三維地震勘探技術(shù)在晉城地區(qū)的應(yīng)用研究

摘 要：由于本勘探區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，該井田利用了老礦的部分巷道，且老礦開采歷史較長(zhǎng)，技術(shù)資料缺失嚴(yán)重，為查明該區(qū)域的構(gòu)造，確保礦井建設(shè)期間的安全，需對(duì)該區(qū)域進(jìn)行三維地震勘探。晉城地區(qū)的三維地震勘探工作，克服了山區(qū)作業(yè)、地形復(fù)雜、溝谷縱橫等困難，在這個(gè)區(qū)域取得了較好的地質(zhì)效果。

關(guān)鍵詞：三維地震勘探；斷層；煤層

一、概況

本勘探區(qū)位于山西省東南部，晉城市西北部，中條山東北，黃河支流沁河中游。太行、太岳、中條三大山系銜接處。縣境四周環(huán)山，東至老馬嶺、岳神山與高平、晉城市澤州縣為鄰；西至東塢嶺與翼城縣搭界；南至仙翁山、舜王坪與陽城、垣曲縣接壤；北至香山嶺、關(guān)帝嶺、宇峻山與浮山、安澤、長(zhǎng)子縣毗鄰。境內(nèi)山巒重疊，溝壑縱橫，高差懸殊。

二、地震地質(zhì)條件

1.表層地震地質(zhì)條件

勘探區(qū)為一典型的低山山區(qū)地貌，溝谷縱橫，梁垣陡立，高差變化較大，最大相對(duì)高差約200m，除極少部分地段較平緩?fù)?，其余各處高差起伏較大。如此復(fù)雜的地形條件，不僅給測(cè)線布設(shè)、野外施工帶來相當(dāng)大的困難，而且給靜校正參數(shù)測(cè)定及資料處理增加了難度?？碧絽^(qū)內(nèi)地表多為山地和原始森林，灌木叢生，荊棘密布，有的地方還有村莊和耕地，這都會(huì)給野外施工和土地協(xié)調(diào)帶來一定困難。

此外，勘探區(qū)內(nèi)交通困難，道路少而窄，多為羊腸小路，行車條件差，不利于機(jī)械化施工。綜合分析勘探區(qū)內(nèi)表層地震地質(zhì)條件較差。

2.淺層地震地質(zhì)條件

本區(qū)淺層巖性橫向變化較小，有基巖出露區(qū)、第四系松散堆積物區(qū)。

第四系松散堆積物區(qū)（黃土覆蓋區(qū)、坡積物覆蓋區(qū)）面積較小，厚度基本都小于2m，分布于農(nóng)田、溝谷、山坡，松散堆積物成份復(fù)雜，既有黃土、砂土填充，又有風(fēng)化巖石碎塊，成孔困難，激發(fā)條件極差。

基巖出露區(qū)：占測(cè)區(qū)面積的絕大部分，出露巖性大部分為中～細(xì)粒砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖，巖石風(fēng)化嚴(yán)重，大部分地段易于成孔，且激發(fā)條件較好，個(gè)別地段不易成孔。

總之，相對(duì)復(fù)雜的地表地震地質(zhì)條件和淺層地震地質(zhì)條件，對(duì)地震波的激發(fā)和接收較為不利。所以本區(qū)淺層地震地質(zhì)條件一般。

3.深層地震地質(zhì)條件

本次勘探的主要目的層是2#煤層和15#煤層。2#煤層埋藏深度變化較大，最深點(diǎn)在測(cè)區(qū)北部，埋深約600m，最淺點(diǎn)在測(cè)區(qū)西南部，埋深約110m，一般埋深在200m～350m。2#煤層厚度0～3.85m，平均厚度為2.6m，沉積穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傾角變化不大（2°～14°），一般不超過10°。2#煤層的速度與密度與上下圍巖有較大差異，是較好的波阻抗界面，可形成連續(xù)對(duì)比追蹤的反射波；勘探區(qū)內(nèi)15#煤層上距2#煤層底板52.30m～94.58m，平均75.09m，也可形成較為連續(xù)的反射波，但由于15#煤層受2#煤層屏蔽作用影響，在部分地段15#煤層反射波能量較弱。綜合分析本區(qū)深層地震地質(zhì)條件良好，也為圓滿完成本次勘探任務(wù)打下良好的地質(zhì)基礎(chǔ)。

三、施工方法

1.觀測(cè)系統(tǒng)類型：

排列方式：束狀8線8炮，中點(diǎn)激發(fā)

接收道數(shù)：8×60=480道

接收線距：40m

接收道距：10m

最小非縱距：10m

最大非縱距：210m

最大炮檢距：366.20m

偏移距：10m

炮線網(wǎng)格：60m（縱向）×20m（橫向）

CDP間隔：5m（縱向）×10 m（橫向）

覆蓋次數(shù)：5次（縱向）×4次（橫向）

2.激發(fā)參數(shù)

單井激發(fā)、成型柱狀炸藥

井深：基巖出露區(qū)井深3m，坡積物厚度和黃土厚度小于2.5m的區(qū)域井深3m，在坡積物厚度大于2.5m的地方，采用3m*0.5kg雙井，個(gè)別黃土厚度大于2.5m的區(qū)域采用基巖界面激發(fā)。

藥量：除了坡積物厚度大于2.5m的地方藥量為0.5Kg雙井、其它區(qū)域藥量為1Kg。

四、取得的成果

1.本次三維地震勘探施工面積9.12km2，控制面積為4.0km2。完成生產(chǎn)線束27束；完成物理點(diǎn)4332個(gè)，其中試驗(yàn)和小折射物理點(diǎn)40個(gè)，全部合格。完成生產(chǎn)物理點(diǎn)4292個(gè)，甲級(jí)物理點(diǎn)2937個(gè)，甲級(jí)品率68.43%，乙級(jí)物理點(diǎn)1355個(gè)，乙級(jí)品率為31.57%，空43炮，空炮率0.99%，合格品率為100%。

2.參加時(shí)間剖面品質(zhì)抽查評(píng)級(jí)（40m×80m）的剖面長(zhǎng)153.605km，其中Ⅰ類剖面90.280km，占58.77%；Ⅱ類剖面39.025km，占25.41%；Ⅲ類剖面24.300km，占15.82%；Ⅰ+Ⅱ類剖面總長(zhǎng)129.305km，占84.18%。

3.本次三維地震勘探按《煤炭煤層氣地震勘探規(guī)范》共解釋斷點(diǎn)187個(gè)，其中A級(jí)斷點(diǎn)133個(gè)，占71.12%；B級(jí)斷點(diǎn)51個(gè)，占27.27%；C級(jí)斷點(diǎn)3個(gè)，占1.60%。組合斷層14條。全部為正斷層?？煽繑鄬?條，較可靠斷層3條，控制程度較差斷層3條。落差在0～5m的斷層2條，落差在5～10m的斷層1條，落差大于10m的斷層有11條。

4.查明了2#和15#號(hào)煤層底板的賦存形態(tài)并控制了其深度。

5.全區(qū)未發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)軸直徑大于20m的陷落柱。

6.區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)古窯和煤層沖刷變薄區(qū)，但是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)異常區(qū)（YC）和兩個(gè)采空區(qū)（CK1、CK2）。

7.運(yùn)用煤層厚度解釋軟件對(duì)2#煤層、15#煤層的厚度進(jìn)行了定性解釋。

綜上所述，本次三維地震勘探較好地完成了其所承擔(dān)的地質(zhì)任務(wù)，從而為本區(qū)以后的礦井開發(fā)建設(shè)提供了較為可靠的地質(zhì)資料。

作者簡(jiǎn)介：劉雪峰（1986-），男，現(xiàn)在黑龍江省地球物理勘察院工作。