不同的接收道，來調(diào)整最大炮檢距。從實(shí)際施工效果來看，這兩種觀測系統(tǒng)觀測方位角較寬，炮檢點(diǎn)的分布能夠使共中心點(diǎn)保證均勻覆蓋。

地面瞬變電磁測深法對淺層地層反應(yīng)差，普適于研究區(qū)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(qū)淺部目的層（埋深小于100m）的勘探或輔以瞬變電磁進(jìn)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(qū)進(jìn)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(wǎng)支護(hù)對其數(shù)據(jù)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(qiáng)等特點(diǎn)，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(jié)論

（1）通過對比發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)表、淺層地震地質(zhì)條件和電測法地電條件較差，中、深層地震地質(zhì)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(tǒng)均為規(guī)則束狀觀系統(tǒng)，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(qū)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(qū)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(xiàn)：

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

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

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

[4]劉娜.澄合礦區(qū)煤系沉積特征和聚煤規(guī)律[D].西安：西安科技大學(xué)，2010：15-20.

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

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