三维地震勘探技术在矿区中的应用

复杂地震地质条件下三维地震勘探的应用

陕西省西安市 710000

摘 要：在地质环境相对复杂的矿区，可有效采用三维地震勘探技术，从而实现更为精准的揭示矿区误差地质的整体结构，并显著控制检测误差。结果表明，3D地震勘测得到的反射波效果良好，并可实现不简单的稳定监测，能较好地反映煤波的形成。立足于此，本文将系统化介绍在复杂地震地质条件下三维地震勘探的应用，以期为相关工作的高质量开展带来可参考的建议。

关键词：三维地震勘探; 地质构造; 静校正; 三维数据体; 时间剖面

引言

中国煤层地质复杂多变，这也使得地质勘探工作开展难度较大。在煤炭开采过程中，经常需要面临小断层、隐蔽构造、倒塌柱、倒梯等地质条件的不确定性。这些复杂性的地貌往往给煤矿安全开发带来很大困难，大大减少了矿山生产的建设和发展。近年来，3D地震监测不断扩大，经过几十年的长效发展，已成为重要的勘探工具。与传统的二维地震技术相比，三维地震技术的优势在于测试成本低、持续时间短、精度高。得到的地质构造图像清晰，局部预测非常可靠，构造形态与破碎层平行，可直接或间接显示。近年来，由于勘探深度和勘探能力强，三维地震实验逐渐应用于复杂地质区的实验。但是，由于 3D 地震信息取决于地表旋转和地下结构的复杂性，往往会出现反射波。跟踪的复杂性不可避免地会因信息量少而影响翻译结果的准确性和可靠性，最终导致结构翻译方面出现重大错误，以及缺陷和误解的发生。本文根据以往经验，在具有复杂地质特征的矿区进行了专项的地震勘探，以提高数据的准确性。

1勘探区概况 1.1 地层与煤层概况

本文所开展的地震勘探区域，自上而下呈现的类别为：第四系、上侏罗统蒙阴组、上二叠统石盒子组、下二叠统山西组、上石炭统太原组、中石炭统太原组、奥陶系中下统。大煤层由3高、3低、16高、17煤组成，3上3下主煤层之间，最大3大煤层0～2.05m，平均1.13 m，接缝底板高度-460 - 1000 m；3 下煤层厚度0.7～5.81 m，平均约3.2 m。

地质勘查找矿技术探析

概要：在有效借鉴传统地质矿产勘查及找矿技术优势的基础上，严格按照矿产资源的勘察原则和找矿技巧，结合严谨的开发手段，进行深入研究和不断创新，使我国经济发展具有较高的完善性，最终，有效实现可持续发展的目标。

地质矿产勘查及找矿技术具有的作用和价值已经被人们认识到并给予了高度的认可，不仅培养了大批具有高专业能力的技术人才，而且加大了地质勘查技术方法的投资力度，从而为地质矿产勘查及找矿技术带来更加便利的同时，也为其提供了巨大的发展空间。

一、研究要点和原则

第一，在研究大平掌矿区前期地质矿产勘查及找矿技术的过程中需要对矿产资源样本采集进行科学的选择，这也是保证相关技术最终得以顺利开展的基础。在进行样本采集的过程中必须严格按照相关规定执行，分类管理容易出现混淆情况的样本，并重点分析代表性强的样本。第二，对大平掌矿区的实际情况进行严格摸底。按照前期地质研究成果及现场填图的具体内容，对矿区地质剖面情况进行深入分析，结合矿区相邻剖面矿体形态进行综合分析，明确了解并掌握矿体空间分布情况。第三，随着国家对矿山环保管理工作力度的不断提高，将保护生态环境作为地质矿产勘查及找矿技术的开展原则。在进行地质矿产勘查及找矿的过程中，坚决杜绝对大气环境、水环境、土壤环境等造成损害，尽最大限度地减少对环境的破坏，减少意外损失的发生。

二、地质矿产形成环境的分析

大平掌铜矿位于云南省普洱市思茅区以西直距约40km处，行政区隶属普洱市思茅区思茅港镇管辖。矿区地理坐标范围：东经100°30′18″～100°31′38″，北纬22°46′45″～22°47′59″。由于云南省地质矿产资源的开采效率较低，很难满足当地日益提高的经济发展要求。但是云南省属于有色金属资源大省，在云南省当地存在着大量还没有被发现的矿产资源，包括现有矿区深部还存在着大量隐伏的矿床。这为后期地质矿产勘查及找矿技术工作的提高，提供了必要的资源环境。与此同时，云南省的矿产资源为本地90%的工业生产提供了不可缺少的原料，随着当地工业生产发展速度的不断提升，对矿产资源的需求量日益增加。针对这样的局面，通过加大地下矿产资源的研究力度，提高矿产资源勘查方法能够将云南省目前矿产资源紧缺的现象有效扭转。

第２０卷６期　２００８年６月　中国煤炭地质　Ｃ０ＡＬ　ＧＥ０Ｌ０ＧＹ　０Ｆ　ＣＩｔＩＮＡ　Ｖ０１．２０　Ｎｏ．６　Ｊｕｎ．　２００８　文章编号：１６７４—１８０３（２００８）０６—００７８－０３　

三维地震勘探在晋煤集团成庄矿的应用分析　原明林　（晋煤集团成庄矿地测科，山西晋城０４８０２１）　摘要：晋煤集团成庄矿位于沁水煤田南部，区内大部分基岩裸露，少部分黄土覆盖，地形以中、低山、丘陵为主，相对　高差４３６．４ｍ，区内村庄较多，地震测量和野外采集难度较大。区内的黄土覆盖区与坡积物区成孔困难，激发条件差。　矿区地层较为平缓，煤系地层较稳定，主采煤层及标志层全区基本上可连续追踪对比。成庄矿共施工三维地震勘探　面积５１．６４８ｋｍ２，解释陷落柱为１６５个，断层６６条，现已验证４个盘区内９个工作面，验证面积达４．６８ｋｍ２，准确率平　均为５０％　通过探采对比，证明勘探边界、陷落柱大小、断距落差及长度以及地形条件等因素都会影响到勘探精度。　关键词：陷落柱；断层；三维地震勘探；晋煤集团成庄矿　中图分类号：Ｐ６３１．４　文献标识码：Ａ　山西省晋城蓝焰煤业股份有限责任公司成庄矿　井为设计生产能力４００万ｔ／ａ的大型生产矿井，根　据经济发展的需求，核定生产能力达８００万ｔ／ａ，现　实际产量为８００万ｔ／ａ。为保证采区的合理划分和巷　道掘进的安全生产，晋城蓝焰煤业股份有限公司先　后对成庄矿井大部分区域进行了三维地震勘探，以　查明矿井内陷落柱、断层等构造。　１概况　１．１地质任务　三维地震勘探在成庄矿承担的地质任务如下。　①查明区内落差≥５ｍ的断层性质、产状及延伸　长度，其平面摆动误差应控制在３０ｍ以内．对落　差≥３ｍ的断点及勘探中遇到的疑点、不确定点予以　解释。　②查明直径≥２５ｍ的陷落柱，尽可能查明２０ｍ　左右的陷落柱，其中心摆动误差不超过３０ｍ。　③查明３　煤层的底板起伏形态，控制９　、１５　煤　层的底板起伏形态，深度误差≤２．０％。　④查明波幅大于或等于１０ｍ的褶曲。　⑤查明古窑、小窑采空区范围及无煤区与煤层　冲刷变薄区。　１＿２地质概况　１＿２＿１地层　本区位于沁水煤田南部，属成庄井田．区内大部　分基岩裸露，少部分黄土覆盖，地表地层出露为二叠　基金项目：国家重大产业技术开发专项项目资助（发改办高技［２００５］　１２５５）。　作者简介：原明林（１９７２一），男，１９９５年毕业于山东矿业学院煤田地　质勘查专业，工程师，现为晋煤集团成庄矿地测科副科长，　曾发表多篇论文。　责任编辑：孙常长　系上统上石盒子组及第四系。地层发育正常，从老到　新有奥陶系马家沟组，石炭系本溪组、太原组，二叠　系山西组、下石盒子组、上石盒子组和第四系。现结　合区内钻孔资料及地表出露情况，将地层由老至新　分述如下。　①奥陶系中统。奥陶系中统为煤系地层之基底，　由上、下马家沟组及峰峰组组成，其岩性主要为灰、　深灰色石灰岩、角砾灰岩及白云质灰岩、泥灰岩。含　水层主要为马家沟组，为区域主要含水岩组。据有关　资料可知本区奥灰水位标高为４８７．８０～５３６．５４ｍ。　②石炭系中统本溪组。与下伏峰峰组呈平行不　整合接触，主要岩性为灰色砂质泥岩、粉砂岩、铝质　泥岩及透镜状铁矿层（山西式铁矿），偶夹煤线。本组　厚０．８３～５２．９ｍ．平均厚１２．３５ｍ。　③石炭系上统太原组。为主要含煤地层之一。本　组为一套海陆交互相沉积，旋回结构明显。由５－９　层灰岩、不同粒度的砂岩、灰黑色泥岩及煤层组成。　含煤８层，其中下部的１５　煤层为主要可采煤层。９　煤层较稳定，大部可采，底部以Ｋ　砂岩与下伏本溪　组整合接触。本组厚７７．５２～１１２．０７ｍ，平均厚　９１．９８ｍ。　④二叠系下统山西组。为主要含煤地层之一．主　要由灰色粉砂岩、砂岩和深灰色泥岩、砂质泥岩及煤　层组成。含煤３层，其中３　煤层为主要可采煤层．底　部以Ｋ７砂岩与太原组整合接触。本组厚度３９．４５～　７３．０８ｍ，平均厚４９．８３ｍ。　⑤二叠系下统下石盒子组。顶部为铝泥岩．含丰　富的铁锰质鲕粒，俗称“桃花泥岩”；中、下部为灰绿　色，灰色，夹黄绿色、浅灰色砂质泥岩、泥岩及灰色一　灰绿色砂岩，偶见煤线。底部以　砂岩与山西组地　层整合接触，本组厚度５０．６０～８４．００ｍ。平均厚　６７．

愚　

载状态）进行分析，及时反馈给施工管理人员进行运输调整，使闲置资　源得到最大有效利用。并可根据监控记录统计上坝强度及行车密度，　

从而对运输—ｉ＝＝程量进行统计（次数、方量），以及各种性质料源的上坝强　度统计。　在运输车辆发生卸料错误时系统会发出警报，反馈给监理工程师，　以便对料源料性进行合理控制。　４、实施效果与评价　

（１）连续、实时监控。可在监控中心的屏幕上实时显示各碾压机械　的运行轨迹和速度。　

（２）操作简便。移动远端设备简洁，体积小，重量轻，安装和拆卸比　较简便。　（３）全天候和高精度的优点。其表面定位精度可达到厘米级．高程　可达四等水准。　

（４）自动化。在整个系统中，基准站差分数据发送到移动远端，移　动远端信息返回到监控中心、各碾压机械的轨迹和速度，以及数据存储　

和数据处理与反馈分析等整个过程是全自动化的。　５、结语　ＧＰＳ实时监控系统在梨园水电站的应用，不仅实现了远程的施二ｒ　

质量监控，而且为今后堆石坝的设计研究和质量追溯提供了依据，有效　

地解决了大规模机械化施工与人工为主的传统监测方式的矛盾，使堆　石坝施工中的碾压参数全方位，全过程，实时地得到有效的监测和控　

制，为我国大坝施工质量控制又提供了一种有效的方法。　

三维地震勘掠在宁东烽田厚黄土区响应用　

河南省煤田地质局物探测量队王永怀李冠杰　邓国成　

［摘要］本文以宁夏东部某矿区的三雏地震勘探为例，针对该区黄土层较厚的情况，采用钻机成孔成本高效率低且激发地震效果较　

差的情况，从采集条件分析入手，结合生产实践，对地震激发工具进行分析对比和优化组合。通过对资料进行详细的试验对比分析，　

选择可控震源进行地震激发，保证了野外数据采集的质量。在后期的资料处理和解释方面均采取了相应的技术措施，提高了地震勘　

探应用范围和应用效果。　

【关键词］三维地震　宁东　煤田　应用　可控震源　

０．引言　宁东煤田是我国重点开发的大型矿区之一，近些年，宁东煤田进行　了大量的地震勘探工作，地震勘探为矿区的高效生产和安全生产提供