三维地震勘探技术在黄土塬区煤田勘探上的应用

【摘 要】针对黄土塬地区地震勘探工作面临着许多特殊问题：松散的黄土严重地影响了地震勘探的激发与接收，复杂的地表条件严重地影响了地震资料的正确成像，厚煤层条件下小断层难以识别。如何解决以上问题，是西部勘探是否成功的重点。

【关键词】三维地震勘探；小断层；应用

0 引言

煤田三维地震勘探经过近二十年的发展，在我国东部平原取得了显著的地质效果，但目前东部地区的煤炭资源越来越少，而我国中西部地区的煤炭资源占全国煤炭资源总量的2/3，资源勘探的重点已转向西部地区[1]。但是，由于中西部地区所特有的戈壁、沙漠、黄土塬、山区等复杂的地表地貌条件以及经济发展相对滞后、新技术开发投入不足等原因，此前开展的地震勘探工作较少，其精度远远不能满足综采地质工作的要求。目前，三维地震勘探技术已成为煤矿采区构造探查的主要手段。

由于西部地质条件的多变，地形复杂，第四系黄土对地震波的吸收衰减比较强烈，是地震勘探的，给地震勘探造成一定困难。三维地震勘探技术在西部黄土塬区的应用，对于从根本改变目前西部地区矿区煤炭资源的地质保证程度不足的不利局面，促进煤矿高产高效和安全生产，以及保障我国能源工业可持续发展战略的顺利实施具有十分重要的意义。

1 项目概况

陕西某煤矿位于陕西省长武县，是一座大型现代化矿井。由于原有勘探程度远远不能满足采区设计和工作面划分的要求，另外矿井设计的首采区范围内，T4钻孔主采8煤层厚度2.34m，而周围钻孔主采8煤层厚度4.69～18.75m，煤厚变化较大。为了查明该区煤层的赋存条件及T4钻孔煤厚变化的原因，煤矿决定对采区进行了三维地震勘探工程。

2 主要技术难点与对策

黄土塬复杂的表层条件对地震勘探造成的影响在采集方面主要有以下几点：第一，黄土复杂区缺乏良好的激发和接收条件；第二，相干干扰、次生干扰、黄土谐振干扰极其严重；第三，复杂地形影响的空炮、空道造成的反射空白段，以及激发能量在悬崖、陡坎侧面逸散，造成的不良反射段破坏了共反射点（反射面元）的属性；第四，短波长静校正的存在使记录在未校正前，反射同相轴的识别难度大，不利现场质量的监控。另外，由厚黄土层内的虚反射界面可能产生的多次波对地震成果解释精度的影响也不容忽视。

技术对策：

（1）增加覆盖次数：首先高覆盖次数的炮检点纵横向分布相对离散，面元道集内传播路径差异的增加破坏了干扰的相干性，从而大大的提高了对干扰的压制能力。其次不同的接收方向，悬崖、陡坎造成的反射“不良”的影响是不同的，相邻道迭加时，大大消除了“不良反射段”的影响。

（2）确保良好的接收条件：把检波器插稳，埋在坚实的原生黄土之上，确保有良好的耦合效果。

（3）优化观测系统，确保良好的激发条件：在规程允许的纵横向偏移的范围内，在不影响覆盖次数相对均衡的前提条件下，精选炮点位置，以提高激发效果。选择炮点的原则有四点：一是，避高就低；二是，“喜旧厌新”――多次利用能取得好资料的炮点；三是，避开悬崖、陡坎、孤峰等不利地形，减少能量侧面逸散造成的不利影响；四是，增大激发药量和井深，确保一次波能量。

（4）合理的接收频带：在仪器录制参数选择上应采用宽频带接收，最大限度地保留地震反射信号中的高频成分。

3 地质成果

通过三维地震勘探发现了区内落差大于5m的断层6条，小于5m的断层10条，查明了区内8煤起伏幅度大于10m的褶曲，控制了主采煤层8煤的赋存深度和构造形态，地震、地质结合圈定了8煤层变薄不可采区的范围，并对煤厚趋势进行了预测。

4 验证情况

三维地震勘探成果提交后，煤矿对勘探的地震成果进行了钻探验证，分别布置和施工了A1和A2钻孔。A1、A2钻孔的三维地震勘探成果与实际验证结果对比如下表1：

表1 三维地震勘探成果与钻探验证结果对比表

由此可见，三维地震勘探成果无论在煤层赋存形态上，还是煤层厚度变化趋势上，总体验证结果良好。

5 结束语

通过对黄土塬区三维地震资料采集、处理与解释中一系列关键技术进行系统研究，总结出一套适合黄土塬地区三维地震资料数据的采集、处理和解释方法。通过地面钻孔资料验证，三维地震资料所取得的地质成果吻合率很高，能够为矿井的安全高效开采提供有效的地质保障。

【参考文献】

[1]程建远，张广忠，胡继武.黄土塬区的三维地震勘探技术[J].中国煤田地质，2004，12.