小面元三维地震勘探技术在西山屯兰矿南五采区的应用

屯兰矿南五采区地形复杂,最大高差达271m,地表大面积为第四系黄土覆盖,激发困难。为探索研究小面元三维地震勘探技术的应用效果。在常规三维地震勘区域内划出1km^2,采用5m×5m小面元进行采集。在地震数据采集过程中,采取了加大激发井深、提高覆盖次数、减小CMP面元网格和加大接收排列等技术措施,做到“四小三高、二中一深、两个等高面”。通过插值、抽线及扩大面元处理。获得2．5m×2．5m×1ms、5m×5m×1ms、5m×10m×1ms、10m×10m×1ms以及不同叠加次数的三维数据体。资料解释工作主要是在5m×5m×1ms、2．5m×2．5m×1ms两个数据体上进行,解释落差大于或等于5m的断层6条,落差3～5m的断层8条;查明长轴直径20～30m的陷落柱4个。30～100m的陷落柱1个,大于100m的陷落柱3个。与相邻区常规三维地震比较,小面元三维地震勘探有利于对小陷落柱、小断层的控制和解释。     

三维地震探采对比及再分析初探

寺河矿为一个千万吨级特大型现代化矿井,截止2006年底,矿井三维地震勘探面积已达51km^2,目前采掘范围为二盘区和三盘区,面积分别为6．8km^2和2．8km^2。对比三维地震解释成果与矿井采掘区域实际揭露地质异常,发现早期的常规解释技术手段,在山区复杂地震地质条件下,勘探效果较差,难以满足高产高效矿井生产要求。建议根据采掘得到的相关煤层底板标高、补充钻孔数据、构造及异常数据,利用最新解释技术,在原有地震资料解释技术的基础上,重新进行层位标定,重点利用地震方差体解释技术及属性分析,更好地解释断层、陷落柱等地质异常,进而提高解释精度。     

火山岩覆盖区三维地震勘探方法探究

宣化——下花园煤田位于燕山山脉的西段,区内地形复杂,成孔形式不一,采集难度大;火山岩覆盖范围广,浅层地震地质条件较差,地震记录信噪比低,静校正问题突出。为了查清宣东矿井深部煤炭资源状况,除了克服地表影响因素外,还需攻克该区火山岩对地震信号的屏蔽难题。通过对岩石出露区及黄土覆盖区进行试验分析,采取了高叠加次数等措施,有效地压制了干扰,提高了信噪比,在此基础上对地震记录进行一些有针对性资料处理技术,如绿山静较正技术等,使目的层有效波反应明显。本次勘探圈定了上覆火成岩范围及火成岩破坏区,控制了区内主要可采煤层Ⅲ3、Ⅴ2煤层的埋藏深度及构造形态,解释断层20条及Ⅲ3煤层火成岩破坏区3处,勘探成果表明,本次勘探所采用的野外采集措施和资料处理方法是行之有效的。     

GIS在矿区岩溶陷落柱位置圈定中的应用

区域构造、可溶性岩层和地下水动力条件是岩溶陷落柱形成的３个必备条件。选取刘桥二矿作为研究区,从现有数据中分类提取出区域构造、可溶性岩层和煤层顶底板强富水异常区３个因素,根据底板等高线生成煤层底板坡度图及研究区邻近区域内已探明陷落柱的特征,结合这３个因素,运用GIS叠置分析圈定出4个可能的陷落柱发育区,再经与实际生产情况资料对比,得出巷道揭露的Ⅱ617风巷陷落柱位于第Ⅱ区内。     

综合物探方法在煤矿水文地质勘查中的应用

针对河南省禹州某煤矿区水文地质条件不明等问题,采用地震和瞬变电磁法相结合的方法进行勘探。为保证解释结果相互印证,在垂直于地层走向上布设了4条重合测线,并以其中的DZ03地震时间剖面和TEM03视电阻率断面图为例,依据其物理特征分别对陷落柱与断层进行了解释。结果表明,二种方法在解释异常位置、深度、形态及富水性等方面高度吻合。利用该方法解释矿区存在1个陷落柱,8条组合断层。根据断层的位置及富水区分布情况,推断F3和F5以北,富水性强且面积较大,特别在断层交汇部位岩溶水极其发育,且上下连通,另外陷落柱具有强富水性;F3以北和兴F2以西存在较大面积的中等富水区。     

湖区三维地震勘探应用与效果

微山湖某采区面积约4.07km2,区内长年积水,个别区域水深达5～6m,地震勘探施工条件复杂。针对该区资料采集的技术难点,其深水区使用专用检波器,并系重物固定到位;激发井位10～12m,采用船载人工钻成孔;观测系统为8线8炮36道中间激发,24次覆盖。资料处理采用折射静校正及分频处理等方法,其资料处理效果满足地质解释的要求。通过属性识别及相干分析等技术手段本区共解释断层49条,陷落柱2个,目前已验证断层2条,两者高度吻合。     

高密度三维地震勘探在四川复杂山区的应用效果

勘探区位于四川盆地与云贵高原的过渡地带,地形高差大、地层倾角陡、煤层薄、地质情况复杂,浅表层地震地质条件较差。通过实验,采用端点下倾方向激发的观测方法。在资料处理中,采用了多种静校正方法与去噪处理技术;在资料解释时,利用三维地震数据体等时水平切片、均方根振幅属性等多种方法对断层、陷落柱及采空区进行解释,其中解释溶洞2个,陷落柱1个,断层38条,并圈定了C13、C19、C25三层煤的采空范围。实践证明:若满足地形高差不超过500m、地层倾角不能大于45°、煤系地层上覆灰岩厚度不大于200m等条件,在四川山区开展煤田地震工作具有可行性。     

综合物探解决黄土区煤田复杂地质问题

山西某矿位于构造堆积盆地，属黄土匠陵地貌，区内被第四系黄土覆盖，为解决该矿地质构造及水文地质问题，采用三维地震勘探与瞬变电磁法、直流电测深法相结合的勘探方案。利用三维地震勘探解决目的层赋存形态及其地质构造问题，再利用瞬变电磁法进行平面控制，以使平面及深度解释误差达到勘探要求；应用直流电测深法及瞬变电磁进行勘探，在正反演解释的基础上对其资料综合分析、对比，并结合三维地震资料，确定地质构造的富水及导水性。     

模型正演技术在煤田复杂地质体识别中的应用

根据波动方程正演模拟的基本原理,模拟某矿的地质条件,建立以实际地层速度为基础的深度域层速度模型,在该地质模型中共设计了6个直径为15~120 m、高度不等、影响层位不同的陷落柱。通过对正演合成记录的叠前、叠后数据处理得到的正演剖面进行分析,发现陷落柱在模型正演叠加剖面均表现绕射波发育,在叠加和偏移剖面上表现为反射能量变弱,同相轴扭曲或中断,相位发生变化,叠前深度偏移技术更有利埋藏较深、高度较小的偏移成像。通过实际地震数据和模型正演数据的对比分析,有助于在地震剖面上识别陷落柱等复杂地质体以及验证地震解释成果的正确性。     

地震波形差异技术在山西ky矿预测陷落柱中的应用

地震波形差异主要表现在陷落柱边界部位的差异、不连续/间断的异常特征。在地震时间剖面分辨率不能满足陷落柱精细解释时,依靠地震波形差异属性特征值的空间变化,可以有效地刻画出陷落柱在各煤层中的发育边界及高度。以山西ky矿为例,在陷落柱的解释中,对三维地震勘探技术中的常规时间剖面、波形差异属性雕刻技术、方差体切片等进行对比分析,结果表明利用地震时间剖面解释陷落柱的边界及高度误差较大,而地震波形差异属性可以精细刻画出陷落柱的边界及冒落高度。通过地震波形差异技术在该区的运用,圈定陷落柱7处,其结果经矿方实际采掘验证,效果较好。     

三维地震勘探技术在潞安矿区的应用

潞安矿区属黄土丘陵地貌,浅层地震地质条件较好,但由于矿区内村庄、工业矿区等地面建筑较多,严重影响数据采集质量。目前潞安矿区三维地震勘探存在的主要问题为：小构造遗漏较多,特别是5m以下的断层和20m以下的陷落柱;陷落柱的解释误差较大,影响巷道及工作面布置;时深转换不准确,煤层底板等高线出入较大;第四系厚度不准。虽然受测区地震地质条件和技术限制存在多解性和误差,但就潞安矿区已开展的三维地震勘探来看,采区三维地震勘探是潞安矿区精细化地质勘查的必要手段,其在煤矿生产的合理设计、采区的合理划分及巷道、工作面的合理布置等方面发挥了重要作用。     

高精度三维地震勘探技术在煤田安全生产中的应用

高精度三维地震勘探技术在提高数据采集密度的同时,可以有效提高地震信号的信噪比及纵横向分辨率,为解决复杂地区的精细构造解释及煤矿瓦斯预测奠定良好的数据基础。在淮南某煤矿采用了5m×5m小面元、64次覆盖、纵横比为0.8的高精度三维地震采集技术,及叠前去噪、保持振幅、提高分辨率、叠前时间偏移等处理技术,获得了高质量的地震剖面。在解释工作中,将方差、曲率等属性进行综合分析,有效提高了解释的准确性。该研究区的高精度三维地震勘探实例表明,沿煤层的方差体切片,可以有效识别断距2~5m的断层;方差属性和曲率属性能够清晰显示20m左右的小陷落柱,且不受附近大陷落柱等地质体的影响;而利用叠前道集数据得到的煤层泊松比与煤层气呈负相关关系,即低泊松比区为煤层气(瓦斯)的相对富集区,并与断层关系密切。     

陷落柱地震波超前探测数值模拟与应用

针对陷落柱与周围煤体之间存在明显波阻抗差异的特点,建立巷道内地震波超前探测陷落柱数值模型。采用波场正演模拟方法,分析巷道前方存在陷落柱时的地震波场特征,总结出基于绕射偏移的陷落柱边界探测方法。在新元矿南二正巷实际超前探测中,该方法准确圈定了巷道前方陷落柱的范围。探测结果和实际揭露情况对比表明：地震波超前探测技术可以对巷道前方120m范围内的陷落柱构造进行有效预测。     

全数字高密度煤矿采区三维地震技术研究与实践

通过分析常规煤矿采区三维地震勘探存在的问题及技术瓶颈,提出了全数字高密度煤矿采区三维地震勘探的主要技术框架,即:数字检波器、单点接收、更小的接收道距与线距、更小的激发点距与线距、单炮超多道数、小面元、全方位、高覆盖次数观测,真实记录全波场海量数据的采集技术,及其与之相配套的高精度地震成像处理和精细综合地震解释技术。与以往的常规三维地震勘探相比,全数字高密度煤矿采区三维地震勘探技术在断层方位、小断层识别、陷落柱探测、下组煤层探测、高陡构造勘探等多个方面都有明显优势。     

三维地震及电法综合勘探在晋西北黄土区的应用

晋西北某矿井位于吕梁山黄土塬区,为年产500万t的特大型在建矿井,为查明首采区煤层赋存条件、地质构造情况、以及奥灰与主要含水层的富水性,对该区进行了三维地震及电法综合勘探。其中三维地震勘探查明了勘探区内4#、9#煤层的埋藏深度和起伏形态,解释断层18条,陷落柱4个,褶曲1条,煤层倾角大于15°的区段1处;运用瞬变电磁法结合直流电测深法查明K6、K5砂岩富水异常29处、4#、7#、9#煤顶板岩层富水异常51处,奥灰顶界面-100m富水异常18处。三维地震及电法的综合勘探,不仅解释了该区主要煤层的厚度变化趋势及基岩面和奥灰顶界面深度变化情况,还对落差大于5m断层、直径大于25m陷落柱、煤层、奥灰水以及主要含水层的富水情况、导通关系及相互间的水力联系进行了分析,其结论为解决矿井建设和开采中的地质难题,提供了可靠的地质信息。     

利用三维地震及瞬变电磁法探查老窑、采空区

煤矿采空区富含水或瓦斯而对煤矿安全生产构成事故隐患，三维地震勘探技术可查明落差5m以上的断层、直径大于20m的陷落柱，控制采空区边界，其平面位置误差不大于20m，是探测煤层采空区边界行之有效的手段。瞬变电磁法可查明含水地质体如岩溶洞穴与通道、煤矿采空区、深部不规则水体等。利用三维地震结合瞬变电磁法探查显德旺矿老窑、采空区破坏范围及积水情况，取得了可喜的成果。     

开滦钱家营矿1495E疑似陷落柱探查及综合治理

岩溶陷落柱在我国华北石炭二叠纪煤系地层中广为分布,由于陷落柱贯穿于岩溶发育的奥灰和煤系地层之间,即使陷落柱在天然条件下不导水,但由于后期开采活动对其导水性能的改造,陷落柱往往成为奥灰与煤系地层之间联系的通道,井巷或采煤工作面一旦接近或揭露陷落柱时,可能产生突水,破坏采区划分秩序,严重影响煤矿安全生产。2009年,钱家营矿业公司在1495E风道掘进过程中首次揭露地质异常体,高度怀疑为岩溶陷落柱。该公司采取地面微动地震探测、井下直流电法和井下瞬变电磁等多种物探手段与现场钻探相结合,对地质异常体实际赋存状况进行探查。结果表明,该异常体不含水。但考虑到对物探成果必要的检验以及后续井巷工程和相邻工作面回采对异常体围岩应力平衡的破坏导致可能突水,矿方对异常体实施了钻探探查、建立密闭墙以及异常体注浆治理。治理方案的实施为矿山生产建设顺利展开奠定了基础,保证了工作面、采区科学合理划分,且为同行提供了借鉴经验。     

综合物探在我省煤矿生产中的应用

河北局从1955年于开滦建立了我国第一个煤田地震勘探队和电法队以后,进行了大量的方法研究及技术积累,其综合勘探技术水平有了很大的提高。特别是在解决煤矿复杂地质构造及水文地质问题方面,取得了较好的地质效果。到目前为止,已经做了百余个针对破碎带、断层、陷落柱导水、突水通道检测、小窑采空区积水和煤系地层含水层分布等方面的地质勘探工作,积累了丰富的经验。实践证明,综合勘探技术在河北省找煤、矿井水文地质勘探以及环境地质、灾害地质等方面发挥着越来越大的作用。