三维地震勘探技术在煤矿地质构造中的应用

三维地震勘探在东胜煤田的应用[摘要]三维地震勘探技术引入煤矿采区勘探以来，在解决煤矿地质小构造问题方面是一种行之有效的勘探手段。

已在煤田采区勘探中取得显著的地质效果，其解决复杂地质问题的能力为煤矿生产所广泛证实。

[关键词]地质构造三维地震勘探效果1概况1.1地质条件工作区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内，矿区大地构造为华北地台鄂尔多斯台向斜、东胜隆起的东南部，构造较简单，为一单斜构造，倾向W-SWW。

倾角1～20。

构造较简单。

区内为全隐蔽含煤地层，含煤地层为中生界侏罗系，主要含煤段为侏罗系的中下统延安组。

1.2地震地质条件工作区地形起伏较小，海拔标高为+1195～1314m，地表多被风积沙、沙土覆盖，人烟稀少，干扰因素少。

区内表层被第四系风积沙和沙土覆盖，无基岩出露，无潜水面。

根据实地踏勘全区覆盖层均为沙土，速度横向变化小，激发条件一般。

区内含煤地层稳定，煤层厚度大，煤层与围岩间物性差异较大，具备形成地震反射波的良好条件。

因此工作区地震地质条件良好，各煤层反射波波形突出，能量强，信噪比高，煤层之间的波组关系稳定、清晰，分辨率高。

2三维地震勘探方法及效果2.1三维地震野外采集仪器工作区使用目前世界最先进的仪器设备，法国产428xl多道遥测数字地震仪，该仪器具有灵活、机动的特点。

24位模数转换，动态范围大，频带宽，抗干扰能力强，稳定性好，信号采集不失真等优点。

2.2野外数据采集方法采用规则束状观测系统12线4炮（中点激发）接收线垂直地层走向布置，全区采用48道点的反应为同相轴错断、分叉、强相位转移、振幅变弱等。

落差小的断层多为扭曲。

利用水平时间切片解释褶曲的起伏。

形态及走向、倾向。

通过两个主干方向（一般取垂直断层走向）时间剖面，准确地确定断层的平面组合、小断裂等地质现象。

落差较大的断点表现为反射波同相轴的明显错断、扭曲、分叉合并等现象。

进而确定断点的存在及落差的大小。

2.3地震资料的解释方法三维地震时间剖面的对比和二维一样即利用时间剖面的同相轴、波形、振幅强度、波组特征等进行综合对比在解释时，充分利用解释系统的局部放大及多种显示功能对资料进行多次反复对比，来控制煤层的构造发育。

煤矿物探方法之三维地震法的应用刘朋 ZS09010046我国煤炭地质勘探行业除了在井下采用坑透、电法、地质雷达、煤层钻探等手段外，还将地震勘探应用于采区工作面的地质勘探当中。

该方法在平原地区的勘探效果尤为理想，而山区由于受地形、浅层地震地质条件限制（如煤层与岩层相比厚度很小，相对埋深又太大，用地面物探方法也不易达到综采要求），出现的问题较多，也曾一度阻碍了地震勘探在煤矿矿井中的应用发展。

不过随着物探技术的发展、成熟以及煤矿生产中越来越多地质问题的解决，煤矿矿井物探技术也得到了长足的发展。

众所周知，煤田地震勘探主要任务便是解决煤系地层的地质构造问题。

根据勘探区的地形和浅层地震地质条件的复杂程度，地质任务一般是要求查明主要目的层的起伏形态，深度误差在1%~2%，幅度大于等于5 m的小褶曲。

在控制煤层的起伏形态方面对不同地区准确率可达85%~95%。

而三维地震勘探作为一种面积观测方式，对所得资料能够实现反射点的真正归位,从而获得地下地质构造在三维空间的特征，通过利用三维可视化技术可以全方位地分析时间剖面上小断层的微小变化及其走向。

国内，尤其是在华东等地震地质条件良好的地区，落差5～10ｍ的断层被准确探测出来的几率可达到90％左右；在平原勘探区浅层地震地质条件好的情况下，3～5ｍ断点的准确率在50％左右，山区及复杂浅层地震地质条件下，大于等于5ｍ断层的准确率在70％～80％，3～5ｍ断层的准确率在20％左右。

而另一方面对于陷落柱的判别，由于勘探分辨率所限及浅层地震地质条件的复杂性，目前主要是解决长轴大于等于25m的陷落柱（勘探准确率可达80%）。

所谓陷落柱，其实是属于非构造变动作用下形成的表生构造，其内混杂堆积着破碎岩块，岩块间由泥质紧密地充填。

地震反射波在穿过陷落柱时，由高速层进入低速层发生了时间延迟，从而在地震时间剖面上能推断出陷落柱的几何形态及塌陷深度。

接下来介绍得是采空区。

采空区系指可开采的煤层被采掘以所余的空间区域。

试析三维地震技术在探测煤矿地质构造中的应用摘要：在探测煤矿地质构造中运用三维地震技术能获得较为准确的探测数据，所获得的地质资料有利于地质构造的研究，在预测煤炭厚度变化趋势的工作中也能发挥一定作用，从而有效解决煤炭生产后备接替基地的相关问题。

在不同的区域内，地质概况有较大差异，会深刻影响到煤矿地质的构造情况。

关键词：三维地震技术；煤矿；地质构造1 探测煤矿地质构造任务的基本情况比如在某次三维地震勘探工作中，共需要完成三维地震线束7束，探勘的面积是4.2平方千米。

测得偏移前的覆盖面积是4.65平方千米，该工程的施工面积是5.35平方千米，共有3871个生产物理点，这一数字超过了设计的生产物理点324个。

勘探区域内有一条小河，该小河常年有水。

该区域中的最高点位于中西部，测得标高为834米，该区域的最低处位于中东部，测得标高为792米，最大高差为42米。

从测得的数据和实际情况来看，该区域的地势比较平坦，在该区域内常年种植庄稼农作物。

2 探测方法及技术措施探测活动应保证原始数据的准确性，探测的过程应该按照相应的设计要求进行。

国家对煤炭煤层气地震勘探活动有相应的规范标准，对煤炭资源勘探工程也有相应的要求。

在确定各种参数时，应运用试验的方法。

在选择技术措施的工作中，应当将不同的地质条件考虑在内，在整个施工过程中，试验活动都不可或缺。

应该采取的技术措施为查看检测仪器的功能是否正常，对此需展开周期性的检测项目，目的在于保证仪器在施工过程中能正常使用。

具体进行的测量活动应达到相应的精度要求，要保证每一个炮点的位置编号都是准确的，都有唯一的位置和编号，便于野外施工的有效进行，同时也为做好资料处理奠定良好的基础。

测量组在完成相应的工作时，应提前设置好相应的地震测线，在确保不存在计算失误的情况下才能正式投入使用。

另外需要测量的指标还包括实际施工时移动的炮点和检波点的坐标，做好高程的测量工作，除此之外还要提供表明地物的测量图示。

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald95勘探区位于阴山余脉南支与洪寿山脉两大山系所夹的山间谷底中，冲沟发育，地形支离破碎，倾斜台地呈环状或珑状，倾向于十里河床，地势东高西低最大相对高差184.20 m。

1 地质任务(1)探明井田首采区的浅层地震地质条件和深层地震地质条件，查明井田勘探区的地质构造形态和特征，地层产状及其变化情况。

(2)查明勘探区内主要煤层落差大于8m的断层。

(3)查明勘探区内主要煤层直径大于30m的陷落柱。

(4)查明勘探区内规模大于30m的煤层中的火成岩侵入体。

(5)提交勘探区主要可采煤层底板等高线图，深度标高误差不大于1.5%.(6)查明可采煤层层位，探测可采煤层的连续性，解释先期采区内主要可采煤层厚度变化趋势。

2 地球物理特征勘探区地貌为低山丘陵地形，为黄土丘陵地貌，地形起伏不大，冲沟发育。

个别地段存在厂矿、村庄等障碍物，对野外采集造成不利影响。

浅层基本为较薄的土壤、黄土层、河流冲积层或者为砂、泥岩，激发条件较差。

个别地段砾石层发育，成孔激发比较困难。

所以表、浅层地震地质条件较复杂。

本区勘探主要目的层为5号煤层、8号煤层，分别对应地震反射波T5波、T8波。

T5波：对应的5号煤层为太原组最厚一层煤，赋存条件较好，属稳定煤层，煤层厚度7.15～12.72 m，平均11.09 m。

煤层与围岩波阻抗差异明显，煤层顶、底板岩性主要为泥岩、砂岩，与煤层的物性差异较大，有利于得到较好的反射波，T 5波可以全区连续可靠追踪。

T8波：产生于8号煤层，8号煤层为太原组底部的一层局部可采煤层，上距5号煤层27.10～36.87 m ，平均29.21 m ，下距K 2标志层9.27～17.75 m，平均12.22 m，含0～1层夹矸，夹矸岩性一般为泥岩。

煤层厚0～2.32 m ，平均0.79 m。

属局部赋存不稳定不可采煤层。

局部8号煤层与围岩波阻抗差异明显，可产生较好的反射波。

三维地震勘探技术在煤矿开采过程中的应用作者：杨永波来源：《中国新技术新产品》2012年第17期摘要：通过对一个地质条件复杂的矿井进行三维地震勘探，采掘过程中实际揭露的构造与三维地震解释的构造进行对比，证明运用三维地震勘探技术保障安全、高效地采掘生产是非常必要的，同时节省了大量的补充钻探与巷探费用。

尤其是对东荣三矿这样面临着高产高效转变时的地质勘探更是起到了不可替代的作用。

关键词：三维地震；勘查；高产高效；经济分析中图分类号：O353.5 文献标识码：A1概况1.1矿井概况东荣三矿是双鸭山矿业集团的主力矿井之一，设计生产能力150万t/a。

开拓方式为立井分区式上山开拓，煤层群联合开采，现生产水平为-300 m水平和-600 m水平。

东荣三矿井田位于东荣井田福山背斜的西翼，井田以断裂构造为主。

井田内F10、F41、F41-1、F48、F53和F56断层。

受这几条大断层的影响，井田内小断层密集，且相互切割并伴有岩浆岩侵入，对煤层破坏比较严重，属构造复杂矿井。

1.2 勘探区概况-600m水平由沈阳煤矿设计院依据1985年《双鸭山矿务局东荣三矿精查地质报告》设计了两条综采生产线，确定为150万t/a的综合机械化采区。

随着近年来的地质补充勘探和开拓工程及采煤过程中实见，发现该区构造情况比原精查报告更为复杂。

为了查清该区地质构造的发育情况并优化采掘设计，为采掘工作提供可靠的地质依据，双鸭山矿业集团委托我队对该区进行了三维地震勘探。

2 勘探区基本地质条件及需解决的问题2.1 地质条件东荣三矿井田位于集贤煤田东南，区内地层系统简单，侏罗系上统不整合于古生界泥盆系与元古界麻山群及其侵入花岗岩组成的拼合基底上。

区内地层层序为钻孔连续控制。

城子河组地层为主要含煤岩系，含煤层段地层总厚616～1376m。

地面被第四系地层覆盖，与下覆第三系地层呈角度不整合接触，第四系地层厚度介于52～240m之间。

其下的第三系地层与下伏的城子河组煤系地层呈不整合接触，第三系地层厚度介于0～240m之间。

煤田三维地震勘探技术的应用摘要：本文结合低山丘陵区三维地震勘探的全过程，证明只要方法技术选择合适，可在煤田勘探的精度和可靠性方面取得较好的效果。

关键词：低山丘陵区;三维地震勘探;应用云顶煤业位于新安向斜的北翼，总体构造形态为一宽缓向斜构造。

向斜轴向近东西，贯穿整个矿区。

南翼煤层倾角为6°～12°，北翼煤层倾角比较平缓，大约6°～8°左右。

下山采区因为受边界F58断层影响，地表起伏落差较大，地面三维勘探施工条件恶劣，为确保勘探精度，我们采取了多种方法，最终取得了良好效果。

1采集方法确定1．1采集参数通过对勘探区表土层、基岩地震地质情况的分析及实地踏勘，制订了试验方案。

在野外施工中分别进行了4m至12m的井深对比试验，药量2kg。

经过分析，7m以深记录上目的层反射波均较清晰，资料信噪比高，面波干扰稍弱，能够满足勘探区施工要求。

通过对药量试验分析发现，当药量大于1．5kg时，药量的变化对所获资料的信噪比及分辨率影响相对较小。

通过分析，本区采用1．5kg～2kg药量激发。

1．2观测系统参数综合考虑勘探区的地质任务、地形地貌、目的层的赋存深度、构造情况，采用8线8炮观测系统，线距40m，道距20m，横向炮距20m，纵向炮局80m，中间点激发。

2资料处理技术措施本区地形高差较大，最大高程+623m，最小高程+327m，最大高差296m，地形复杂，区域地质构造较复杂，对数据的接收造成十分不利影响。

本区数据处理重点是做好校正工作，剔除错误数据，提升地震基础数据的信噪比和分辨率。

保持地震信号的相对振幅和反映地层界面特性的动力学特征符合要求，以方便研究煤厚及岩性变化。

加快勘探速度，便于地震资料的准确解释，并提升质量及时深转换的精度。

3资料解释3．1层位的确定本区三维地震勘探所追踪的目的层反射波为二1煤形成的反射波T2波。

T2波常与上下的煤层顶底板反射波混为一体组成的复合反射波，其能量强，波形稳定，连续性好，特征明显，全区较容易连续对比追踪。

翟镇煤矿六采区三维地震勘探成果在生产中的应用摘要:根据三维地震勘探成果,六采区及时调整个采区设计方案,保证六采区整体合理布局,减少煤柱留设,提高煤炭资源回收率。

通过开拓巷道实际构造揭露,验证了三维地震勘探成果,准确度较高。

关键词:三维地震成果验证应用翟镇井田处在新汶向斜中段轴部,四周断层环绕,内部断层与褶曲并存。

通过多年的探采对比,证实地质构造比勘探期间提供的资料复杂。

同时,相邻采区实际揭露断层与勘探期间提供断层走向、落差等存在较大误差,为保证六采区整体布局合理,减少煤柱留设,提高煤炭资源回收率,我矿利用三维地震勘探解释成果与巷探工程验证手段相结合的方法进行三维地震勘探成果在生产中应用的研究。

1 区内概况及地球物理特征翟镇煤矿六采区位于翟镇井田的东南部,采区面积2.45 km2。

采区东边界为F7断层与良庄井田相邻;东南边界以第5勘探线与良庄井田相邻;西邻三采区、风井保护煤柱及三采扩大区,以F4-1、F4、f6断层为自然边界;南部以F10-1断层与协庄井田相邻;北部以F16断层为界与七采上部采区相邻,采区内煤层赋存较浅,厚度较稳定,地层较平缓,采区内中小型构造发育,构造较复杂。

2 成果资料解释本次地震勘探的主要任务之一是解释。

原构造除西南边界断层(F4、F4-1、f6、F7、F16)走向为NE外,区内其余断层走向均为NW 向。

本次三维地震勘探查明断层走向以NE、NW向为主,个别发育近EW及近SN向断层。

2.1 基本一致的断层(段)与原构造方案对比,F8断层14号孔以南段、F4断层53与347号钻孔间段、F6-1断层49号孔以南段、F6断层SL220以南段,其断层位置、走向、倾向及落差基本一致。

2.2 修正的断层(段)修正了F16、f6、f8、F8断层14号孔以北段、F10-1断层的位置、延展长度、走向、倾向及落差。

2.3 否定的断层原F5断层53号孔以南段、原F7断层(北东边界处)、F1断层、f2断层、f3断层、f4断层、F6-1断层49号孔以北段、F6断层SL300线以北段(四)新发现的断层。

RESOURCES/WESTERN RESOURCES2021本次勘探测区内含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组。

含煤地层总厚628.85m，划分九个煤组段，含煤13层，煤层总厚度6.35m，含煤系数1.01%。

山西组和太原组为主要含煤地层，山西组下部的二1煤层为可采煤层，其余煤层偶尔可采或不可采，可采煤层总厚5.99m，可采含煤系数为0.95%。

1.地震地质条件1.1表层地震地质条件勘探区地势东、西两条件侧高，中部低，且南部略高于北部，主要为复杂的山区，地形极差，沟坎、悬崖遍布，沟岭相间，纵横交错，地形切割严重，山脊呈鱼脊状，山麓及沟谷有坡积物，区内村庄较大、数量较多，道路稀少，这些地表条件给地震施工造成了极大的困难。

1.2浅层地震地质条件勘探区的浅层地震地质条件极为复杂，以基岩出露区为主。

出露岩性为金斗山砂岩、平顶山砂岩等中细粒砂岩及砂质泥岩及泥岩，岩石裂隙风化严重，成孔困难。

1.3深层地震地质条件二1煤层结构简单，具有速度低、密度低的特点，与高速度、高密度围岩相比具有显著的波阻抗差异，具有形成强反射波的良好条件，在人工波场作用下可产生波形稳定、能量强的反射波T 2波（即二1煤层反射波）。

2.三维地震野外数据采集2.1试验工作综合勘探区以往施工参数及邻区施工经验，通过对勘探区表浅层、深层地震地质条件的分析及实地踏勘，针对勘探区的成孔方法、井深、药量及接收参数等制订了试验方案。

全区共完成试验点8个，物理点172个；完成试验剖面一条，试验物理点84个。

在选定的8个试验点和试验剖面上，根据不同的地震地质条件进行了井深、药量、接收因素等多项参数的试验工作。

2.2试验内容及结论2.2.1激发因素（1）激发井深：选择合适的激发层位对于获得目的煤层高频率、高信号比反射波至关重要。

本次井深试验采用风钻成孔，以2kg 药量为基准，井深为2、3、4m 的对比试验，根据各个试验点的资料情况分析发现，只要井深达到3m，则资料面貌正常，目的层反射波比较突出，频率较高。

地质测量全数字高精度三维地震勘探在大强煤矿的应用大强煤矿徐爱国摘要为查明煤层赋存形态和构造发育情况，大强煤矿采用全数字高密度三维地震勘探技术进行补勘，解决了工作面难布设的问题。

关键词断层深埋藏全数字勘探应用1引言全数字三维地震勘探技术是在煤矿采区三维地震勘探的基础上发展起来的，主要核心是采用数字检波器接收、高空间采样率、段时间采样率采集、精细处理、多属性分析解释及地质研究的集成综合性技术。

主要以最佳的方式记录信号，尽可能压制噪音，进一步查明该区域地质构造发育程度,提高勘探程度与精度,满足矿井开拓开采要求O大强煤矿2009年开工建设，至今掘进巷道18596m,2个工作面已回采完毕，随着生产实见,发现勘探报告提供断层的数量、位置、断层参数不准确，影响工作面布设，已导致巷道掘进量增加;三维地震分辨率较低、预测能力差，部分构造未能解释出来;三维地震数据体不能拼接一体使用,交接部分地质资料不准确。

鉴于以上原因，対SW采用全妇高密肛维地震《臧术进行楓，丰富了可靠的地质构造资料。

2地震勘探施工2.1观测系统参数此次采集选用全数字宽方位采集观测系统，其参数详见附表。

按照当前的采集理念，此观测系统具有面元属性均匀完备、横向一致性的特点，具体表现为方位、炮检属性均匀，横向一致性。

附表三维宽方位观测系统主要参数表系统皱16线10炮皿国观测系统CDP网格尺寸(m)5x5数2560(16x160) (条)16横向最大炮检距(m)795接100横向最小炮检距(m)5 M®(m)10纵向最大炮检距(m)800删片滚动距离(m)100纵向最小炮检距(m)10瞬距(m)100最小炮检距(m)5卧距(m)10最大炮检距(m)1127^41横纵比059叠加次数(次)64®8x纵8) 2.2仪器、炮孔深度、药量仪器型号:SERCEL-e428高分辨数字地震仪,检波器型号:DSU1数字检波器,井深:平原区12m,低山丘陵区最低14m,药量:平原区药量为2kg,低山丘陵区药量5kg,考虑施工安全因素影响，距离房屋30~ 50m成孔,药量0.25kg;距房屋50~100m成孔,药量0.5kg;距离大于100m,正常药量。

三维地震勘探技术在矿井地质中的应用作者：胡军李军来源：《硅谷》2012年第17期摘要: 针对工作区构造发育的特点,三维地震勘探资料解释以三维叠前时间偏移数据体为主,结合方差体数据体,采用井约束法,从剖面、平面、沿层各个方向,利用地震数据的振幅、相位、频率特征,以及振幅的方差体特征,对工作区内发育在煤层上的地质构造进行不同角度的认识研究,从而获得切合实际的解释成果。

关键词: 三维地震勘探;资料解释;地质构造1 概况朱集西煤矿位于安徽省淮南市潘集区贺疃乡,西部凤台县关店乡接攘。

勘探区位于淮河中游冲积平原,地形平坦,水系发育,地面标高一般在+22.4~+23.9m。

表层以粘土或砂质粘土为主,粘土厚度达12m左右,地震采集激发层在粘土中时,激发条件好,为层位稳定施工提供了良好的条件。

测区内主要可采煤层厚度较稳定,煤层与围岩物性差异大,在相应的顶底板附近可形成品质较好的煤层反射波,以17-1、13-1、8煤组波发育较好,有较强的反射波,11-2、5-1、4-1及3煤组或因与主要煤层间距较小或受上覆强反射层的屏蔽作用,反射波能量较弱、连续性较差。

2 数据处理1)利用野外数据及原始资料,正确建立几何空间属性。

2)采用地表一致性振幅补偿,实现真振幅恢复,使地震波能量真正体现煤层介质的真实情况,本区煤层深,需对深层煤层能量进行补偿。

3)采用地表一致性多道反褶积,在共接收点域,共炮点域和共反射点域实现子波统计,使全区煤层反射波子波频率特征一致,在考虑兼顾信噪比同时,提高了煤层反射波分辨率。

4)采用迭代和图形量化控制,彻底消除炮点﹑检波点及仪器等产生的静校正量的影响,本区内地势平坦,采用地表一致性剩余静校正方法解决静校正问题。

5)为做好三维速度分析工作,在该区进行了三次速度分析,第一次速度分析用于求取第一次剩余静校正量,第二次速度分析用于求取第二次剩余静校正量,第三次速度分析是在三维KIRCHOFF迭前偏移之后求取,速度分析也采用分次迭代方式力求拾取到准确的三维叠前时间偏移速度参数。