三维地震勘探在老窑采空区探测中的应用.pdf

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1、能源技术与管理2015年第40卷第3期174EnergyTechnologyandManagementVo1．40No．3doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2015．03．068三维地震勘探在老窑采空区探测中酌应用梁逸群(晋城职业技术学院，山西晋城048000)[摘要]随着煤层的被开采挖掘，地下形成的采空区越来越多。采空区的垮塌会造成地面下沉、裂缝，毁坏耕地，破环生态环境。以山西吕梁地区山南部东侧某井田为勘探区，通过三维地震勘探技术对该勘探区进行反射波特征分析，最终确定了采空区范围。实际验证表明，三维地震勘探技术对采空区的勘探

2、是可行有效的。[关键词]维地震勘探；老窑采空区；煤层反射波[中图分类号]TD62[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2015)03_I)1743量法等多种，本文主要研究的是利用三维地震勘1概述探法探测地下老窑采空区。老窑采空区会使煤矿开采条件恶化，影响综当煤层反射波突然中断、但不具有断层特征采工作面的生产能力、效益并严重威胁矿井的生时，分析认为该区域可能为煤层的老窑采空区。在产安全。老窑采空区作为地质异常体也是瓦斯和正常水平切片特别是相干水平切片上，老窑采空老空水的聚集区。据统计，近些年发生的重特大突区的反映较为明显。水事故，都是由地下的

3、地质构造异常引起的。所2．3老窑采空区的地震响应特征以，在煤炭开采前查明地下地质条件是至关重要因为煤层与其顶底板围岩的密度存在较大的的。在所有的地球物理勘探方法中，三维地震勘探差异，所以当地震波穿过地层时，就会在煤层的顶是最有效的技术之一，特别是在煤田构造勘探中底部产生明显的波阻抗界面，故而能形成可以识效果尤为明显。别的煤层反射波。但是，当煤层中存在采空区时，地层的物理学性质发生改变，原来的波阻抗特征2老窑采空区的特征会发生改变，引起不同的地震响应，具体表现就是2．1老窑采空区的地质特征反射波的能量及连续情况均发生改变。所以通过老窑采空区是由人为挖掘

4、或者天然地质运动识别区域内地震响应的差异性，就可圈定出采空在地表下面形成的“空洞”。而煤矿老窑采空区指区的边界和分布范围。的是在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等根据实际勘探中揭露的情况可知，采空区内开采完成后留下的空洞或空腔。煤层经过开采形存在不同程度的塌陷，而且有的采空区含有水、瓦成煤矿老窑采空区，原有地应力的平衡状态被打斯等，不管采空区内部充填物如何，它们的速度和破，原有地层发生错动并产生裂缝甚至发生塌陷密度都会降低，使得采空区内部的地震反射波同等现象。采空区多以充水、充气、上覆基岩塌落填相轴连续性降低、能量变弱，甚至发生扭曲，并且充等形式存

5、在口]。与围岩的反射波之间存在明显的时差，所以，从理2．2老窑采空区的探测方法论上讲在地震剖面上识别采空区是可行的。因地下老窑采空区具有隐伏性强、空间分布一般来说，地震波对地层的地质条件发生改规律差、顶板冒落塌陷情况难以预测等，所以很有变时，如岩性发生变化、煤层厚度发生变化、地层必要对老窑采空区的分布范围、空间形态特征等构造、分岔合并时，地震波的理学特征就会随之发进行量化评判，以此为根据确定老窑采空区的处生改变。具体表现为：理方法。(1)煤层反射波组能量发生变弱、甚至消失，探测老窑采空区的地球物理方法有重力勘探层位不能连续追踪。法、电磁法(包括高密度

6、电阻率法、瞬变电磁法、甚(2)煤层反射波组信噪比降低。低频法、探地雷达等)、地震勘探法以及放射性测(3)属性分析中振幅降低，频率降低]。通过