煤炭科学研究总院西安分院简介（东胜） - 图文

煤炭科学研究总院西安研究院

三维地震勘探技术简介

一、 前言

煤炭科学研究总院西安研究院成立于1956年，是煤炭科学研究总院下属的唯一以地质与勘探为主要研究方向的科学研究机构。我院持有国家有关部委颁发的各类资质证书，下设煤田地质、水文地质、工程地质、钻探、钻具、地震、电法、物探仪器、环保等九个专业研究所，专业设置齐全，综合实力雄厚。

地震勘探研究所是煤炭科学研究总院西安研究院下设的专业研究所之一，主要从事地震勘探新方法和新技术的开发研究和工程施工。经过长期的研究和实践，目前已成为一支拥有先进仪器装备和丰富实践经验技术人才队伍，综合技术实力领先同行的地震勘探队伍。

近年来随着矿井机械化采煤的需要，对煤矿开采地质条件进行精细勘探的要求日益提高，地震勘探技术得到了愈来愈广泛的应用，已成为目前煤矿探测断层、褶曲、陷落柱、冲刷带、火成岩侵入体、煤层厚度变化等开采地质条件的最有效、最经济的勘探技术手段。多年来的勘探实践证明，煤矿采区高分辨率三维地震勘探技术的应用为煤矿企业产生了良好的经济效益和社会效益。

二、国内煤田三维地震勘探技术的应用现状

随着电子技术和计算机信息处理技术的飞速发展，地震勘探仪器装备和资料处理解释软件得到了快速发展，地震勘探技术水平不断提高，地质解释精度不断提高，使得地震勘探技术在资源勘探、生产勘探和工程地质勘探等勘探技术领域得到了十分广泛的应用。

近几年来，全国每年完成煤矿采区三维地震勘探项目100余个，勘探面积超过200km2，所获地震勘探地质成果经采区实际井巷开拓验证，总吻合率较高。地震地质条件好和较好的地区吻合率可达80%以上，条件一般及较差地区吻合率也达70%以上。

三维地震与二维地震相比，信息量非常丰富，能细致地反映各种地质现象，大大提高了分辨率。三维灵活多样的显示方式为解释人员提供各种资料，能直观、快速、可靠地解释地质现象，使解释结果严密准确，更符合客观实际。

目前，三维地震勘探技术已具备解决以下几个方面地质问题的能力：

1. 地质构造

●查明落差5m以上的断层，提供落差3～5m的断点，平面摆动误差控制在

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15m 之内；

●查明区内主要煤层的赋存形态，深度误差不大于1.5%； ●查明区内幅度大于5m的褶曲； ●查明区内直径大于20m的陷落柱。

2. 煤层勘探

●圈定主要可采煤层的赋存范围；

●查明煤层分叉合并范围，圈定原始沉积及后期冲刷形成的无煤及缺失带边界；

●查找主要可采煤层露头位置； ●预测主要可采煤层的厚度变化趋势； ●圈定主要可采煤层古河床、古隆起范围； ●探明区内火成岩侵入对煤层的影响范围； ●圈定多煤层自燃边界。

3. 矿井防治水

●查明潜水面埋藏深度和新生界（第四系）厚度变化； ●探明区内煤系地层底部奥陶系灰岩顶界面及岩溶发育程度； ●探测采空区和岩浆岩侵入体；

●查明基岩面起伏形态，古河道、古冲沟延伸方向； ●了解基岩风化带厚度。

三、煤炭科学研究总院西安研究院三维地震技术实力 1. 技术力量

我院地震勘探研究所拥有一批长期从事地震勘探仪器研制、地震勘探技术方法研究、地震资料处理和综合解释等诸多方面的专业技术人才，已经形成了一支专业结构合理、实践经验丰富的高水平科技队伍。全所现有物探、地质、计算机等各类专业技术人员70人，其中研究员4人、高级工程师18人、工程师23人。科研和生产相结合，在生产实践的基础上，开发了地震数据采集计算机辅助设计系统、三维地震成果数据体解释性处理软件和三维地震数据服务系统等新技术，大大提高了科技实力。

2. 仪器设备

研究所拥有加拿大ARISE型遥测数字地震仪、DS-6型遥测数字地震仪和美国ES-2401X型数字地震仪。均具有最先进的24位 A/D转换器，防尘、防水、轻便，适用于各种地形条件下的大面积三维地震勘探施工。另外，配备有SUN

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ULTRA60和Sun Blade2000为主机的三维地震资料处理、解释工作站十套，可处理各种复杂地震资料，为地震资料的精细处理和解释提供了有利条件。

3. 工作业绩

自1992年以来，我院地震勘探研究所承担了多项二维、三维地震勘探工程，涉及全国十多个省（自治区）。这些项目施工条件各异，地表条件从平原、海滩到沙漠、戈壁、山地和村庄密集区；勘探区地层由第三纪地层、中生代地层到古生代地层；勘探领域从煤矿采区地震勘探到公路、隧道等工程勘察。经过多年来的不断探索和实践，不断进行地震勘探新技术新方法的开发研究，积累了丰富的地震勘探实践经验，可以进行各种复杂地质条件下的地震勘探工程施工，解决各类复杂地质构造问题。而且通过长期的跟踪服务和调查反馈，已完成的地震勘探成果可靠性较高，大部分得到了生产钻探和巷探实际验证，取得了良好的地质效果，树立了良好的市场信誉。

四、三维地震勘探技术应用效果典型实例 1. 陕西省长武亭南煤矿三维地震勘探

亭南煤矿属于陕西彬长煤田，是淄博矿业集团在陕西投资兴建的矿井。为进一步查明煤矿首采区内构造和煤层厚度的变化，我院于2002年9月～2003年3月承担了该项三维地震勘探工程。

勘探区属典型的山区黄土塬地貌（图1），高差150m，冲沟较深，山坡陡峭，地表果园密布，给三维地震勘探施工带来了极大困难。基岩出露区主要分布在沟底，为白垩统洛河组的粗砾岩、粗粒砂岩组成，成孔困难，不利于地震波的激发和接收。其余黄土覆盖区的黄土最大厚度超过100m，土质松散不含水。另外主采煤层厚度变化较大，上部不仅有高速屏蔽层，还有低速滤波层。因此地震地质条件极差。

针对诸多困难条件，我们根据地表特点，采用灵活多样的激发方式，加大药量，提高覆盖次数，获得了较好的原始单炮记录。在数据处理过程中严格把好静校正关（图2），采用“三高”处理流程，确保了地震资料的真实可靠。在资料解释中充分发挥自身科技优势，进行地震、地质资料的综合分析，提高了解释成果的质量和水平。

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图1 勘探区地形数字模拟图

图2 静校正前后单炮记录效果对比

我院提交的成果经矿方打钻验证，煤层底板深度误差较小，煤层厚度吻合较好（图3）。取得了满意的地质效果。

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T3T3 250250T8T8350350T4T4D6D633164164411664TT55w2w2w3w3300300T5T5TT44 ww22ww33D63D632002002626242422222020181816161414121210108866442200150150200200D69D69250250300300TT33 长武8煤层厚度变化趋势预测成果图??8?????????????图3 8煤层等厚线图

孔号 W2 实际煤层厚度（m） 解释煤层厚度（m） 6.1 5.5 TT88表2 煤层厚度钻孔验证情况表

误差（m） -0.6 335500330000225500

2. 平煤集团一矿三维地震勘探

准格尔煤田位于内蒙古中西部，2004年被国土资源部、国家发改委列为19个国家规划区之一。准格尔煤田的勘查程度和开发程度都比较高，其优质的动力用煤吸引着众多投资者建设电力项目，这些项目陆续投产，将需要更多的煤炭给予支持。为了进一步查明采区内煤层的赋存、构造、煤层风氧化带、老窑采空区等地质情况，为煤矿生产、安全提供地质保障，内蒙古开滦宏丰煤炭有限公司决定对该公司下属红树梁煤矿进行三维地震勘探。

井田地貌为黄土丘陵切割类型，区内的“V”字型冲沟十分发育，呈树枝状分布，形成沟壑纵横、峁梁散布、支离破碎的地形特点（图4）。测区内深层地震地质条件相对较好，但埋深较浅的地段给获得资料带来了一定的困难。

针对勘探区内黄土层厚度大、地形变化复杂、煤层埋藏较浅等特点，我院在野外数据采集、数据处理和资料解释中分别采取了多种合理的技术措施，保证了

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220000W3 15.1 11.5 -3.6

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