三维地震勘探技术在煤矿采空区的探测应用

段刚

河北省煤田地质局物测地质队

三维地震勘探技术在煤矿采空区的探测应用

段刚

河北省煤田地质局物测地质队

关于地震勘探，其是当前探测采空区的有效方式。在内现阶段中，随着我国煤炭开采技术以及综采程度不断提高，其对工作面地质的要求也越来越严格。本文将从理论上来重点探讨和分析采空区的波形特征，并运用具体事例来对安慰地震勘探技术在煤矿采空区的探测应用进行详细的叙述。

三维地震勘探；煤矿；采空区

关于采空区，其主要就是指地下矿体在被相关人员采出后所留下的空洞区。采空区的出现，不仅在一定程度上影响整个煤矿的生产安全，还会严重导致地表沉陷问题的出现。为了能够避免这种情况的出现，相关人员必须要采取相应的技术，也就是三维地震勘探技术。这种技术在煤矿采空区的应用，起到了重要的作用。因而为了能够更好的推动我国煤矿的开采工作，就必须要重视煤矿采空区的问题。

1.地质概况及地震地质条件

以山东某矿产为例，其在地层中自上而下分别是古生界奥陶系、石炭系、二迭系[1]。多于煤系，其主要系为上统太原组和二迭系下统山西组，在这其中，山西组3煤层大约厚为5.35m,因而是其区内中的主采煤层。

在当前的矿井表层中，其大多都是粘土和砂互层沉积，同时在厚度上，不仅变化大，其结构也比较复杂。只有选择合适的激发层位，才能够适使得地震勘探目的层反射波。对于当前的山西组3层煤炭来说，其沉积稳定，且厚度大，进而能够较好的形成优势较多的反射波，即能量强、连续性好以及信噪好。在这种情况下，自然而然，该地的勘探地震地质条件较好。

2.三维地震勘探技术

关于三维地震勘探技术，其就是属于一项综合性的应用技术，具体来说，就是集物理学、数学以及计算机学为一体的综合技术。该技术在实际应用中主要目的是为了能够更使煤矿开采地下目标的图像更清晰，且位置预测更可靠。三维地震勘探技术的应用不仅是地球物理勘探中最重要的方法之一，还是目前煤炭等矿产资源的主要勘探技术之一[2]。因为三维地震勘探技术是由二维地震勘探技术逐步发展起来的，在内容上主要有三个部分，野外地震数据资料采集、室内数据处理和资料解释这3部分内容组成。

关于野外地震数据资料采集，其在具体工序上有很多，如，测量、钻浅井孔埋炸药（也就是在使用炸药震源时）、埋检波器、布置电缆线至以及仪器车等几道工序。

所谓的室内数据处理就将相关人员所采集到的大量地震信息数据输入进专用电子计算机，在此过程中，还要能够按不同要求使用针对性的功能以及不同的程序进行相应的处理运算，与此同时，还需要经各种处理的数据进行叠加和偏移，进而使得其在最后得到关于地震剖面或三维数据体文件。

3.三维地震勘探技术在煤矿采区的探测应用

三维地震勘探技术对于当前煤矿采空区的应用，主要表现在以下几个方面：

3.1 采空区在地震时间剖面上的特征

对于三维地震数据，其主要包含了较为丰富的地质信息。在实际中的时间剖面上，主要表现在以下三个方面：一是，煤层的反射波逐渐变弱，同时在采空区边界处其与相同轴频率和产状会发生一定的变化，而在采空区内部反射波同相轴不连续且没有一定的秩序，进而显得杂乱无章；二是，在煤层反射波同相轴变弱的情况下，其频率与产状产生较大的变化，特别是在与周围非采空区煤层的反射波中存在严重的差异[3]。另外，在煤层反射波的影响下，煤层层位所反射波也同相轴增强；三是，在实际中的地震时间剖面上，其主要表现在煤层反射波的缺失上。如下图：

3.2 采空区在地震属性切片上的显示

关于地震属性，其主要就是指相关人员根据地震数据所提炼出来的运动学、动力学以及统计学地震特殊测量值。在实际地震属性分析上，具体包括结构方面，如地震层面属性、地震层间属性以及地震属性分析这几个方面。对于这几个不同的属性，其也会在一定程度上揭示不同且不容易探测的地质体的岩性和物性变化[4]。地震层间属性是属于统计学特征的范畴中，在其中，主要是通过给定的2个层位间的属性阿里进行相应的统计计算，在这过程中，需要相关人员将计算结果在具体的面上所表现出来。通国这种形式，能够更好的突出和刻画在煤层间内异常地质体的属性特征。

3.3 资料处理

关于资料处理，其在实际应用中主要是为了能够以高分辨率、高信噪比以及高保真处理为主要目的，来对相关的重点环节进行针对性的分析，如速度分析、静校正和偏移等环节，在此过程中，还需要相关人员做好真振幅恢复和地表一致性反褶积等相关的处理工作。在其处理过程中，要能够在一定程度上减少修饰性处理，之所以这样做，主要是为了能够使其获得的地震资料真实客观的反应当地煤矿采空区的实际情况。

结语

综合上述，通过本文对三维地震勘探技术在煤矿采空区中应用的探讨和分析，得知其具有的重要作用。在煤矿采空区中利用地震勘探技术，能够根据反射波在实际上的表现特征更好的推断出该采空区的冲填和塌陷的具体情况。在具体的解释过程中，其充分对采空区在时间剖面上的体征和利用地震具有的属性来进行分析，进而在一定程度上实现了对煤矿采空区的精细解释目的。总之，三维地震勘探技术在寻探测煤矿采空区范围以及赋存形态各方面都取得较好的效果，为当前我国煤矿建设发展起到了重要的作用。

[1]霍军鹏,周竹峰,王万合.三维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的用[J].黑龙江科技信息,2012,14：15-16

[2]李建武,职荣军,武书泉,梅超.三维地震勘探技术在灵新煤矿采空区探测中的应用[J].西部探矿工程,2016,05：100-101+106.

[3]刘芳晓,赵禄顺,李元杰,王晓亮.三维地震勘探技术应用于韩城桑树坪井田采空区探测的方法研究[J].西部探矿工程,2015, 02：153-156.

[4]王立国.三维地震勘探技术在查找煤矿采空区、陷落柱等地质异常体中的应用[J].西部探矿工程,2013,08：142-143+148.