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        三維地震勘探技術(shù)在煤礦采空區(qū)的探測應(yīng)用

        2017-07-12 09:03:07段剛
        科學(xué)中國人 2017年23期
        關(guān)鍵詞:采空區(qū)勘探煤層

        段剛

        河北省煤田地質(zhì)局物測地質(zhì)隊

        三維地震勘探技術(shù)在煤礦采空區(qū)的探測應(yīng)用

        段剛

        河北省煤田地質(zhì)局物測地質(zhì)隊

        關(guān)于地震勘探,其是當(dāng)前探測采空區(qū)的有效方式。在內(nèi)現(xiàn)階段中,隨著我國煤炭開采技術(shù)以及綜采程度不斷提高,其對工作面地質(zhì)的要求也越來越嚴(yán)格。本文將從理論上來重點(diǎn)探討和分析采空區(qū)的波形特征,并運(yùn)用具體事例來對安慰地震勘探技術(shù)在煤礦采空區(qū)的探測應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的敘述。

        三維地震勘探;煤礦;采空區(qū)

        關(guān)于采空區(qū),其主要就是指地下礦體在被相關(guān)人員采出后所留下的空洞區(qū)。采空區(qū)的出現(xiàn),不僅在一定程度上影響整個煤礦的生產(chǎn)安全,還會嚴(yán)重導(dǎo)致地表沉陷問題的出現(xiàn)。為了能夠避免這種情況的出現(xiàn),相關(guān)人員必須要采取相應(yīng)的技術(shù),也就是三維地震勘探技術(shù)。這種技術(shù)在煤礦采空區(qū)的應(yīng)用,起到了重要的作用。因而為了能夠更好的推動我國煤礦的開采工作,就必須要重視煤礦采空區(qū)的問題。

        1.地質(zhì)概況及地震地質(zhì)條件

        以山東某礦產(chǎn)為例,其在地層中自上而下分別是古生界奧陶系、石炭系、二迭系[1]。多于煤系,其主要系為上統(tǒng)太原組和二迭系下統(tǒng)山西組,在這其中,山西組3煤層大約厚為5.35m,因而是其區(qū)內(nèi)中的主采煤層。

        在當(dāng)前的礦井表層中,其大多都是粘土和砂互層沉積,同時在厚度上,不僅變化大,其結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。只有選擇合適的激發(fā)層位,才能夠適使得地震勘探目的層反射波。對于當(dāng)前的山西組3層煤炭來說,其沉積穩(wěn)定,且厚度大,進(jìn)而能夠較好的形成優(yōu)勢較多的反射波,即能量強(qiáng)、連續(xù)性好以及信噪好。在這種情況下,自然而然,該地的勘探地震地質(zhì)條件較好。

        2.三維地震勘探技術(shù)

        關(guān)于三維地震勘探技術(shù),其就是屬于一項綜合性的應(yīng)用技術(shù),具體來說,就是集物理學(xué)、數(shù)學(xué)以及計算機(jī)學(xué)為一體的綜合技術(shù)。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中主要目的是為了能夠更使煤礦開采地下目標(biāo)的圖像更清晰,且位置預(yù)測更可靠。三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用不僅是地球物理勘探中最重要的方法之一,還是目前煤炭等礦產(chǎn)資源的主要勘探技術(shù)之一[2]。因為三維地震勘探技術(shù)是由二維地震勘探技術(shù)逐步發(fā)展起來的,在內(nèi)容上主要有三個部分,野外地震數(shù)據(jù)資料采集、室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和資料解釋這3部分內(nèi)容組成。

        關(guān)于野外地震數(shù)據(jù)資料采集,其在具體工序上有很多,如,測量、鉆淺井孔埋炸藥(也就是在使用炸藥震源時)、埋檢波器、布置電纜線至以及儀器車等幾道工序。

        所謂的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理就將相關(guān)人員所采集到的大量地震信息數(shù)據(jù)輸入進(jìn)專用電子計算機(jī),在此過程中,還要能夠按不同要求使用針對性的功能以及不同的程序進(jìn)行相應(yīng)的處理運(yùn)算,與此同時,還需要經(jīng)各種處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加和偏移,進(jìn)而使得其在最后得到關(guān)于地震剖面或三維數(shù)據(jù)體文件。

        3.三維地震勘探技術(shù)在煤礦采區(qū)的探測應(yīng)用

        三維地震勘探技術(shù)對于當(dāng)前煤礦采空區(qū)的應(yīng)用,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

        3.1 采空區(qū)在地震時間剖面上的特征

        對于三維地震數(shù)據(jù),其主要包含了較為豐富的地質(zhì)信息。在實(shí)際中的時間剖面上,主要表現(xiàn)在以下三個方面:一是,煤層的反射波逐漸變?nèi)?,同時在采空區(qū)邊界處其與相同軸頻率和產(chǎn)狀會發(fā)生一定的變化,而在采空區(qū)內(nèi)部反射波同相軸不連續(xù)且沒有一定的秩序,進(jìn)而顯得雜亂無章;二是,在煤層反射波同相軸變?nèi)醯那闆r下,其頻率與產(chǎn)狀產(chǎn)生較大的變化,特別是在與周圍非采空區(qū)煤層的反射波中存在嚴(yán)重的差異[3]。另外,在煤層反射波的影響下,煤層層位所反射波也同相軸增強(qiáng);三是,在實(shí)際中的地震時間剖面上,其主要表現(xiàn)在煤層反射波的缺失上。如下圖:

        3.2 采空區(qū)在地震屬性切片上的顯示

        關(guān)于地震屬性,其主要就是指相關(guān)人員根據(jù)地震數(shù)據(jù)所提煉出來的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)以及統(tǒng)計學(xué)地震特殊測量值。在實(shí)際地震屬性分析上,具體包括結(jié)構(gòu)方面,如地震層面屬性、地震層間屬性以及地震屬性分析這幾個方面。對于這幾個不同的屬性,其也會在一定程度上揭示不同且不容易探測的地質(zhì)體的巖性和物性變化[4]。地震層間屬性是屬于統(tǒng)計學(xué)特征的范疇中,在其中,主要是通過給定的2個層位間的屬性阿里進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計計算,在這過程中,需要相關(guān)人員將計算結(jié)果在具體的面上所表現(xiàn)出來。通國這種形式,能夠更好的突出和刻畫在煤層間內(nèi)異常地質(zhì)體的屬性特征。

        3.3 資料處理

        關(guān)于資料處理,其在實(shí)際應(yīng)用中主要是為了能夠以高分辨率、高信噪比以及高保真處理為主要目的,來對相關(guān)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行針對性的分析,如速度分析、靜校正和偏移等環(huán)節(jié),在此過程中,還需要相關(guān)人員做好真振幅恢復(fù)和地表一致性反褶積等相關(guān)的處理工作。在其處理過程中,要能夠在一定程度上減少修飾性處理,之所以這樣做,主要是為了能夠使其獲得的地震資料真實(shí)客觀的反應(yīng)當(dāng)?shù)孛旱V采空區(qū)的實(shí)際情況。

        結(jié)語

        綜合上述,通過本文對三維地震勘探技術(shù)在煤礦采空區(qū)中應(yīng)用的探討和分析,得知其具有的重要作用。在煤礦采空區(qū)中利用地震勘探技術(shù),能夠根據(jù)反射波在實(shí)際上的表現(xiàn)特征更好的推斷出該采空區(qū)的沖填和塌陷的具體情況。在具體的解釋過程中,其充分對采空區(qū)在時間剖面上的體征和利用地震具有的屬性來進(jìn)行分析,進(jìn)而在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對煤礦采空區(qū)的精細(xì)解釋目的??傊S地震勘探技術(shù)在尋探測煤礦采空區(qū)范圍以及賦存形態(tài)各方面都取得較好的效果,為當(dāng)前我國煤礦建設(shè)發(fā)展起到了重要的作用。

        [1]霍軍鵬,周竹峰,王萬合.三維地震勘探技術(shù)在煤礦采空區(qū)探測中的用[J].黑龍江科技信息,2012,14:15-16

        [2]李建武,職榮軍,武書泉,梅超.三維地震勘探技術(shù)在靈新煤礦采空區(qū)探測中的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2016,05:100-101+106.

        [3]劉芳曉,趙祿順,李元杰,王曉亮.三維地震勘探技術(shù)應(yīng)用于韓城桑樹坪井田采空區(qū)探測的方法研究[J].西部探礦工程,2015, 02:153-156.

        [4]王立國.三維地震勘探技術(shù)在查找煤礦采空區(qū)、陷落柱等地質(zhì)異常體中的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2013,08:142-143+148.

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