三维地震技术在探测煤矿地质构造中的应用分析

王新宇

摘  要：在社會运行过程中，煤矿资源发挥着重要作用，其对工业生产和日常生活有着直接影响。为了保证煤矿开采活动顺利进行，需要掌握详细的地质条件，保证地质构造稳定。基于此本文就煤矿地质构造探测中三维地震技术的应用展开研究，首先对矿区进行了介绍，其次对三维地震技术在煤矿探测应用进行了分析，希望能够通过本研究提高煤矿开采水平。

关键词：三维地震技术;煤矿地质构造;应用

中图分类号：TD161                                       文献标识码：A                                                 DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.05.074

在煤矿探测中应用三维地震技术，不仅可以获得准确的探测数据，也能够对地质构造进行有效研究，三维地震技术能够预测煤层厚度变化，解决煤矿开采过程中出现的问题。但是，由于不同地区的地质结构不同，导致煤矿地质构造也不同，使用三维地震技术探测时需要根据具体的地理环境进行探测。

一、矿区概况

本矿区位于山东省，该矿区地形平台，从东北向西南地势逐渐降低。矿区北部属于切割地貌，深度达到5-10m，含煤层上为第四系散沉积物，从东北向西南变薄，岩性分为砂质粘土、粘土、黏土质砂岩、砂层。断层构造发育，位于西部。

二、煤矿地质构造中三维地震技术的应用

1.施工要求

为了确保原始资料质量，施工时要根据相关规范和设计要求开展探测工作，通过实验确定参数，并按照不同地质条件采取措施同时在整个施工过程中贯穿实验工作，对此需要采取以下技术措施。

（1）施工时需要根据仪器检验规范要求对仪器进行年度月度和日度的检验，保证仪器运行正常。

（2）测量工作需要符合精度要求，各炮点以及检波点都有固定的位置、编号，便于野外作业，处理资料。测量组需要提前确定地震测线，测量移动炮点、检波点坐标和高程。

（3）施工过程中涉及的村庄可以利用检波器进庄和实行恢复性放炮等方式使庄内接收段叠加次数，周边深井小药量可以降低建筑物的影响，保证资料数据连续完整。

（4）仪器操作人员需要在每放一炮后进行回放监视，并做好记录，进行现场电工，及时发现错误和不合理之处进行修正，并找到质量差的原因，确保原始记录质量。

2.收集处理资料

本次煤矿地质构造探测采用三维地震技术，应用数字地震仪。按照要求，选择8线8炮制规则树状三围关村系统对区域地震野外数据进行收集，横纵向覆盖次数分别为4和6，覆盖总次数为24，接收线距和道距分别为40m和10m，横向和纵向的抛点距分别为20m和60m，偏移距为0，CDP网格规格为5＼10m，从纵向最大炮检距分别为210m和360m，中点激发发炮[2]。

数据资料收集完成后对其进行处理，资料处理结合了工作站解释与人工解释，处理和解释交叉循环。

3.解释资料

未采区域煤层由于具有明显的反射波波形，且心脏比例比较高，图像轴具有良好的连续性，在全区作为稳定标准反射波跟踪。实际应用时，除了物探方式，还需要以钻探、岩土实验等方法结合起来，提高勘探效果。

（1）断层三维地震勘探中，在解释断层时需要注意同一段层垂直切片与碎屏切片的一致性，明确断层要素的横向变化，断层解释主要为时间剖面，与其他彩色显示屏面相配合，并与水平切片、顺层切片和若干数据体、方差数据体等结合起来解释。

断点是指在垂直时间剖面和水平时间切片方向上存在反射波同相轴坐断和强相位转换等现象。小断层主要存在反射波扭曲或是地层倾角不变等现象。

三维解释中，断点组合与二维存在相同性，根据一定规律，将性质落差相同相邻的断点组合起来之后，在各方向断面断面和同轴关系进行闭合检查，位于同一层面和方向上的关系，具有统一连续性，同时与地质构造规律相符。相干数据体以及方差数据体的顺层切片方面存在条带状异常，这就表示断层和陷落柱存在区别[3]。

在平面上断点投影连线表明了断层走向，根据一定间距垂直断层走向切剖面，其中的断层线能够将断层倾向和倾角反映出来，也能够表示断层断距。

（2）陷落柱三维地震勘探中，陷落柱和未陷落地层之间的岩性就较大差异，在地震波传播到线路柱及其周边地层区域时，动力学及其特征会存在显著变化，出现同相轴中断、衍射等现象。

在三维地震数据体中，陷落柱反应较好，在垂直时间剖以及时间水平切片方面，线路柱的反射波出现同相轴中断、连续性变差等现象，绕射波视频下降。

（3）挠曲三维地震勘察中，挠曲作为一种褶皱形态，其在时间剖面上的表现显著。在水平岩层或是平滑岩层中，岩层突然变陡，出现台阶型弯曲现象。

（4）褶曲地震勘探中，在三维数据体上褶曲识别较为容易，具体表现在时间剖面呈现反射波同相轴上凸下凹现象水平，时间切片存在反射波同相轴弯曲现象，曲率大则褶曲越紧[4]。

4.地质成果

通过收集各种数据资料实现了地质勘探，取得了以下成果：首先，明确了整个区域内新生构造，并对基岩面起伏情况进行了分析[5]。其次，对煤层底板形态进行了有效控制，在此基础上分析了埋藏深度以及露头部位。同时，在实际勘测过程中，明确了每层中落差大于5m的断层数量。

三、结语

综上所述，本次探测在复杂地形选择了适当成孔工具进行探测，并在具有代表性的区域实行了关键试验，通过钻探验证明确了断距在5m以上的断层数量以及勘探区内断距超过3m的断点数量，也明确了勘探区域内的陷落柱数量以及挠曲数量等。通过高叠加次数和高精度静矫正、利用三维地震技术对煤矿地质构造进行探测，了解了断层、陷落柱、挠曲、褶曲等构造对煤矿生产产生的影响，为煤矿安全生产以及地质灾害防治工作奠定了基础。

参考文献：

[1]阴威明.精细预测预报技术在煤矿复杂地质条件中的应用研究[J].江西化工，2020，No.148（2）：333-334.

[2]陈海洋，李元杰.三维地震勘探技术在赛尔六矿采区的应用[J].西部探矿工程，2019，v.31;No.278（6）：133-134.

[3]王海洋，李运肖.属性技术在三维地震勘探中的应用[J].煤炭与化工，2020，v.43;No.294（10）：44-47.

[4]张晋龙."三维地震"勘探技术在双柳煤矿的应用[J].山西焦煤科技，2020，v.44;No.300（9）：56-58.

[5]秦燕.三维地震勘探在滑动构造解释中的运用[J].大科技，2019，000（4）：149.

（山东能源肥矿平凉五举煤业公司  山东肥城  271608）