三維地震勘探技術(shù)在煤礦采空區(qū)的探測(cè)應(yīng)用

段剛

河北省煤田地質(zhì)局物測(cè)地質(zhì)隊(duì)

三維地震勘探技術(shù)在煤礦采空區(qū)的探測(cè)應(yīng)用

段剛

河北省煤田地質(zhì)局物測(cè)地質(zhì)隊(duì)

關(guān)于地震勘探，其是當(dāng)前探測(cè)采空區(qū)的有效方式。在內(nèi)現(xiàn)階段中，隨著我國煤炭開采技術(shù)以及綜采程度不斷提高，其對(duì)工作面地質(zhì)的要求也越來越嚴(yán)格。本文將從理論上來重點(diǎn)探討和分析采空區(qū)的波形特征，并運(yùn)用具體事例來對(duì)安慰地震勘探技術(shù)在煤礦采空區(qū)的探測(cè)應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的敘述。

三維地震勘探；煤礦；采空區(qū)

關(guān)于采空區(qū)，其主要就是指地下礦體在被相關(guān)人員采出后所留下的空洞區(qū)。采空區(qū)的出現(xiàn)，不僅在一定程度上影響整個(gè)煤礦的生產(chǎn)安全，還會(huì)嚴(yán)重導(dǎo)致地表沉陷問題的出現(xiàn)。為了能夠避免這種情況的出現(xiàn)，相關(guān)人員必須要采取相應(yīng)的技術(shù)，也就是三維地震勘探技術(shù)。這種技術(shù)在煤礦采空區(qū)的應(yīng)用，起到了重要的作用。因而為了能夠更好的推動(dòng)我國煤礦的開采工作，就必須要重視煤礦采空區(qū)的問題。

1.地質(zhì)概況及地震地質(zhì)條件

以山東某礦產(chǎn)為例，其在地層中自上而下分別是古生界奧陶系、石炭系、二迭系[1]。多于煤系，其主要系為上統(tǒng)太原組和二迭系下統(tǒng)山西組，在這其中，山西組3煤層大約厚為5.35m,因而是其區(qū)內(nèi)中的主采煤層。

在當(dāng)前的礦井表層中，其大多都是粘土和砂互層沉積，同時(shí)在厚度上，不僅變化大，其結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。只有選擇合適的激發(fā)層位，才能夠適使得地震勘探目的層反射波。對(duì)于當(dāng)前的山西組3層煤炭來說，其沉積穩(wěn)定，且厚度大，進(jìn)而能夠較好的形成優(yōu)勢(shì)較多的反射波，即能量強(qiáng)、連續(xù)性好以及信噪好。在這種情況下，自然而然，該地的勘探地震地質(zhì)條件較好。

2.三維地震勘探技術(shù)

關(guān)于三維地震勘探技術(shù)，其就是屬于一項(xiàng)綜合性的應(yīng)用技術(shù)，具體來說，就是集物理學(xué)、數(shù)學(xué)以及計(jì)算機(jī)學(xué)為一體的綜合技術(shù)。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中主要目的是為了能夠更使煤礦開采地下目標(biāo)的圖像更清晰，且位置預(yù)測(cè)更可靠。三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用不僅是地球物理勘探中最重要的方法之一，還是目前煤炭等礦產(chǎn)資源的主要勘探技術(shù)之一[2]。因?yàn)槿S地震勘探技術(shù)是由二維地震勘探技術(shù)逐步發(fā)展起來的，在內(nèi)容上主要有三個(gè)部分，野外地震數(shù)據(jù)資料采集、室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和資料解釋這3部分內(nèi)容組成。

關(guān)于野外地震數(shù)據(jù)資料采集，其在具體工序上有很多，如，測(cè)量、鉆淺井孔埋炸藥（也就是在使用炸藥震源時(shí)）、埋檢波器、布置電纜線至以及儀器車等幾道工序。

所謂的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理就將相關(guān)人員所采集到的大量地震信息數(shù)據(jù)輸入進(jìn)專用電子計(jì)算機(jī)，在此過程中，還要能夠按不同要求使用針對(duì)性的功能以及不同的程序進(jìn)行相應(yīng)的處理運(yùn)算，與此同時(shí)，還需要經(jīng)各種處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加和偏移，進(jìn)而使得其在最后得到關(guān)于地震剖面或三維數(shù)據(jù)體文件。

3.三維地震勘探技術(shù)在煤礦采區(qū)的探測(cè)應(yīng)用

三維地震勘探技術(shù)對(duì)于當(dāng)前煤礦采空區(qū)的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1 采空區(qū)在地震時(shí)間剖面上的特征

對(duì)于三維地震數(shù)據(jù)，其主要包含了較為豐富的地質(zhì)信息。在實(shí)際中的時(shí)間剖面上，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是，煤層的反射波逐漸變?nèi)酰瑫r(shí)在采空區(qū)邊界處其與相同軸頻率和產(chǎn)狀會(huì)發(fā)生一定的變化，而在采空區(qū)內(nèi)部反射波同相軸不連續(xù)且沒有一定的秩序，進(jìn)而顯得雜亂無章；二是，在煤層反射波同相軸變?nèi)醯那闆r下，其頻率與產(chǎn)狀產(chǎn)生較大的變化，特別是在與周圍非采空區(qū)煤層的反射波中存在嚴(yán)重的差異[3]。另外，在煤層反射波的影響下，煤層層位所反射波也同相軸增強(qiáng)；三是，在實(shí)際中的地震時(shí)間剖面上，其主要表現(xiàn)在煤層反射波的缺失上。如下圖：

3.2 采空區(qū)在地震屬性切片上的顯示

關(guān)于地震屬性，其主要就是指相關(guān)人員根據(jù)地震數(shù)據(jù)所提煉出來的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及統(tǒng)計(jì)學(xué)地震特殊測(cè)量值。在實(shí)際地震屬性分析上，具體包括結(jié)構(gòu)方面，如地震層面屬性、地震層間屬性以及地震屬性分析這幾個(gè)方面。對(duì)于這幾個(gè)不同的屬性，其也會(huì)在一定程度上揭示不同且不容易探測(cè)的地質(zhì)體的巖性和物性變化[4]。地震層間屬性是屬于統(tǒng)計(jì)學(xué)特征的范疇中，在其中，主要是通過給定的2個(gè)層位間的屬性阿里進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，在這過程中，需要相關(guān)人員將計(jì)算結(jié)果在具體的面上所表現(xiàn)出來。通國這種形式，能夠更好的突出和刻畫在煤層間內(nèi)異常地質(zhì)體的屬性特征。

3.3 資料處理

關(guān)于資料處理，其在實(shí)際應(yīng)用中主要是為了能夠以高分辨率、高信噪比以及高保真處理為主要目的，來對(duì)相關(guān)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行針對(duì)性的分析，如速度分析、靜校正和偏移等環(huán)節(jié)，在此過程中，還需要相關(guān)人員做好真振幅恢復(fù)和地表一致性反褶積等相關(guān)的處理工作。在其處理過程中，要能夠在一定程度上減少修飾性處理，之所以這樣做，主要是為了能夠使其獲得的地震資料真實(shí)客觀的反應(yīng)當(dāng)?shù)孛旱V采空區(qū)的實(shí)際情況。

結(jié)語

綜合上述，通過本文對(duì)三維地震勘探技術(shù)在煤礦采空區(qū)中應(yīng)用的探討和分析，得知其具有的重要作用。在煤礦采空區(qū)中利用地震勘探技術(shù)，能夠根據(jù)反射波在實(shí)際上的表現(xiàn)特征更好的推斷出該采空區(qū)的沖填和塌陷的具體情況。在具體的解釋過程中，其充分對(duì)采空區(qū)在時(shí)間剖面上的體征和利用地震具有的屬性來進(jìn)行分析，進(jìn)而在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦采空區(qū)的精細(xì)解釋目的。總之，三維地震勘探技術(shù)在尋探測(cè)煤礦采空區(qū)范圍以及賦存形態(tài)各方面都取得較好的效果，為當(dāng)前我國煤礦建設(shè)發(fā)展起到了重要的作用。

[1]霍軍鵬,周竹峰,王萬合.三維地震勘探技術(shù)在煤礦采空區(qū)探測(cè)中的用[J].黑龍江科技信息,2012,14：15-16

[2]李建武,職榮軍,武書泉,梅超.三維地震勘探技術(shù)在靈新煤礦采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2016,05：100-101+106.

[3]劉芳曉,趙祿順,李元杰,王曉亮.三維地震勘探技術(shù)應(yīng)用于韓城桑樹坪井田采空區(qū)探測(cè)的方法研究[J].西部探礦工程,2015, 02：153-156.

[4]王立國.三維地震勘探技術(shù)在查找煤礦采空區(qū)、陷落柱等地質(zhì)異常體中的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2013,08：142-143+148.