采空區及其下部煤層的地震響應特征

曹秀森

（河北省煤田地質局 環境地質調查院，河北 石家莊 050091）

0 引 言

一段時期以來很多煤礦在進行上部煤層的采掘前，并未有效掌握下部煤層的賦存及構造發育情況。隨著上部煤層開采結束，如何有效掌握下部煤層情況，從而使地下煤炭資源得到充分利用，保持礦井的安全及可持續發展，顯得尤為重要。

煤礦對采空區的處理方法主要有全部垮落法、充填法、煤柱支撐法等。因全部垮落法簡單可靠、費用少，絕大多數煤礦在條件允許時，基本都會采用全部垮落法。采用全部垮落法的采空區大致會經歷3個階段：剛采空時的空腔期、上部地層逐漸塌陷充填采空區的塌陷期、塌陷穩定后的穩定期。

采空區的探測一直是煤炭勘探行業上的一大難題。根據采空區與正常地層的電性變化、放射性及彈性阻抗差異等，其主要勘探方法有瞬變電磁法、高密度電阻率法、氡氣測量法和三維地震勘探方法。目前三維地震勘探方法的應用最為廣泛。

但因采空區的埋深、形態特征、填充物等方面變化較大，在對其及下部煤層的地震數據采集、處理及解釋上都受到了嚴重影響。

本文使用全波場地震模擬軟件建立了3種不同填充條件下的上部煤層采空區模型，對應模擬采空區形成后的空腔期、塌陷期、穩定期。之后對模型模擬放炮得到的單炮記錄進行切除、速度分析、動校正、疊加和偏移處理，得到最終的時間剖面。通過不同時間剖面上的特征分析，總結出了在采空區不同階段下組煤的勘探效果，指導了實際的生產工作。……