三维地震勘探在东胜煤田的应用

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。

由钻孔资料确定标准反射波与地质层位的对应关系

T2波的对比：T2 波是分别来自2煤层组的复合反射波。该波组能量强，连续性好，能全区连续追踪。T2波是控制煤系构造形态的主要反射波。

T3 波的对比：T3波是来自3煤层组的复合接收24次覆盖（横向4次、纵向6次）、CDP网格5m×10m，炮点网格20m×40m，检波点网格10m×20m，采样率0.5ms，采样长度1.5s。

野外测量工作采用GPS全球卫星定位系统进行，经有关部门验收，认为本次测量工作方法正确，施工精度高，成果可靠，完全满足三维地震勘探要求。

2.4地震资料解释原则

资料解释是一个由地震资料转化为地质成果的研究过程，是物探知识、地质规律解释经验等各种技术的综合体现。

人机联作解释系统对三维地震资料解释具有特殊的优势，解释人员能充分利用三维高密度数据体包含的各种信息，发挥系统的自动跟踪、图形缩放、变颜色、任意垂直剖面及时间切片参照解释等功能的优势。进行高精细解释，提高解释精度。

地震资料解释流程见图1：

（1）利用区内钻孔资料与过孔的时间剖面对比来确定反射波的所表示的地质意义。

（2）煤系地层的起伏和次级褶曲的控制。追踪煤层反射波同相轴，勾绘出各煤层的形态。

（3）以选定的标准反射波为主要对象，根据反射波同相振幅、波形、波组特征和时差进行综合对比追踪。在垂直剖面上构造变化和断（1）利用区内钻孔资料与过孔的时间剖面对比来确定反射波的所表示的地质意义。

（4）煤系地层的起伏和次级褶曲的控制。追踪煤层反射波同相轴，勾绘出各煤层的形态。

（5）以选定的标准反射波为主要对象，根据反射波同相振幅、波形、波组特征和时差进行综合对比追踪。

T4波的对比：T4波是来自4煤层组的复合反射波。

T5波的对比：T5波是来自5煤层组的复合反射波。

构造解释

①断点解释：时间剖面上，煤层反射波能量强波形特征明显，连续性好，在有效波的追踪对比解释中，同相轴的中断等异常显示是断点解释的依据。

②新老构造对比：三维地震勘探后对本区小构造进行了严密的控制，对原勘探发现的断层进行了修改，地震勘探前后，总体构造形态变化不大。

依据《煤碳煤层气地震勘探规范》，工作区共解释断点138个，组合断层7条。在参与评价的6条断层中：可靠断层4条，较可靠断层2条：按性质分类：7条断层全部为正断层。按落差分类：落差大于10m的断层2条，落差在5～10m 的断层2条。

工作区整体构造相对简单，以小构造为主，区内东南部边界构造比较复杂，三维地震勘探后基本上控制了区内断裂构造发育情况。为矿井开拓提供了地质依据。矿井设计部门及时修改了采区设计，调整了采区采面的布置。

3小结

运用高分辨三维地震勘探技术解决地质构造问题为矿井设计获得了很好的效果，其勘探成果为采区设计及工作面的布置提供了主要的决策依据，同时缩短了建设周期，取得了良好的技术效果和可观的经济效益。

参考文献

[1]陈基孟.地震勘探原理[M].北京：石油工业出版社，1982.

[2]阎世信，吕其鹏.黄土塬地震勘探技术.北京：石油工业出版社，2002.

[3]李大心.地球物理方法综合应用与解释[C].武汉：中国地质大学出版式社，2003.