试论煤田勘探中高分辨地震技术的应用

摘 要：我国的煤田类型多样，地质结构复杂，只有对煤田的地质结构进行提前的全方位勘探，才能确保在实际的开采过程中不会出现意外的情况，导致一些开采的事故。煤田的勘探需要对矿井的深度、煤田的精确位置、煤田周围的地理环境等进行充分的掌握，从而为实际的煤矿开采提供更充分有效的数据，减少煤矿开采的风险，提高煤矿企业的经济效益。高分辨地震技术就是这样一种具有良好勘探效果的技术。

关键词：煤田勘探;高分辨地震技术;应用

一、煤田地区构造概述

本文所研究的煤田从整体的走势上为西北方向，煤田的倾斜度为15°左右。煤田的断裂带主要为正断裂层，断裂层的走向为西北走向，煤田的总面积为40平方千米，断层的长度在10米以上。

二、我国煤田勘探工作常用的勘探方法

当煤田周围存在水系、老窑、火烧区、含水带时，通常采用健地面电磁法进行勘探。在进行巷道顶板含水层的探测时则采用全方位电磁法。这三种勘测技术是在煤田的勘探中最常使用的，但随着煤田开采的规模不断扩大，这三种勘探方式已经无法满足实际的煤矿开采，高分辨地震技术有效的弥补了以上这三种勘探方式的缺陷和不足，在功能的全面性上有了进一步的提升，在煤矿的勘探中有更好的效率和质量，成为了煤矿勘探中使用最为广泛的技术之一。

三、煤矿勘探工作现状分析

我国的煤田勘探技术从无到有只经历了十几年的发展历程，从二维的勘探方式到三维的勘探方式，在数据的收集、处理和分析技术上已经有了明显的提升，尤其是三维勘探技术的应用，对煤田开采的安全性有了显著的提升，因此受到了许多煤矿开采企业的重视。但是，当前的煤田勘测中仍然存在一些缺陷，例如工作面的布置不合理，巷道、矿井安全性能差等，这些问题都对勘探结果的精度造成了一定的影响，采取新的勘探技术保障勘探精度已经迫在眉睫。

当前，我国的煤田勘探存在一些明显的问题。首先，在观测系统的设置上，没有充分的数据支持。许多煤矿企业套用固定的观系统，在进行野外勘测时没有对相关的设备和技术进行调整，导致许多勘探设备无法真正发挥作用。其次，测量资料的准确性没有保障，在设备放置完成后时常受到随意的移动，资料的收集完成后没有进行及时的分析和处理。在激发点的布置上也缺乏合理性，许多勘测点设置在人口密集的地区，给当地人民的正常生活造成了不便。在纵横分辨率上存在很多断层和缺陷，偏移成像中反射点偏射现象严重。

四、高分辨地震技术在煤田勘探中的应用分析

（一）地震勘探数据频率决定地震采集观测技术的应用。煤田勘探技术的应用原理是根据煤田地震勘探过程中获得的数据进行地震纵横波的确定。观测区域的直径决定了地震勘测带的分辨率，而地质的厚度则决定了勘探的纵向分辨率。因此可以说煤田勘探数据对地震纵横向的分辨率起到了直接的决定作用。根据调查结果显示，煤田地震勘探数据的频率越高，地震纵横带的分辨率也越高。此外，煤田地震勘探的频率还会对数据采集系统的工作效率产生较大的影响。

（二）准确认识煤田中各种形态的采空区。与传统的勘探技术相比，高分辨率的勘探技术能够更好的区分煤田中各种形态的采空区。在煤田的勘探过程中利用高分辨地震技术能够快速的识别煤田中的断层和中间层，还能对长度大于20米的陷落带也进行有效的识别。通过对收集到的图像和信息进行辨认，可以对采空区的形态有更好的掌握。

（三）大量的接收地震波场的有效信号。高分辨率的地震技术能够结合单个频率的电磁波，接收大量的地震波信息，并通过电磁波的形式将这种信息再传递出去，再次获取煤田中的原始信息。通过这样的过程，可以确保数据的客观性和有效性。高分辨率的地震技术在煤田的勘探过程中可以对地质状态的相关信息进行充分的掌握。

（四）查明煤层中的小断层。煤田地震勘探技术的主要作用是对煤田的地质状况进行勘探。高分辨的地震勘探技术能够有效的扩大观测的范围，真实的反映出煤田的地质结构，并显示出煤田地质的三维特征。利用高分辨地震技术可以对煤田上细小的断层和走向变化进行分析，提高了地质分析的精度。在较浅的煤田或平原地区的煤田中，应用高分辨地震勘探可以使勘探的精度达到95%以上，在山区或地质较为复杂的地区，勘探的精度也可以达到70%以上。

（五）圈定陷落柱及采空区的范围。陷落柱是由于非构造变动而产生的一种地表形态。在陷落柱内存在较多破碎的石块和泥浆。当地震波穿过陷落柱时，反射波的传播速度会明显的降低，从而发生时间上的延迟。可以通过时间上的延迟来判断陷落柱的形态和范围。当前，地震波对于陷落柱的勘探还有一定的大小限制，通常只有当陷落柱的长轴大于25米时才能通过地震波检测出来。

五、高分辨地震技术对煤矿建设与生产的作用

高分辨地震技术扩大了对煤田的勘探范围，为煤田的开采提供了有效的数据保障，能够更好的指导煤矿开采工作的进行，对于煤田开采的优化有着极大的作用，还能提高煤田开采的效率和质量。通过应用高分辨地震技术，还可以对矿井开采过程中的数据进行更好的分析，从煤田的地质构造，深度等方面进行分析，确定断层、陷落柱、采空区等的位置，从而对工作面的设置进行适当的调整，是综采面的设计更加的科学，提高煤矿开采的产量。

六、煤田高分辨地震技术的发展前景

当前，煤炭仍是我国使用最为广泛的资源，在未来的30年时间里，我国的能源结构不会发生明显的变化，这意味着煤矿仍将作为我国的主要能源，这也给我国的煤矿采矿行业带来更多的挑战和机遇。煤田勘探的高分辨地震技术主要应用于浅层的煤矿勘测，能够为煤田的开采提供更全面的地质信息。未来，高分辨地震技术将获进一步的发展和完善。首先从设备方面，高分辨地震技术将逐渐实现仪器设备的数字化。与之相配套的数字化程序软件也将得到设计和使用。未来还将重点对山区构造勘探的精度和煤层的分辨率进行完善，将勘探的误差控制在15米以内，勘探的精度提高到90%以上，并且对老窑采空区、古河床、岩浆层等地质构造也进行有效的勘探。高分辨地震技术还将应用于岩性的分析中，将岩性进一步划分为发育带、富水带等。

结语：高分辨地震技术是一种以地面电磁勘探为基础的矿井全方位勘探技术，能够对媒体中的断层、陷落柱、采空区等进行有效的勘探，符合当前煤矿产业对煤田勘探的要求，能够有效的提高煤矿开采的效率和质量，并确保煤矿开采的安全，是煤矿企业在未来发展过程中应当进一步发展和重视的勘探技术。

参考文献：

[1] 黄永平.夏代学.高分辨率三维地震勘探技术在莫北油田的应用[J].CT 理论与应用研究.2012（02）：24-26.

[2] 候杰莉.高分辨地震技术在煤田勘探中的应用[J].中国新技术新产品，2012（10）：35-37