复杂山区三维地震勘探方法的研究和应用

针对复杂山区三维地震勘探研究的主要技术难点, 阐述了所采用的技术对策以及所取得的地质效果。经过矿井生产的初步验证可知, 所采用的技术手段正确, 所取得的地质成果精度较高。     

煤矿井下高分辨率地震探测技术

通过井巷波场分析,提出了矿井高分辨率地震反射技术针对性的施工方法和处理手段。并结合龙口矿区、新集矿区两个应用实例,证实了矿井巷道浅层地震技术的可行性。该技术适用于在多煤层、急倾斜煤层开采矿区,井下探测隔水层厚度、下组煤构造、奥灰界面、上部充水砂岩界面等。      

岩浆岩地震波阻抗反演与厚度预测

岩浆岩的侵入对煤层有较大的破坏作用,严重影响煤矿的安全开采。高密度三维地震数据具有宽频带、宽方位和高密度采样的优势,包含着更丰富的构造和岩性信息,为岩浆岩的识别和预测奠定了基础。通过测井曲线综合对比分析,常规声波、密度等测井曲线对岩浆岩敏感性较差,无法识别和准确划分岩浆岩,电阻率和自然伽马等测井对岩浆岩反映敏感,可用于岩浆岩层位划分;以敏感曲线的层位划分结果为约束,对声波和密度曲线进行重构,获得对岩浆岩反映敏感的伪测井曲线,基于模型进行波阻抗反演,将地震信息转化为岩性信息,精细雕刻岩浆岩的空间展布规律,实现岩浆岩侵蚀范围和厚度预测。     

复杂条件下三维地震勘探的技术措施--以张集煤矿深部采区为例

针对张集煤矿深部区域三维地震勘探区目的层埋藏深、倾角变化剧烈、7煤被岩浆岩严重侵蚀的特点,阐述了复杂条件下三维地震勘探的野外数据采集、资料处理与解释过程中所采用的主要技术措施及取得的地质效果.     

浅埋煤层房柱式采空巷道地震物理模型设计及制作

针对陕北浅埋煤层房柱式采空区探测精度不高的问题,制作地震物理模型进行浅埋煤层房柱式采空区物理模拟研究。按照物理模拟几何尺寸和波阻抗相似比原则设计地震物理模型;进行大量相似材料配比试验,确定低速黄土层相似材料为环氧树脂和硅橡胶(1∶1.2),泥岩相似材料为环氧树脂、硅橡胶和滑石粉(1∶0.2∶0.6),煤层为环氧树脂和硅橡胶(1∶0.4),泥质砂岩相似材料为环氧树脂和滑石粉(1∶0.8),砂岩为环氧树脂和滑石粉(1∶1.2);采用数控雕刻机雕刻煤层采空区及巷道保证高精度,利用浇筑法和粘接法相结合制作采空区夹心层及煤层倒扣浇筑的方法解决采空区巷道内留存空气的模型制作工艺难题,完成了房柱式采空巷道地震物理模型制作。经测量,物理模型的单层形态测量精度为0.2 mm、速度相对误差小于5 %、密度绝对误差为±0.3 g/cm3,满足模型设计要求。      

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。     

沙漠区超浅层三维地震勘探

针对神华集团神东煤炭公司乌兰木伦煤矿三维地震勘探区沙漠覆盖,地表条件复杂,目的层埋藏浅的特点,阐述了野外数据采集、资料处理和资料解释过程中所采用的主要技术措施及取得的地质效果。经井下探巷验证,三维地震勘探的精度很高     

复杂地表条件下陡倾角勘探区地震数据采集研究

针对王家山地震勘探区具有目的层倾角大（30°～60°）、地表相对高差大、黄土覆盖层厚、地表条件十分复杂等地震难点,在前期调研的基础上,依据品质因数—地层衰减系数与纵波速度的关系,炸药震源与介质阻抗的耦合关系,虚反射与最高频率的关系等相关理论依据,提出了获得较好原始资料的保证措施：在厚黄土厚附近,炮点变观至基岩裸露区或厚度较小区域;炸药依据基岩、黄土等岩性差异分别选用铵锑成型炸药及2#岩石硝铵炸药;激发井深为虚反射界面深度、药柱长度及药柱顶部爆炸破坏带高度之和;组合激发井距大于2倍塑性带半径;接收束状砖块式10线8炮制观测系统;大倾角地层采用较大的偏移距,下倾激发方式。通过野外采集实验,证明了该复杂条件下陡倾角勘探区采取的三维地震勘探措施的合理性,经初步处理,野外采集的资料各项质量技术指标均达到规范要求,解释的浅部塌陷区影响边界由原来计算的100～200m控制到了50m范围之内,达到了非常理想的程度。     

反射槽波探测技术中速度分析方法研究

在巷道掘进过程中,利用反射槽波探测技术探查巷道侧帮构造发育情况,并准确解释槽波波阻抗反射界面的位置对矿井生产意义重大,但现阶段反射槽波地震解释断层的位置常存在偏差,主要原因是数据处理阶段选取速度存在较大误差。为降低反射槽波速度选取误差,系统分析国内13个煤矿15个煤层的槽波速度特征,总结出反射槽波速度与直达槽波、透射槽波速度的关系。研究发现反射槽波速度高于直达槽波速度3%~12%;低于透射槽波速度1%~6%。将其研究成果引入山西某矿反射槽波探测项目,槽波解释断层位置与探巷揭露位置偏差仅为3 m,取得了较为理想的应用效果。该研究为进一步提高反射槽波探测精度提供了新思路。     

煤矿采区高密度三维地震采集参数讨论

随着煤矿采区高密度三维地震技术的不断推广,对其采集参数选择有了新的认识,特别是线束方向、线距大小、最大炮检距以及覆盖次数与CDP面元等关键采集参数的选择。从理论计算到工程实践角度,对煤矿采区高密度三维地震采集参数进行了分析与讨论,认为：道距、线距、炮点距、炮线距的大小与面元尺寸大小密切相关,能否实现无假频空间采样取决于面元大小,增大线距有利于提高性价比;以煤层构造勘探为目标的前提下,最大炮检距可以大于目的层埋深;在地震条件良好地区,高密度三维地震设计的覆盖次数不宜太高,以提高分辨率;高密度三维地震是面积采集、立体勘探,其线束方向设计不应受制于构造走向的约束。通过不同面元大小、不同覆盖次数以及大线距采集的典型工程实例,初步印证了上述结论的正确性。