徐改凤　任忠贤　魏宏涛

[摘要]为了研究地下煤田的煤层位置，含煤层数，顶底板特性，可开采性，煤层中的采空区，煤矸石，陷落柱的具体位置及几何形态，采用三维地震勘探的方法，对新疆俄霍布拉克地区煤层区进行小范围的勘探研究，确定了该区侏罗纪下统塔里奇克组煤层中的采空区，陷落柱及煤矸石的具体位置，形状，范围。由于煤矿的规模不同，开采的方式不同，所以我们研究的对象也不同，根据具体情况选择不同的勘探方法，是节约人力物力的关键。这次三维地震勘探结合水文资料对煤系地层含煤情况、煤层层数、煤层厚度进行了分析，得出本区含煤15层并详细划分了每层煤层的具体深度，厚度，可采性，顶板岩性，底板岩性，稳定性。三维地震作为一种成熟的勘探方式，对煤田的勘探和开采起着越来越重要的作用，它的应用必将大大提高勘探的精准度，提高开采的效率。

[关键词]三维地震勘探 采空区 煤矸石

[中图分类号] P631.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-85-1

0引言

三维地震是一种面积性观测的地震测量方式，所取得的资料能够实现反射点的真正归位，从而获得地下地质地质体在三维空间的形态特征。从开始试行到应用于生产，三维地震已经走过了20年的历程。三维地震勘探已经从平原走向山区、湖泊、沼泽区、城区、黄土塬区，卵砾石丘陵区等。从广度和深度上都有了很大的提高。

近年来，三维地震勘探逐渐应用于煤田的开采与探测，取得了重要的成果，在我国煤矿开采中，常常遇到采空区及陷落柱及煤矸石，通过用三维可视化技术全方位的分析时间剖面上微小的变化特征，识别这些特殊区域，可大大提高采掘速度，提高了煤矿开采生产率。

1地质概况

新疆俄霍布拉克地区煤矿勘察是我单位在2011年承担的勘查项目，该地区以前新疆冶金705队新疆161煤田地质勘探队都有做过物探工作，我对采用三维地震勘探的方法，对该区进行勘探，查明了采空区、煤矸石及陷落柱。

该区地层为侏罗系下统塔里奇克组。该地层是在二叠纪大型内陆盆地的基础上演化形成的，以砂岩，砾岩，泥岩及泥页岩为主。本区的含煤层呈层状分布与这些岩层之间。

2三维地震勘探在该区的应用

采空区是指可开采的煤层被采掘以后所余的空间区域。关于其赋存情况比较复杂，一般分两种情况：一种情况是大型矿井的采空区，这种情况下，机械化程度较高，采掘率在85%以上，致使其采空区自然塌陷，煤层顶板及地层自然塌陷充填采空区，所以这种区域上覆地层比较松散，由于顶底板岩层的密度差异较小，地震勘测是，波阻抗减小，就不能形成能量强、连续性较好的反射波组，相比非采空区的其他煤层，采空区的波组特征就被识别了出来；还有一种是小型煤矿的采空区，这种煤矿一般用房柱方式开采，从安全的角度考虑，采掘过程中会留下大量的煤柱，对较厚的煤层只采掘一部分，使采空区的地球物理特征复杂化，地震波穿过时，形成的波阻抗差异不大，在时间剖面上不易识别。

陷落柱属于非构造变动作用下形成的表生构造，陷落柱内混杂堆积着破碎岩块，岩块间由泥质紧密地填充。当地震勘探时，地震波从高速层进入低速层发生了时间延迟，这样就可以从地震波的时间剖面上推断出陷落柱的几何形态及塌陷深度。受分辨率和地震地质条件的复杂性所限，本次勘探只解决长轴大于等于23m，的陷落柱，准确率可达81%。

在面积0.8km2勘探区地形最大高差100m，黄土盖层40-50m，煤层埋深180—200m，查明了2号煤层上长轴为15m的陷落柱。

煤层中含有的矸石时，当地震波穿过时，遇到煤矸石就相当于波速提高，从而使矸石与煤层形成明显的波阻抗差异，与不含煤矸石的煤层反射波相比在波形特征上表现出频率变低、分辨率下降的特征，易识别在本次勘探中，勘探面积5.6km2，分6小块，地形高差最大50m，在地震勘探时地震波经过30113和30115巷穿过地震解释的落差3m的断层F4-1断层时发现不是煤层而是煤矸石增厚1.4m。其跨距15m，其俯视平面形态是椭圆，长轴约30m，短轴约15m，这说明地震勘探能检测出地下煤层的矸石。

3结论

（1）三维地震是一种新兴的勘探方式，相对于二维更直观，更准确，经过多年的研究与实践，已经很成熟地应用与地质勘探领域。

（2）作为煤田勘探的有力的工具，三维地震勘探为煤田的开采与勘探添上了翅膀，成为攻深找盲的一个重要方法。

（3）三维地震勘探还有待进一步提高数据处理及信号优化，这次经过数据处理的三维地震勘探，最大限度地接近地下真实情况，为煤田的开采与研究提供了有力的帮助。

参考文献

[1]中国煤田地质总局，煤矿采区三维地质勘探经验交流会论文集[A].北京：中国矿大出版社，2001.

[2]徐成明，王云，地表复杂地区煤田地震勘探方法及效果[J].物探与化探，2001，25（6）：437-442.

[3]徐成明，徐爽.三维地震勘探在湖泊沼泽地区的应用[J]物探与化探，2002，26（1）：42-45.

[4]常锁亮，李连英，张胤彬，等.厚黄土覆盖丘陵地区煤田地震勘探方法研究[J].物探与化探，2002，26（6）：425-428.