高精度三維地震煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)探討

寸守鎖 孫德杰

摘 要：地質(zhì)勘探是通過各種手段、方式對地質(zhì)進行探測和勘察，勘測并計算出持力層的地基承載力，為礦山開采和建設(shè)設(shè)計提供礦產(chǎn)儲量以及地質(zhì)資料。在實際的地質(zhì)勘查過程中，運用機械設(shè)備能夠解決勘察過程中出現(xiàn)的技術(shù)難點和地質(zhì)難點，提高勘測的效率和準確性。

關(guān)鍵詞：高精度；三維；地震煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)

隨著21世紀社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，礦產(chǎn)資源短缺現(xiàn)象已經(jīng)成為人們共同面對的困境。表層礦產(chǎn)已經(jīng)開采殆盡，人們不得不把目光看向深處的礦產(chǎn)資源以及采礦工作面回采工程。地質(zhì)勘查業(yè)作為一個獨立的服務(wù)性行業(yè)，屬于政府投資建設(shè)的為礦業(yè)生產(chǎn)和建設(shè)服務(wù)的行業(yè)。當今地質(zhì)勘查以深層地質(zhì)探礦為主，因此對地質(zhì)勘查的技術(shù)和手段的要求越來越高，尤其是急需深層地質(zhì)勘查技術(shù)，高精度三維地震煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)集高密度是一項集技術(shù)、層析反演靜校正技術(shù)、疊前時間偏移技術(shù)等為一體的高科技，能夠?qū)︺@井速度、安全防備、取礦樣等方面有更細致而嚴格的勘探，大大提高勘測精度。

一、高精度三維地震煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)作用

（一）適合多種地質(zhì)條件?，F(xiàn)階段該項用于勘測礦產(chǎn)種類方面意義重大，且越來越趨向?qū)I(yè)化。一是，采用先進的機械設(shè)備能夠勘測更多更全的礦種。該技術(shù)適用于膨潤土礦鉆探、硅土礦鉆探、鹽礦鉆探、高嶺土鉆探、沙礫鉆探以及硅藻土鉆探等諸多方面。二是，在施工區(qū)域方面，該技術(shù)能夠克服地質(zhì)自然環(huán)境的劣勢，比如在卵礫石、黃土、河谷、水上凍土層以及污染地區(qū)，有效克服惡劣地質(zhì)勘測環(huán)境帶來的困難。

（二）克服復(fù)雜地質(zhì)勘測困擾。在對西部地區(qū)進行地質(zhì)勘測時，往往受到當?shù)氐牡匦巍⒌刭|(zhì)和氣候的阻礙。很多西部地區(qū)干旱缺水，地層復(fù)雜多變，甚至出現(xiàn)碎裂漏失的情況，這給實際的地質(zhì)勘探工作帶來許多技術(shù)上的困難。

（三）適用于凍土層的勘測。以西部的地區(qū)凍土層為例，凍土層有許多膠結(jié)松散的物質(zhì)，這些物質(zhì)脆弱易碎，一直以來對這種地質(zhì)的勘測的取芯率非常低，基本維持在8%～28%。采用傳統(tǒng)的鉆探設(shè)備所取出的礦樣僅有幾個簡單的礫石，而凍土層中的脆弱易碎的膠結(jié)物質(zhì)極易被腐蝕、磨損，導(dǎo)致上下地質(zhì)曾為顛倒，影響地質(zhì)勘測的準確率。但是該項技術(shù)能夠有效克服這一困難，利用自身覆蓋面積廣、寬方位角、小空間采樣間隔等優(yōu)勢，解決凍土層角質(zhì)腐蝕、磨損等問題，同時有利于小斷層、小陷落凍土層等一場地質(zhì)的識別。

二、高精度三維地震煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)支持

（一）高密度采集技術(shù)。與傳統(tǒng)的三維地震勘測技術(shù)相比，新型高精度三維地震地質(zhì)勘探技術(shù)的道密度明顯高出前者的4～10倍。新型高精度地震地質(zhì)勘測技術(shù)具有勘測覆蓋面積廣、小面元、寬方位角以及小空間作業(yè)等優(yōu)勢，解決了許多復(fù)雜地質(zhì)勘測問題。在大量工程測量人員的實踐論證和實地勘測下，證實高精度三維地質(zhì)勘探技術(shù)中的空間分辨率可被高密度空間采樣技術(shù)所接受，并能夠?qū)崿F(xiàn)對整個觀測系統(tǒng)的整體優(yōu)化。高精度三維地震地質(zhì)勘測技術(shù)利用5m×5m的高密度采集技術(shù)，能夠?qū)v向和橫向?qū)崿F(xiàn)高分辨率大幅度的資料采集，信噪比優(yōu)越，能夠高分辨率清晰展示出地質(zhì)內(nèi)部的構(gòu)造特征，并形成成像資料，同時對小斷層、凍土層、小陷落等異常地質(zhì)有敏銳的識別作用。

（二）層析反演靜校正技術(shù)。我國地震多發(fā)地區(qū)多分布在中西部山區(qū)，中西部地區(qū)地表信噪較低，地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，會給地震地質(zhì)勘測帶來一定的困難，嚴重影響靜校正值。但是高精度三維地震煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)具備層析反演靜校正技術(shù)，不會猶豫地表復(fù)雜的縱橫結(jié)構(gòu)而影響靜校正。該技術(shù)能夠利用路徑反演介質(zhì)速度的結(jié)構(gòu)原理，勘測出地震發(fā)生支出至波射先走時的情況，這種技術(shù)屬于非線性模擬反演技術(shù)一類。在該技術(shù)使用過程中，實際初至時間與正演初至時間之間的誤差可以進行校正，經(jīng)過重復(fù)的校正和修改后，最終得出最精確的勘測結(jié)果。層析反演靜校正技術(shù)特別適用于地質(zhì)條件復(fù)雜、地表縱橫交錯的山地丘陵地區(qū)的地質(zhì)勘測。該技術(shù)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為以下地各方面：一是有效解決長波長靜校正問題，真實反映復(fù)雜地質(zhì)條件下的地下構(gòu)造，且低幅構(gòu)造同樣能識別出來。二是能夠采用層析反演技術(shù)能夠建立地表速度模型，從而防止界面不清晰而產(chǎn)生的靜校正誤差。三是，通告高密度采集技術(shù)能夠清楚描繪和劃分復(fù)雜地質(zhì)條件下的速度場。四是，防止追蹤單一折射層問題，大大提升初至信息的利用效率。

（三）疊前時間偏移技術(shù)。地質(zhì)條件極為復(fù)雜多樣，存在橫縱交錯變化、共中心店嚴重散射、地下構(gòu)造復(fù)雜的特點，這些問題的存在給地質(zhì)勘探帶來了極大的考驗。尤其是地下構(gòu)造如果存在嚴重的疊后偏移的話，會導(dǎo)致地質(zhì)勘測過程中對地下構(gòu)造難以成像，使得自動激發(fā)和自動收合的零炮檢與剖面不完全等于水平疊加的狀態(tài)。但是高精度三維地震地質(zhì)勘探技術(shù)具備高校的疊前時間便宜技術(shù)，能夠增加疊前時間偏移的保幅性，確保地下構(gòu)造成像效果優(yōu)質(zhì)。疊前時間偏移技術(shù)特別適用與地表縱橫交錯變化劇烈的地區(qū)，絕大部分勘測區(qū)域能夠獲得高精度的地震地質(zhì)勘測資料。該項技術(shù)保證了地下構(gòu)造的成像優(yōu)質(zhì)性，使得高精度三維地震地質(zhì)勘探技術(shù)適應(yīng)范圍明顯擴大，在資料處理時也使用到了地震偏移成像技術(shù)。疊前時間偏移技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下三個方面：一是直接應(yīng)用偏移道集實現(xiàn)AVO分析和疊前波阻抗反演技術(shù)，提升巖性檢測的精度。二是提升RMS速度場的測量精度，改善最終地下構(gòu)造的成像圖分辨率精度。三是有效解決共中心店集大傾角存在的反射點散射問題，從而幫助得出高分辨率、高精度的地下構(gòu)造成像圖，這也是對地震斷層塊和陡坡傾斜角構(gòu)造地震帶成像的關(guān)鍵技術(shù)。

三、結(jié)語

高精度三維地震煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)在地質(zhì)勘查中已經(jīng)有了很廣泛的應(yīng)用，未來更是具有強大的發(fā)展趨勢，利用好地該項技術(shù)，能增進地質(zhì)勘察的簡單易操作性能，有效解決勘察過程中出現(xiàn)的技術(shù)難點和地質(zhì)難點，提高勘測的效率和精度，并且保證測繪效果的準確有效性。高精度三維地震煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)推動我國礦業(yè)開采事業(yè)的發(fā)展和進步。

參考文獻

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作者簡介：寸守鎖，云南銘立隆地質(zhì)礦產(chǎn)有限公司。