三维地震勘探技术在山西某矿区的应用

摘要：三维地震勘探技术在矿区的应用，为煤矿安全生产起到了重要保障作用。山西省某矿区进行了三维地震勘探技术的实践，通过运用三维地震勘探技术，对矿区内的构造及物探异常区进行详细解释，为矿山生产提供详细地质依据。

前言

山西省阳泉地区某矿中央盘区、北一盘区是该矿的接续采区，现有勘探程度虽然较高，但是，钻孔密度不能满足对20m以内断层及陷落柱等地质构造的控制，断层向深部和对煤层破坏及伴生构造情况不清，影响矿井开拓布局和采区设计的地质因素（如落差小于20m的断层和褶曲）未能得到有效控制，对采区设计和工作面布局产生不利影响。为进一步查明该区煤系地层的地质构造发育规律和主采煤层的赋存情况，确保矿井生产建设顺利进行，为矿井开拓布局和采区设计提供准确的地质依据，有利于合理布置巷道和采煤工作面，减少无效进尺，提高矿井投资效益和经济效益，采用了三维地震勘探新技术，实施了三维地震勘探工作，取得了良好的地质效果。

1 井田地质特征

工作区内地表大面积基岩出露，一部分被第四系中、上更新统砂质粉土和粉砂质粘土覆盖，据露头和钻孔资料，区内地层由老到新为：奥陶系中统峰峰组；石炭系中统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组和第四系。含煤地层为石炭系上统太原组，与本溪组连续沉积，整合接触。本组地层是主要含煤地层，岩性以灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩、灰岩和煤组成，含煤7层，分别为8#、9#、11#、12#、13#、14#和15#煤层， 8#、9#、12#、13#沉积较稳定，属局部可采煤层，15#煤层在本区内沉积稳定，属全区稳定可采煤层，其余为不可采煤层。底部以K1砂岩与下伏地层本溪组（C2b）分界。本组厚103.05～111.39m，平均107.09m。

2 二维地震方法在本次工作中的实际应用

2.1 数据采集

1、激发因素

观测系统采用束状10线10炮束状中点发炮三维观测系统进行数据采集。井深基岩出露地段打到基岩内3m，黄土覆盖地段打到基岩界面，保证激发岩性为基岩界面。激发药量采用成型柱状炸药，黄土覆盖区药量2.0Kg；岩石区药量1.0Kg。在村庄及确实需要变观的地区可减小药量，但不得低于0.5kg，并且适当增加激发点。

2、接收因素

使用法国生产的Sercel-428XL数字地震仪，记录长度：1.5s，采样间隔0.5ms，接收频带为宽频带接收，检波器组合形式为6个60Hz铺设成点状。前放增益12dB。

2.2 资料处理

处理前我们对该区的原始单炮和已有的地质资料进行了充分的分析，得出本区原始资料有以下几个特点：1、发育有1组面波，频率约为15-20Hz；2、局部有浅层折射干扰；3、部分单炮有较明显的风噪声等高频干扰背景；4、有能量较强的高信噪比的多组有效反射波。针对本区原始资料的主要特征和本次承担的地质任务来选用相对应的处理模块，并对处理中所选用的各个模块均进行了充分的测试，最终选取了适合本区资料的最佳处理模块。并用选用的最佳处理模块进行了一束地震线的试验处理，通过对试验线束所得剖面进行认真细致的分析后，采用三维地震资料处理软件GeoQuest地震处理系统。资料处理以三维常规处理为主，包括野外数据解编、补偿、编辑（剔除不正常道、建立空间属性文件）、反褶积、速度分析、NMO叠加、剩余静校正、三维一步法偏移等。

2.3 资料解释

本区三维地震资料解释应用GeoQuest全三维解释系统，利用处理所得三維数据体进行解释。在常规解释的基础上，我们利用基于地震层间属性定量描述与识别陷落柱及断层的最新解释技术，通过对陷落柱发育的地质特征及其地震响应的研究，使得优化后的更具有代表意义的地震层间属性可以大大提高其分辨陷落柱检测精度。同样，地震层面属性可以有效的提高分辨断层（特别是小断层）的能力。真正达到精细勘探，精细解释的目的，充分挖掘地震采集资料所包含的地质信息。

3 取得的成果

通过对工作区内三维地震数据体的详细解释，查明了9#和15#煤层底板的起伏形态并控制了其深度；对区内的陷落柱进行了控制，发现有29个陷落柱；本次三维地震工作共解释了47个挠曲；对工作区内物探异常区进行了圈定，共圈定异常区22处；对区内大于15°的地段进行了圈定；圈定了奥灰顶界面的起伏形态，并对15#煤层与奥陶系灰岩顶界面之间的厚度进行了解释。

4 结论

本次三维地震勘探工作野外数据采集通过实验确定了施工方法及观测系统，工作手段科学合理，得到的原始资料质量较高；数据处理流程合理，获得的处理成果质量较好；资料解释依据较为充分，充分发挥了三维地震勘探的优势，得到了较为详细的地质信息，提高了本区的地质勘探精度，为下一步的井田生产工作提供了较为可靠的地质依据。

作者简介：王念民（1973-），男，物探高级工程师，85年毕业至今就职于黑龙江省煤田地质物测队，队长。