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1、霍州矿区深部煤层的三维地震勘探王冬辉（山西焦煤集团霍州煤电公司）摘 要 霍州矿区李雅庄矿煤层埋藏深，地 质构造条件复杂，断层、陷落柱多，构造控制程度低。叙述了三维地震资料的处理的解释过程中所采用的主要技术措施，并对取得的成果与 实际进行了对比。 经过 生产实际验证，三 维地震勘探精度高，成本低，见效快。关键词 深部煤层 构造 三维地震勘探引 言霍州煤电公司李雅庄矿未新建矿井，根据地质勘探报告提供资料，本区地质条件属中等，但根据首采区即二采区揭露资料来看，地质条件属复杂区，主要是陷落柱和10m 的断层非常多，陷落柱35.7 个/km2，断层 69.6 条/km2 ，严重影响了矿井正常的生产，为进
2、一步查明区内地构造和主采煤层的赋存情况，圈定煤层不可采区范围，未采区设计提供技术依据，我们选择正在开掘的四采区进行三维地质勘探试验。测区盖山厚度 400m480m，岩性以粉砂岩、砂岩及泥岩为主，含煤地层未二叠系地层，目标层未山西组 2#煤。测区为单斜构造，地质倾角 515。从设计到提骄傲初步成果历时 3 个月，经生产验证，霍州地区适于做三维地震勘探，且效果比较理想，技术成果可靠。1 本区三维地震勘探的主要技术难点1) 地表条件复杂。本区属典型的山区丘陵地貌，地表切割十分强烈，地形陡峭，局部地段山势近于直立，地面高差超过 200m，还有村庄等障碍物影响，使地震勘探的侧网布置和野外施工非常困难；2
3、) 黄土覆盖区，土质松散，含水分低，能量衰减快，造成个别地段分辨率有所降低，易造成小构造遗漏；3) 陷落柱比较发育，且发育较早，密度较高，与煤层的物性差异较小；4) 目标层埋藏深，倾角较大，致使偏移量大，一般在 120m200m 之间，如果偏移速度不准，会造成归位和成像的严重偏差；5）太原组 10#煤地质勘探程度低。由于下组煤埋深在 km 左右，所以井田仅浅部个别孔钻探到 10#煤,且孔斜较大,存在一定的深度误差.2 主要技术措施2.1 野外地震数据采集阶段的主要技术措施1）针对侧区地表条件复杂，煤层中断层、陷落柱比较发育等技术难点，反复进行了野外施工方案和采集参数，采用缩小 CDP 网络、提
4、高发改次数，深井、大药量激发、灵活设计特殊观测系统等施工措施，有效的提高了野外资料的质量；2）针对目的层埋藏深的特点，采用 6 线 8 炮制三维束状观测系统。10m 40m 的地面采样间隔，5m 10m 的CDP 网络，覆盖次数提高到 16 次，克服了目的层深等造成的不利影响。观测系统的主要参数为：接收道数 240 道，接收线数 6 条，接收道局 40m，排列长度 390m，偏移距离120m，炮点距 60m 和 20m，炮排距 60m，最大炮检距718m。激发因素以单井激发为主，采用美国产 DS6 遥测数字地震仪，间隔为 1ms，记录长度 1.5s：2.2 地震数据处理阶段的主要技术措施1）本
5、次处理的重点十确保“三高”：高信噪比、高分辨率、高保真度。为此，在处理流程的设计采用了全三维叠后一步法偏移外，还在速度分析、动校正叠加、静校正量计算以及随机噪音衰减等处理模块中，都运用三维数学模块进行计算，以确保最终处理成果的品质和精度；2）采用初至折射静校正，使反射波同相轴的连续性明显提高。为进一步消除由于地表不均匀性或其他因素给反射波带来的剩余时差，进行剩余校正，在此基础上进行叠加速度信息，确保叠加剖面的质量；3）用反褶积方法，提高信噪比和分辨率；4）本区由于地层倾角太大，应用 DMO 叠加模块，部分消除地层倾角的影响，使之近似达到叠前偏移效果，使断点和 褶曲空间位置趋于真实合理；5）采用
6、三维一步法偏移，完成三维数据的准确归位，提高对地震反射界面的成像效果，使得归位后断层及构造轮廓更加清晰可靠。3 三维地震资料的解释1）反射波地质层位的标定。在充分分析区内钻孔资料及邻区地震资料的基础上，与实际资料相结合，再根据地震时间剖面上钻孔层位标定出各目的层反射波所对应的地质含义。山西组 2#煤的反射波，波形特征较为明显，信噪比较高，同相轴连续性较好，可以连接追踪对比。太原组 10#煤的反射波，因煤层较薄，波形特征有一定的反映，但频率较低，信噪比较低，同相轴连续性一般，基本可以连接追踪对比2）断层的解释。在地震时间剖面上，解释断点的依据为反射波（波组）同相轴的错段、分叉、合并、扭曲及同相轴
7、形状突变等。在水平时间切片上解释断点的依据为同相轴中断、错动、扭曲和频率突变等。断点组合为断层的依据是：相邻地震时间剖面上的断点显示特征和性质一致；相邻断点落差接近或有规律变化；组合的断层走向符合区域地质规律，构造图绘制过程中，在构造复杂地段和小断层附近，加密拾取有效波时间值的剖面密度，使小断层的最大落差得发控制，并提高了构造复杂的段等时线的精度；3）陷落柱的解释。关键是璩解释出陷落点。在地震时间剖面上解释落点的主要依据有：反射波或反射波组终止；反射波同相轴扭曲或产状突变，反射波同相轴产生分叉合并和圈闭现象，反射波相位转换或反射波振幅突变，特殊反射波的出现，如：绕射波、衍散射波等。4 技术成果
8、李雅庄井田处于灵石隆起什林挠褶断裂带北盘和霍山断裂带之西，受什林挠褶带和霍山断裂带的控制。地层总体为一个走向北东、倾向南东的单斜构造，局部发育了次一级向背斜褶曲。本次三维地震勘探区位于雅庄井田 4 采区，共完成测线 14 束，物理点 2040 个，施工方案合理，工作方法得当，野外施工严格，原始记录质量较好，经资料处理，没有资料空白区，处理显示的水平剖面和纵横向垂直剖面，目的层齐全，信噪比高，地质现象清晰，取得了丰富的地质成果。1）共解释断层 43 条，比勘探资料增加 17 条，这些断层走向以NE 或 NNE 的正断层为主。与已揭露的 6 条断层中有 4 条基本一致，修正了 8 条。实验后已掘巷
9、道应揭露 11 条，实际揭露 8 条。F71 断层发生了很大的变化。原精查地质勘探报告中 F71 为一条走向NW、落差 20m 的正断层，设计为采区边界。经三维地震资料分析，此区煤层连续，此断层不存在，而为一狭窄的、两翼倾角较大的向斜构造。经采区轨道巷巷探，证实三维地震资料正确，依此指导度修改了矿井的采区设计，采区向前扩展，变单翼开采为双翼开采，增加了采区地质储量。在现掘的 2-403 工作面的 1320m 的巷道中，已揭露 4 条断层，吻合 3 条；2）共解释陷落柱 27 个，现已掘巷道及钻探应揭露 4 个，实际揭露 5 个，其中 1 个直径为 12m 的陷落柱未解释出来；3）在测区东部发现
10、有一走向 NE 宽度 40m-50m 古河床冲刷带，经 2-403 工作面揭露，位置基本一致。宽度为 60 多 m，煤层因受冲刷厚度由 3.4m 变为 1.5m-2.2m，可靠程度较高；4）地震地质资料，经新开拓的 4 采区轨道巷及 2-403 要作面 2条顺槽巷的验证，2#煤底板标高控制较为精确，尤其是原资料没有提供向斜资料的部位，达到了地质任务要求的深度误差的目标。5 结束语李雅庄井田深部区或扩大区遂渐成为今后三维地震勘探的主要区域。这些地区一般勘探程度低，目的层深，地层倾角大。为了提高这类地区三维地震勘探精度，更好地为煤矿生产服务，应进一步加强三维地震勘探新技术的研究和应用，如叠前深度偏
11、移技术的应用。Three Dimensional Seismic Exploration of Profound Coal Seam in Huozhou Mine AreaWang DonghuiAbstract The coal seam is deeply buried,geologic constrction conditions is complicated,the fault,cave pillar is many,construction control degree is low.Introduces the explain method of handing three di
12、mensional seismic information and main technology measures adopted in the course of explain,compares result achieved with practice,by production examining,three dimensional seismic exploration accuracy is high,the cost is low,to take effect is quickly.Key words Profound coal seam Construction Three dimensional seismic exploration
