利用地震波勘探方法探测小煤矿采空区

通过设计物理模型,实现对小煤矿采空区的数值模拟研究,分析了小窑采空区产生的地震响应在地震时间剖面的反射波特征.发现小范围采空区在地震时间剖面的响应是反射波组同向轴错断,大面积采空区在地震时间剖面的响应表现为了煤层同相轴的"类向斜特征"。对山西晋城和洪洞地区两个煤矿采空区进行实地探测研究,都取得较好的应用效果。     

采空超声波正演物理模拟

通过超声波地震正演模拟试验分析，对矿山典型单巷道采空条件下，不同空区尺寸的反射波动力学特征研究，揭示了不同空区尺寸与波长比时的地震波振幅特征关系，得出矿山采空区地震探测的最小分辨率为３ｍ；阐述了简化后的大面积采空类型相应地震反射波的运动学和动力学特征规律；讨论了复合巷道采空类型的反射纵波及横波模拟。     

地下煤层自燃区地震勘探研究

本文旨在探索黄土塬地下煤层自燃区地震勘探技术。研究表明,火烧区在折射层析成像速度剖面、散射波地震记录、共偏移距地震剖面、地震反射波时间剖面中均有表征显示,而有别于采空区的波场特征。     

煤矿采空区四维地震特征分析及识别方法:以淮南煤田张集矿区为例

煤矿采空区塌陷是一个重要的地质问题,由于采空塌陷区地震、地质条件的复杂性,传统三维地震勘探探测方法难以准确查明采空区边界.本研究提出一种基于四维地震特征的煤矿采空区识别方法,并以淮南煤田张集煤矿为靶区开展采空区探测.该方法从模型驱动入手,通过建立煤层开采前、后地质模型及进行正演模拟,利用模型地震叠前时间偏移剖面回溯分析...     

三维地震技术在探测煤矿腔状采空区中的应用

采用三维地震勘探方法对采空区进行勘探,虽积累了大量的经验,但在实际应用中,解释误差依然存在,尤其是煤层顶板悬空,并在一定范围内呈"腔状"类型的采空区,会出现较高的"漏检率"。为此根据实际地层序列设计了地质模型,对采空区的地震反射波场特征进行了研究。将腔状采空区充气、充水时的正演地震剖面,与煤层开采前正常地层波场响应特征进行对比发现,煤层开采后将会产生比正常波场能量更强的反射波组。另外根据腔状采空区充水和充气反射波最大振幅及反射波频谱对比结果,还发现充气时产生的反射波能量比充水时产生的反射波能量强;充气时产生的反射波频率比充水时产生的反射波频率要低。山西左权佳瑞煤业有限公司的应用实例佐证了三维地震勘探技术探测腔状采空区的有效性。     

选频法在南阳宏发煤矿老窑水勘探中的应用

探讨选频法在煤矿老窑水勘探中的应用,以南阳宏发煤矿部分采空区及采空充水区为例,运用选频法,探测地下煤矿采空区及采空充水区位置。通过瞬变电磁法验证,选频法解释成果准确可靠。该资料可以说明选频法在寻找、确定煤矿采空充水区具有良好的效果。     

三维地震勘探解释煤层地质异常体的应用

三维地震勘探在控制煤层赋存形态方面已取得了令人满意的效果，但矿井高产高效地质保障系统需要准确圈定“无煤带”、陷落柱、老窑采空区、煤层露头等地质异常体。通过河北、辽宁、河南等地煤矿采区三维地震勘探实例，介绍了确定煤层地质异常体采用的方法：结合钻孔资料进行正演地震模型试验，掌握地质异常体地震剖面特征，进行三瞬处理，研究振幅异常与地质现象的对应关系，更重要的是在地震资料解释方面，要充分利用已知地质资料，依据各种地质现象在地震时间切片（垂直切片和等时切片）、顺层切片、方差体切片上的识别特征解释各种地质异常体。     

综合地震勘探方法在陕北煤田采空区探测中的应用

基于陕北黄土塬煤层采空区地震勘探方法研究项目,在该类复杂地质背景和地震地质条件下进行了煤层采空区多种地震探测方法的应用。探测中依据不同的地震勘探方法原理,针对同一目标地质体,提取了识别其地震波场的响应特征:①在地震反射时间剖面上呈现反射波组中断缺失、不连续特征;②在折射层析速度剖面上反射为低速异常;③面波记录出现强能量基阶面波传播中止(波散),面波速度剖面呈现为低速异常,频散曲线发生畸变(呈"之"字型回折);④煤层采空区边界显现出散射波特征。这些地震波场特征在鄂尔多斯等地的煤层采空区探测中也已得到验证。陕北煤田采空区探测实例表明,采用综合地震勘探方法探测可有效解决单一方法的多解性问题,提高其成果的准确性和可靠性。     

沙漠覆盖区煤层的地震勘探及效果

具有经济价值的可采煤层厚度与地震波波长相比,可视为薄层。薄层反射波一般在常规地震时间剖面上是不易识别的。对煤层而言,其厚度虽薄,但由于它与顶、底板岩层波阻抗差异较大（反射系数在０．３以上）,煤层反射在地震时间剖面上通常呈突出的优势强波,这就为用地震法直接勘探煤层提供了基础。本文讨论了沙漠覆盖区用地震法勘探煤层,即在沙漠覆盖区,利用地震信息预测煤层厚度变化、煤层分岔合并带、煤层火烧边界、煤层冲刷带的方法,并结合实例论述其效果。     

高密度三维地震技术在新河煤矿的应用

山东济宁煤田新河煤矿延深区由于地质构造复杂,常规三维地震勘探及二次精细化处理解释地震地质成果均不能满足煤矿开采需要,因此矿方对该区开展了高密度三维地震勘探。高密度三维地震野外原始数据采集采用小道距、高覆盖、宽方位角观测系统,进一步提高了资料的信噪比、分辨率和保真度。地震资料成像采用克希霍夫叠前时间偏移技术,提高了构造成像精度。通过与常规三维地震资料对比,新生界底界面、侏罗系上部厚层岩浆岩顶底界面及侏罗系底界面、主采3^#煤层、深部16^#煤层反射波在高密度三维地震时间剖面上有了明显的改善;采空区反射特征明显,时间剖面及振幅属性显示其边界与实际开采边界吻合较好;褶曲形态及断层组合及分布更加合理,取得了较好的应用效果。该项目的成功应用为高密度三维地震勘探技术在山东省煤矿采区的推广应用积累实践经验,具有一定的指导和借鉴作用。     

煤炭三维地震勘探时深转换误差分析及对策

煤炭三维地震勘探对煤层作时深转换时常用的方法是：首先利用钻孔处的目的层铅垂深度除以钻孔处目的层的反射时间值的一半，算出各个钻孔处煤层的大平均速度，然后利用内插法绘制测区速度分布平面图。之后，把速度平面上各点的速度乘以时间平面图上反射时间的一半，得出深度平面图。该时深转换易产生误差，有些情况其误差甚至超过了规范要求。针对测区的实际情况，列举了在二层速度情况下用大平均速度作时深转换时误差分析的一些例子，并提出了如何消除误差的对策。     

靖远矿区地震勘探中存在的问题浅析

通过总结靖远矿区近十年三维地震勘探经验,对该区施工投入的仪器及观测系统参数进行对比,指出该区前期地震勘探中存在的问题,如：块段施工及分块处理,造成相邻区块之间相邻线上波组特征变化大,解释自相矛盾,对比困难,甚至出现构造假象;某些地震剖面记录虽具有明显同相轴错断、上下盘断点清晰、落差大等逆断层特征,但后期采煤揭露仅为一褶曲,仅部分地段存在小断层;在向斜勘探区,因侧面波的影响,往往导致主测线与联络测线上反射波特征差异明显,特别是远离向斜轴的测线,在侧面波终止处,会出现断层特征,造成误判。针对上述问题,提出了应广泛应用高精度地震勘探,加强验证资料的总结与分析,进而提高勘探水平,为矿方提供更好服务的建议。     

利用地震资料识别煤与瓦斯突出的探索研究

三维地震勘探技术已经成为解决矿区煤与瓦斯突出区域的重要手段,而突出区域特殊的地球物理特征为这种技术的实施提供了可能。实验室测试资料表明：突出煤层的地震波速度约为正常煤层的1/3,因此煤层突出区域具备利用地震技术进行检测的物性条件;地震正演模拟结果显示,煤与瓦斯突出部位的煤层地震反射波的传播时间、能量和频率特征,与正常煤层存在明显差异;实际资料表明,煤层突出地段在地震资料上出现地震波至时间加长、振幅减弱、频率降低等特征,这与理论研究结果是一致的。初步分析认为：地震资料的时间、振幅和频率变化等特征,可以作为利用地面地震圈定煤与瓦斯突出区域的辅助标志。     

内蒙古准苏吉花矿区岩矿石物性与地震波组特征研究

在金属矿地震勘探中,岩矿石弹性参数尤为重要。为更好地开展金属矿地震方法技术试验研究,本文对内蒙古准苏吉花矿区的钻孔岩心标本进行了密度和速度测试,在此基础上,开展了金属矿地震方法试验。根据获得的试验区岩矿石弹性参数测试结果,讨论了不同岩矿石的反射系数和速度与密度之间的关系。研究结果表明:花岗闪长岩(岩体)与变质粉砂岩(围岩)之间的反射系数较弱,不足以产生能够识别的反射信号。在花岗闪长岩(岩体)内部,闪长岩(脉)、矿化花岗闪长岩、铜钼矿体与花岗闪长岩之间具有较强的反射系数,能够产生可识别的反射波。铜钼矿化花岗闪长岩的密度较高,速度较低,表明在金属矿区,矿石的速度并不一定随密度的增加而增加。利用所获得岩矿石弹性参数和地质资料,对获得的试验地震剖面进行了解释,根据L2试验剖面上的地震波组特征,认为在该剖面以外NE一侧,有可能寻找到深部隐伏金属矿。     

用宽频带高分辨率地震分析河道砂体层序地层特征

松辽盆地油气勘探开发的主要目标是大型河流三角洲沉积的河道砂体,河道砂体单层厚度普遍较小,河道改道频繁,地层对比特征不明显,缺乏明显的对比标志。为用地震资料描述河道砂体,近几年我们研制出宽频带高分辨率地震技术,地震频带宽度达5~360 Hz,视主频达150 Hz,分辨率大幅提高。怎样以层序地层的观点用宽频带高分辨率地震描述河道砂体是一项迫切的任务。应用正演模型技术,分析了薄层河道砂体的宽频带高分辨率地震特征,认识到河道砂体两侧河床的角度不整合斜反射是识别河道砂体的重要层序地层标志。本文通过井震结合,解释了松辽盆地杏树岗3D地震工区宽频带高分辨率地震剖面,识别出单一河道和复合河道两种河道类型,分析了扶余油层上部宽频带高分辨率地震的层序地层特征,通过x70井扶余油层层序五下凹型河道砂体的剖面和平面特征分析,依据地震地层学的观点,认为该河道砂体具有网状河三角洲分流河道特征。     

黄土塬区煤田三维采区地震勘探采集技术在王家岭矿区的应用

王家岭矿区属黄土塬地貌,各种干扰波十分发育,地震波吸收、衰减严重,主要煤层埋藏浅、层数多、小构造发育,常规煤田地震采集方法获得的地震资料信噪比和分辨率较低,难以达到采区地震勘探的“三高”要求。针对王家岭矿区实际特点,在精细调查浅表层黄土速度分层结构的基础上,综合采用逐点设计井深、震／检联合组合、低频检波器接收、大偏移距／高覆盖观测系统等关键采集技术,有效提高了地震资料信噪比与分辨率,获得了连续性较好的下组煤层反射波,为精细构造识别与岩性研究奠定了基础。     

含流体薄层时移地震AVA/AVF特征分析

随着地震勘探的不断深入,对薄互层反射机理的研究变得越来越重要。为了准确获得薄层的频率特性并了解其时移变化规律,本文从弹性波动理论出发,讨论分析了薄层的反射AVA/AVF(amplitude variation with incident angle/amplitude variation with frequency)特征,并进行了数值模拟实验予以验证;基于实际测井资料和岩石物理等效介质理论,分析了含流体薄层的时移地震AVA/AVF特征。研究表明:薄层厚度和频率对薄层反射振幅响应的影响是等价的。随着薄层厚度的增加,薄层反射频率特性逐渐出现周期性变化;随着入射角度的增加,薄层反射频率特性逐渐向高频方向延伸。在薄层油气藏注水开发过程中,随着含水饱和度的增大,薄层反射P波频率特性向高频方向延伸,而薄层反射P-SV波频率特性基本保持不变。     

Seismic reflection imaging of thin, kimberlite dykes and sills: exploration and deposit characterization of the Snap Lake dyke, Canada

Seismic reflection techniques are, for the first time, used to image a thin, diamondiferous, kimberlite dyke from subcrop to depths greater than 1300 m. Exploration for vertical kimberlite pipes generally utilizes potential field techniques that often fail to reveal subhorizontal or shallow-dipping intrusions. In contrast, seismic reflection methods are well suited for imaging targets with this geometry. Therefore, in order to evaluate seismic reflection as a tool for subhorizontal kimberlite dyke/sill exploration and mine planning, a feasibility study and subsequent seismic survey were undertaken on the diamondiferous Snap Lake dyke (Northwest Territories, Canada). A substantial drilling program has mapped the dyke as a gently dipping sheet that averages 2–3 m in thickness. The detailed structural and composition data available at Snap Lake provides a unique opportunity to test reflection techniques on a well-sampled deposit. The feasibility study involved measuring P-velocities and densities of cores drilled from the kimberlite and host rocks. These data were used to model reflection amplitudes, evaluate resolution limitations, and determine the acquisition parameters for the reflection survey. Two 2-D lines were acquired that provide comparative datasets for different sources (explosive and vibroseis) and ground types (land and lake ice). In addition, the exploration-scale survey incorporated high fold (40–260 nominal) and long offsets (3260 m). The explosive-source profile recorded on land yielded a superb image of the dyke from depths of 60 m to more than 1300 m over a lateral distance of 5700 m. The seismic image correlates well with adjacent drill hole data and adds considerable detail to the topography of the kimberlite sheet determined by drilling. The vibroseis source also imaged the dyke, but only when sources and geophones were on land; the dyke was not imaged beneath the ice due to reverberation and attenuation effects. The frequency response and unusually strong reflection amplitudes from the dyke indicate the importance of tuning effects and multiples for this type of target and acquisition environment. Apparent correlations between reflection amplitudes and dyke structure (e.g., thickness, feathering, 3-D geometry) suggest that seismic reflection data may be valuable for guiding drilling programs. The results demonstrate that, in the appropriate situation, seismic methods have great potential for use in kimberlite exploration, subsurface mapping, and detailed imaging for mine development purposes.     

三参数小波分频处理在走滑断层识别中的应用

压扭应力场环境下形成的走滑断层一般具有断面陡立,在剖面上呈花状等特点,其构造特征复杂,剖面解释和空间组合难度较大。同一地震剖面的浅、中、深层的资料品质有差异,断点、断面的清晰度也不同。以地质背景为基础,针对不同层段采用不同主频的地震资料进行断层解释,能够增强其可靠性。三参数小波变换具有比傅里叶变换、Morlet小波变换更好的时频聚焦性,可以使断层在不同主频的地震剖面上取得最佳的成像效果,有利于人工解释并提高其可信度。南堡凹陷走滑断层发育,这里采用三参数小波分频处理技术,针对该区块的地震资料进行处理并用于断层解释,取得了较好的效果。     

反射地震成像技术在新疆喀拉通克铜镍矿区的应用

新疆喀拉通克铜镍矿自1989年建成投产,已生产27年,属中度危机矿山。为探测该矿山深部资源,需要提供地质构造和隐伏含矿岩体的信息,为此开展了地震数值模拟和高精度反射地震研究。地震正演模拟结果为该区金属矿地震数据采集观测系统设计和实际地震资料的解释提供了依据,地震勘探获得的反射地震剖面分辨率高,成像清晰,能够对测区深部地质结构和构造及隐伏岩体进行可靠解释。地震剖面的地质解释得到了钻探验证,证实了深部含矿岩体的存在。该地震探测结果为在矿山寻找深部隐伏矿指提供了线索。