三维地震技术在煤田地质勘测原理

[摘要]：地震勘探是指利用地下介质的弹性差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的一种地球物理勘探方法。 本文详细叙述了三位地震技术在煤田地质勘测的原理。

[关键字]：三维地震 煤田 勘测

1.引言

中国煤矿采区地震勘探技术历经将近 50 年的发展，出现了三次重大的技术飞跃，现已成为煤矿高效安全开采前构造勘探的首选技术，回顾煤矿采区地震勘探技术的发展历程，预计三维多波地震勘探技术的发展成熟，有望成为煤矿采区地震勘探技术的第四次技术飞跃，这还有待于在现有三维地震勘探技术不断发展完善的基础上，以期早日得到实质性的突破。

2. 三维地震勘测的原理

2.1 三维地震勘测原理

三维地震采是用高密度的、各种形式的面积观测系统，所以三维地震又叫面积勘探法。它是在二维地震勘测技术上发展而来的。与二维地震勘测相比，三维地震勘测获得的信息量非常丰富，且地震剖面分辨率高。

2.1.1 面积测量系统反射波时距

根据物理地震学的原理，地震波从炮点激发后，将会以球面波的形式向下继续传播。根据惠更斯原理，波遇到反射界面后，可以把反射界面上每一点看做是一个新震源，每个质点都激发球面波向前传播。对地面某个接收点 S 来说，它所接受的反射波，就是一系列来自反射界面的波的总和。

2.1.2 折曲测线观测系统反射波时距

有的地区由于地表条件限制，为了完成地震勘探任务，往往把测线布置成折曲测

线、波状测线及环行测线。这类测线的基础是弯曲测线，时距方程为 ：

（2.1）

式中，V：介质速度；H：反射界面埋藏深度； ：地震波垂直反射时间；l：炮检距。若已知激发点 和接收点S的平面坐标，则

（2.2）

（2.3）

其中， 表示激发点O的坐标， 表示接受点的坐标。可以看出，弯曲测线反射波时距曲线是一条与激发点和接收点的平面坐标有关的、复杂的空间曲线。但是，不管曲线多么复杂，只要能用数学公式模拟，就可通过解方程的方法把反射界面确定下来。

2.2 观测系统设计原理

三维观测系统主要有两大类：线束状观测系统和面积观测系统。

面积观测系统：接收点以网格形式全区密集采样分布，炮点是以较稀疏网格分布，或以相反的形式分布，它完全满足 3D 对称采样的观测系统，但缺点是费用太高，在实际生产中无法实现。线束型观测系统：接收点以一定采样间隔以一条或多条平行线的方式分布，激发点沿着炮线分布的观测系统。

2.3 叠加原理

2.3.1 水平叠加剖面

在用多次覆盖的方法采集得到的地震资料处理过程中，把共同反射点的许多道的记录经动校正并叠加起来，以提高讯噪比，压制干扰。用这种方法处理所得到的地震剖面叫水平叠加剖面。

水平叠加剖面是地震构造解释的主要是时间剖面，同时又是地震地层解释中应用最广的资料。

2.3.2 倾斜界面偏移归位的基本原理

首先，如图1所示，自激自收得到的反射信息对应的反射点位置可能来自以 1/2Vt 为半径，以自激自收点 O 为圆心的圆弧上的任一点。

根据上图可知，如果只有一道自激自收记录，而没有其它的资料来配合，那么就无法确定反射点在地下的准确位置。事实上，可以用反向射线追踪的方法来确定反射界面的位置。

3.总结

三维地震勘探是当今地震勘探的新领域和新技术，从设计、采集、处理到解释，都需要认真地分析研究各个阶段的主要矛盾，以科学、严谨的态度、务实的工作方法、保质保量地完成勘探地质任务才会取得好的地质效果。

参考文献

[1]胡建强.市区内不规则三维地震勘探[J].勘探家，1999，3（1）：24～26.

[2]阎世信，谢文导.浅谈束状三维地震勘探观测系统[J].勘探家，3（2）：58～62.

[3]李庆珍.地震勘探三维观测系统设计[J].中国煤田地质，1998，10（2）：54～55