煤田三维地震勘探构造解释成果准确率评价标准探讨

魏书宏，王建青

(山西省煤炭地质物探测绘院，山西 晋中 030600)

0　引　言

20世纪90年代以来，煤田三维地震勘探技术大规模应用到山区，揭开了三维地震勘探在煤炭企业应用的新高潮。三维地震成果有效地解决了煤矿安全生产中的主要地质问题，成为煤矿采掘生产的指导和采区布置以及煤矿设计的依据，是煤矿高产高效矿井建设和生产不可或缺的重要技术手段。三维地震勘探技术应用阶段从以往的生产补充勘探阶段，提升为矿井设计或盘区规划之前的采区勘探。总而言之，煤田三维地震勘探解决煤矿生产中地质问题的精度和能力得到了业界的普遍认同[1]，较可靠地解决了影响煤矿安全、高效生产较大且主要的地质构造问题，成为煤矿采区准备前构造勘探的首选技术手段而得到了推广应用。

在此基础上，系统地总结已经完成并经过井下采掘工程实见的煤矿采区三维地震勘探效果，探寻三维地震勘探准确率与煤矿安全高效生产的地质需求之间的差距，对于下一步的技术发展无疑具有重要的意义。目前煤矿地质人员在利用三维地震勘探成果进行规划采区或预测预报采掘前方的地质情况时，对三维地震资料的可靠性认识模糊，有些技术人员认为三维地震资料较准确，而另一些技术人员认为不准确，没有一个标准来衡量。在利用该资料指导采掘生产时，意见相左，不能很好地发挥出三维地震勘探成果所起的作用，有必要对三维地震勘探的准确率进行评价。

1　煤田三维地震勘探的主要成果

三维地震勘探技术是从二维地震勘探逐步发展而来，是一项集物理学、数学、计算机学为一体的综合性交叉科学技术，其应用目的是为了使地下目标的图像更加清晰、位置预测更加可靠。目前煤田三维地震勘探基本上采用CDP网度为5 m×10 m的观测系统进行勘探，是兼顾勘探精度和经济效益的较科学、合理的技术参数。目前，三维地震勘探在煤田勘查中主要解决煤层形态和构造问题，现在正拓展到岩性勘探，如：瓦斯相对富集区、煤层厚度变化趋势、岩浆岩及其影响范围等。目前，三维地震基本解决的煤层形态和构造的种类有：煤层的产状、背向斜轴及其延展情况、断层产状及其延展情况、陷落柱、挠曲及其延展情况、采空区、冲刷区、岩浆岩区等。而煤矿在采掘生产过程中，急需三维地震勘探查清的影响安全、高效生产的地质因素主要是上述的几种。总之，目前的煤田三维地震勘探较可靠地解决了影响煤矿安全、高效生产较大且主要的构造地质问题，因此得到了广泛的推广应用，取得了良好的经济效益和社会效益[2-5]。

2　三维地震准确率评价现状

目前，涉及到三维地震勘探成果验证准确率评价主要是构造验证准确率评价，煤炭企业和勘探单位引用不同的标准进行了定性[2-4]、半定量[5-6]及定量评价[7-8]。多数单位认为三维地震勘探成果精度较高，个别企业认为三维地震勘探准确率较差[9]。由此，可看出目前各个单位评价三维地震勘探成果精度时，标准尺度不统一，所统计出的三维地震成果准确率对其他煤炭企业和勘探单位无法分析借鉴提高，不便交流以达到提高专业技术或有效利用资料的目的。

2.1　断层的评价

断层是影响煤矿采掘、规划最常见的构造。目前在勘探单位进行准确率评价时，部分采用平面位置偏移范围在5～25 m内为准确，还有部分人认为偏移0～30 m为准确，大多数未提及断层落差的偏差。另，均未对断层产状进行定量对比。目前，三维地震勘探的准确率评价主要是针对断层的评价。

2.2　陷落柱的评价

陷落柱是煤矿常见构造，对煤矿采掘、规划影响很大。有些煤矿技术人员把符合规范要求的陷落柱探采对比结果评价为准确、基本准确，评价标准主要指位置偏移(平面误差小于30 m)，陷落柱的其他参数未作探采比较分析和说明。勘探单位技术人员则多以陷落柱的边缘偏移距离或以陷落柱的中心位置的偏移距离进行对比评价，也没有给出确定的评价标准。

2.3　煤层形态的评价

煤层形态和煤层底板标高多数以《MT/T 897—2000煤炭煤层气地震勘探规范》进行评价，其标准为深度大于200 m时，误差在1.5%以内，深度小于200 m时，误差在4 m以内为准确。煤炭企业重视大倾角(>15°)区域，但在准确率评价时没有定量的对比评价标准。煤炭企业往往忽略对褶曲轴(包括位置、延伸方向、长度)进行探采对比评价。对挠曲的准确率评价仅限于该范围内有无挠曲或是断层构造。

2.4　物探异常区的评价

多数情况下，地质异常区的对比主要在其定性解释上，对位置偏移和范围大小没有过多评价，也没有明确的评价标准。

2.5　其他地质现象的评价

在部分煤矿矿区还存在煤层冲刷、煤层隐伏露头和岩浆岩侵入等地质现象。在评价三维地震成果中的煤层冲刷区和岩浆岩分布区的准确率时，煤层冲刷区和岩浆岩分布区多采用定性、宏观评价，少数采用距其边缘的偏移间距来评价，但评价标准不统一，有些人把冲刷区和岩浆岩区边缘偏移间距在50 m内的成果认为验证准确。各方对煤层露头线评价忽略。

3　三维地震勘探评价标准的建立

上述三维地震成果的验证准确率评价标准不统一，评价尺度相差较大。各家统计出的三维地震勘探成果准确率数据相互之间存在一定出入，甚至相差较大。为了更好地推动三维地震服务于煤炭企业，促进安全、高效生产，需要建立一个统一科学的三维地震准确率的评价标准。基于客观地评价三维地震勘探成果，指导煤炭企业更好地应用三维地震资料，进一步促进勘探单位的专业技术发展，本文采用综合评价法对三维地震成果的准确率进行评价。

3.1　三维地震勘探评价原则

结合现行的煤矿采区勘探的行业规范——《MT/T 897—2000煤炭煤层气地震勘探规范》，从当前煤炭企业一般要求的地质任务出发，对构造和其他地质现象验证的正确性(真伪)、偏移情况(包括煤层埋藏深度的精度)和规模大小三个方面进行评定。评定时结合物探方法的多解性特点和煤田勘探常规网度下的分辨率进行[10]。

1) 三维地震验证准确率评价以《MT/T 897—2000煤炭煤层气地震勘探规范》为基础，采用主要指标和辅助指标进行综合评价。

主要指标指构造名称。正确是三维地震成果与井下采掘工程实见完全一致；较正确是在地震多解性的背景下，名称虽然不正确，却是合理的解释成果，如巷道实见为挠曲，而解释成果为断层等等;不准确是三维地震成果与井下采掘工程实见不一致。

辅助指标(一)：背向斜轴、构造和地质现象的偏移情况(含煤层埋藏深度的精度)。

辅助指标(二)：背向斜轴、构造和其他地质现象的规模大小。

2) 当地震解释有构造或地质现象存在，而实际揭露的不是该构造或地质现象，而是另外的构造或地质现象时，从物探技术本身存在多解性的角度出发是合理的，也遵循上述原则。

3) 《MT/T 897—2000煤炭煤层气地震勘探规范》中三维地震勘探工作程度要求之外的构造和其他地质现象可不做评价并另外说明。若对其验证准确率评价时，主要以地震勘探网度所能达到的分辨极限为界来统计评价。

3.2　三维地震勘探评价标准

在上述构造的各种因素中，构造名称是决定因素，根据综合评价法对决定因素评价一般采用0/1法评价，即：此项指标具有一票否决权，是主要指标，评价时以主要指标为主要依据；其他因素为次要依据，分别按辅助指标(一)、辅助指标(二)的顺序逐一评定。

本标准是在目前煤田三维地震勘探所进行的地震地质条件复杂及以上地区和主要采用的5 m×10 m CDP网格条件下进行评价。评价标准见表1和表2。

表1　三维地震准确率评价新标准

注：本标准中的地质构造及现象评价的最小尺度以5 m×10 m CDP网度的地震分辨率为准。

表2　三维地震准确率评价新标准

注：本标准中的地质构造及现象评价的最小尺度以5 m×10 m CDP网度的地震分辨率为准。

4　结　论

三维地震勘探成果的准确率评价标准由构造形态的真伪、偏移距离、规模大小综合考虑，划分为三个等级：准确、较准确和不准确。

三维地震勘探成果准确率评价标准的建立能够推动三维地震勘探技术更好地发挥其作用，更进一步地促进提高勘探单位的专业技术水平，同时又能进一步提高煤炭企业高效利用三维地震资料指导采掘生产和规划采区布置，带动提升行业发展水平。