三维地震勘探技术在山西宁武煤矿的应用

三维地震勘探技术在山西宁武煤矿的应用

曾　龙＊

（安徽省煤田地质局物探测量队，安徽宿州２３４０００）

摘　要：近年来，以三维地震勘探为基础的采区三维地震勘探为煤矿采区的开发决策、巷道布置与开拓提供了可靠依据，解决断层、褶曲、火成岩分布、采空区等问题。针对宁武煤矿地形和地质的特殊性，从处理、解释等方面阐述了三维地震勘探技术在宁武煤矿采区的应用过程，指出该技术有较高的准确率而广泛用于煤矿采区。

关键词：三维地震勘探；叠前时间偏移；断层解释；宁武煤矿

中图分类号：Ｐ６３１．４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—５７１６（２０１３）０１—０１４１—０３

１　测区概况及地质任务

测区位于吕梁山脉北段管涔山东麓，地形总体西高东低，最高点位于井田西边界张家沟村西１ｋｍ处山头上，海拔＋１９９０ｍ，最低点位于井田东边界坝上村西１ｋｍ处沟谷中，海拔＋１５８０ｍ，最大相对高差４１０ｍ，一般相对高差为１００～２００ｍ。属剥蚀侵蚀中低山地形。复杂的地表，不仅对地震波的成孔激发、接收和连续观测十分不利，还对地震波的高频信息有明显的吸收作用，给提高纵向分辨率造成一定的困难。表、浅层地震地质条件较差。共含２层全区可采煤层，自上而下依次为太原组的２＃、５＃煤层，倾角在２４°左右，其中５＃煤层厚、特征明显，赋存条件较好。煤层与围岩波阻抗差异明显，煤层顶、底板岩性主要为泥岩、砂岩，与煤层的物性差异较大，有利于得到较好的反射波，因此具有良好的中深部地震地质条件。

主要地质任务为：①查明勘探区内２＃、５＃煤层的采空区范围及分布情况。②查明勘探区内２＃、５＃煤层埋深及起伏形态，编制煤层底板等高线图，标高相对误差不大于１．５％。③解释勘探区内２＃、５＃煤层的厚度及变化趋势。④查明勘探区长轴大于２５ｍ，短轴大于２０ｍ的陷落柱，其平面误差不大于３０ｍ。⑤查明勘探区内落差大于５ｍ的断层，解释出落差大于３ｍ的断点，查明断层在主要煤层中的性质、落差、延伸方向和范围。要求断层平面摆动误差不大于３０ｍ。⑥查明勘探区内主要煤层中褶幅大于５ｍ的挠曲；其平面控制误差不大于３０ｍ。

２　野外施工方法

从能量、信噪比、分辨率、有效波受干扰程度及经济效益综合考虑，最佳施工参数选择如下：井深定为：以５ｍ为基础，全面兼顾盖层变化，保证在基岩内激发（基岩出露附近坑炮２ｍ，局部巨厚盖层７ｍ）。药量定为：２．０ｋｇ。偏移距为：５ｍ。检波器频率：６０Ｈｚ。

观测系统选择：基本垂直地层走向布置测线，观测系统选择４０＋４０（２００ｍ以浅）、４０＋４６（２００ｍ以深）规则束状８线８炮观测系统。

３　资料处理

３．１　资料处理流程（见图１）

３．２　叠前时间偏移

宁武煤矿受区域断层影响，地质构造十分复杂，横向上速度变化大，断层倾角陡，有的地段倾角达２０°～３０°，对于这种地质情况，常规时间域三维偏移结果不理想，偏移归位不准确，使得剧烈岩性变化和复杂构造反映不清楚，给地质解释带来难度。

叠前时间偏移通过常规叠后偏移速度作为初始速度，形成叠前偏移速度分析道集，不断修改得到较佳的速度再进行叠前时间偏移，最终得到时间域偏移剖面。因此，叠前时间偏移能够解决本区构造复杂、时间域三域偏移不能准确成像问题，还能够解决陡倾角断层问题，因为叠前时间偏移不受倾角影响。叠后偏移和叠前偏移剖面如图２所示。

通过对常规叠后偏移和叠前时间偏移对比发现，在正常施工地段叠前时间偏移效果较好，在复杂地带构造合理，断层清晰，波组特征鲜明，便于目的层的识别和追踪，从而提高了分辨率。

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２０１３年第１期 西部探矿工程

＊收稿日期：２０１２－０６－１５　修回日期：２０１２－０６－２６

第一作者简介：曾龙（１９８６－），男（汉族），安徽宿州人，助理工程师，现从事物探工作。