曹武慶

摘 ?要：物探技術在煤礦地質(zhì)開采中能夠明顯提升煤礦地質(zhì)開采的整體水平。因此，文章主要針對物探技術在煤礦地質(zhì)開采方面的應用展開了深入的分析與探究。

關鍵詞：物探技術;煤礦;地質(zhì)開采;應用

中圖分類號：P631 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）25-0174-02

Abstract： Geophysical prospecting technology can significantly improve the overall level of coal mine geological mining. Therefore， this paper focuses on the in-depth analysis and exploration of the application of geophysical prospecting technology in coal mine geological mining.

Keywords： geophysical prospecting technology; coal mine; geological mining; application

在煤礦開采的整個過程中，開采人員經(jīng)常遇到各種地質(zhì)異常問題與自然災害，這不僅增加了煤礦開采的安全隱患，甚至會嚴重威脅到開采作業(yè)人員的生命安全。而物探技術的應用不僅可以幫助開采人員更加全面地了解采煤層結構，減少地質(zhì)災害的發(fā)生，同時也能夠進一步提升煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益，因此在煤礦地質(zhì)開采過程中，加強物探技術的應用是十分有必要的。

1 物探技術對煤礦地質(zhì)探測的作用

物探技術憑借自身操作簡單、施工方便以及探測準確率較高等優(yōu)勢在煤礦地質(zhì)開采領域中得到了較為廣泛的應用。目前，我國常見的幾種物探技術主要為超聲波勘探、電法勘探、地溫法勘探與重力勘探等，且多應用于煤礦地質(zhì)災害與水災害的防治工作當中。在應用物探技術對煤礦地質(zhì)進行探測的過程中，首先要明確煤礦的實際環(huán)境以及開采期間的具體要求，并結合實際情況來選擇恰當?shù)目碧椒椒ā５孛娓叻直嫒S地震勘探法與二維地震勘探法，不僅可以為煤礦開采計劃與開采方案提供可靠的數(shù)據(jù)，同時也能夠加強地質(zhì)異常情況的控制，具體包括煤層厚度的變化、小斷層與煤層交叉陷落柱的分布等，從而大大增強煤礦地質(zhì)開采工作的科學性與合理性，確保煤礦開采工作的高效與順利開采。

2 物探技術在煤礦地質(zhì)開采方面的應用

2.1 二次地震資料處理和精細解釋技術

二次地震資料處理和精細解釋技術主要是將常規(guī)的屬性體解釋、精細靜校、礦井開采等技術密切地結合了起來，這不僅可以大大提升對小構造煤礦地質(zhì)的探測水平，同時也能夠進一步提升三維地震勘探的精確度。

在煤礦地質(zhì)開采的過程中，二次精細處理作為一個較為系統(tǒng)的工程，不僅需要高精度靜校正配合完成，同時也要應用多種方法。首先，要對原始資料進行分析，明確野外靜校正參數(shù)與具體的方法。對于埋藏較淺的煤層，若早期施工中的三維采區(qū)地震資料設計的最大偏移距相對較小，其低頻長波長校正是無法校正到位的，且目的層與地形整體的起伏也不一樣，剖面上就會呈現(xiàn)出假的褶曲構造。為此，工作人員在選擇靜校正計算的過程中要先選擇恰當?shù)挠嬎銋?shù)，尤其是平滑參數(shù)，選取數(shù)值不要太小。另外，受多種因素的影響，地震單炮記錄通過野外靜校正后，其CMP道集內(nèi)依舊會存在一定的時差，也就是指剩余靜校正量，其主要是通過高頻短波長的形式呈現(xiàn)出來的，因此會在一定程度上影響到疊加的質(zhì)量。為此，要想進一步提升靜校正的精度，就要實施剩余靜校正。除此之外，施工人員除了要進行地表一致性剩余靜校正以外，也可以通過綜合全局尋優(yōu)反射波剩余靜校正來進一步提升校正效果，以此來大大提升煤礦地質(zhì)的探測準確性。

2.2 巖性反演資料解釋技術

地震巖性反演技術就是利用地震測井與地質(zhì)資料來準確反映地下目標層的空間幾何形態(tài)與微觀特征的。其中，空間幾何形態(tài)主要包括頂?shù)讟嬙煨螒B(tài)、目標層厚度、尖滅位置與延伸方向和延伸范圍。具體來講就是對連續(xù)分布大面積的地震資料與高分辨率的井點測井資料高效的匹配起來，通過轉(zhuǎn)換與結合形成新的探測技術[1]。該技術在煤礦地質(zhì)開采環(huán)節(jié)中的應用，不僅可以明顯增強弱反射波的可檢測性，大大提升地震剖面的縱向分辨率，同時也可以幫助開采工作人員全面了解與掌握該礦區(qū)的含水層富水情況與瓦斯分布區(qū)域，進而為日后煤礦開采工作提供有價值的參考依據(jù)。

相比于油氣勘探來說，煤礦采區(qū)存在著大量的鉆孔資料，因此就可以將其作為已有的邊界條件，以此來有效減少反演問題本身所存有的多解性。另外，開采人員也可以將縱向高分辨率的鉆孔資料與橫向十分穩(wěn)定的地震高分辨率二維地震資料有效的結合起來，以此來更加準確地預測頂?shù)装鍘r性的分布情況與煤層空間的變化情況。

在這一過程中，反演結果主要取決于多種因素，主要有如下幾種：（1）原始資料的完整性與質(zhì)量。具體包括地震資料的噪音、分辨率以及測井資料的可靠性;（2）地震子波。子波的提取會影響到最終的記錄合成，且合成記錄的準確性又會在一定程度上影響到地震反射波的層位標定及時深轉(zhuǎn)換精度。因此，子波的提取是一項十分重要的工作;（3）合成記錄作為測井資料與地震資料二者之間相互

聯(lián)系與銜接的橋梁，不僅可以在地震時間剖面圖上準確的標定出巖性反射層位，同時也會直接影響到反演結果;（4）地質(zhì)模型。在構建地質(zhì)模型時，一定要充分結合測井資料，保證地質(zhì)模型特有的靈活性。以防井模型無法準確反映出地層的真實性，進而影響到最終的反演結果。

2.3 屬性體解釋技術

地震屬性主要是通過間接的形式，依據(jù)相關算法，從三維地震數(shù)據(jù)體中生成出的一種新的數(shù)據(jù)體，并在此基礎上再進行地層特征動力學、運動學以及統(tǒng)計學特殊測量值的提取工作。與此同時，地震屬性解釋技術主要研究的內(nèi)容是如何利用地質(zhì)綜合解釋軟件系統(tǒng)來對地震屬性進行提取、驗證、儲存以及評價的，并通過上述屬性來對地質(zhì)構造進行解釋。將屬性體解釋技術在煤礦地質(zhì)開采的過程中的應用，主要是利用三維數(shù)據(jù)來準確計算分析地震反射波頻率、振動與能量的，進而可以獲取到更為可靠與精確的地震屬性數(shù)據(jù)體[2]。在一般情況下，屬性體解釋技術具有準確與快速等特點，因此可以更加準確地獲取小型結構剖面圖，為后續(xù)的開采工作奠定優(yōu)良的基礎。除此之外，在我國三維地震資料解釋技術發(fā)展的過程中，屬性體解釋技術會成為重點研究內(nèi)容與發(fā)展方向。

在三維地震勘探過程中，工作人員可以從地震反射波中獲取大量的地震地質(zhì)信息。同時，由于不同介質(zhì)在地震波傳播過程中所產(chǎn)生的變化是不一樣的，因此就會導致地震反射波在實際傳播過程中，出現(xiàn)時間、頻率、相位、以及振幅等多個方面的相應變化。例如，在研究小構造變化所引發(fā)的地震反射波信息時，從其變化特征、相關性與印證對比情況中就可以提取出地震反射波的相關信息，進入為小構造等地質(zhì)異常體識別提供有價值的依據(jù)。

2.4 三維地震疊前偏移處理技術

三維地震疊前偏移處理技術主要是對常規(guī)物探技術的錯誤成像與橫向分辨率偏高等問題進行了進一步優(yōu)化與改進。將其應用在煤礦地質(zhì)開采中不僅可以有效解決傳統(tǒng)物探技術所存在的問題，同時也能夠讓開采人員更加清楚、直觀地看到煤礦礦井周圍的地質(zhì)構造邊界情況，準確探測出小陷落柱的實際情況。

另外，由于三維地震疊前偏移處理技術具有較高的分辨率與覆蓋率，且密度較大，因此可以更加準確地獲取礦井地物現(xiàn)象。同時，將三維地震疊前偏移處理技術應用到煤礦地質(zhì)開采過程中，能夠準確檢測出陷落柱直徑分辨率為20m，斷層落差分辨率大于2m。針對三維地震疊前偏移處理技術在煤礦開采中的優(yōu)勢特點，已經(jīng)有相當多的研究人員在落差為2.5m的復雜山丘等地區(qū)開展了一系列的試驗，且試驗數(shù)據(jù)顯示，該種物探技術具有較高的精確性，因此可以被廣泛應用在煤礦地質(zhì)開采過程當中。

2.5 高密度數(shù)字三維地震技術

與傳統(tǒng)三維技術相比，高密度數(shù)字三維地震技術具有高保真度、低假頻采樣、波場全以及頻帶寬等多種優(yōu)勢，缺點主要表現(xiàn)為資料信噪比低，數(shù)據(jù)量較大。因此，煤礦開采人員在進行大量試驗與系列的處理工作當中，要在炮檢域互補的高效折射波靜校正、各向異性疊前時間偏移、波分頻去噪以及地表一致性振幅補償與反褶積等多種技術的基礎上進一步完善高密度數(shù)字三維地震技術的處理流程[3]，以此來有效解決高密度資料長短波長靜的校正問題，并在一定程度上壓制噪聲問題，提升成像的準確性與高精度。

3 實例分析

本文章以淮南礦區(qū)為例，據(jù)地質(zhì)勘察資料顯示，含煤地層主要是二疊系山西組，整體厚度大約為720m，其中含煤40層，總厚40m?？刹擅簩又挥?3層，厚度大約為29m。而主要可采煤層為5層，分別為13-1、11-2、8、5、1煤層。在一般情況下，常規(guī)傳統(tǒng)地震只可以看到T5（13-1煤）、T4（11-2煤）、T3（8煤）三組反射，這主要是因為13-1煤層起到了一定的屏蔽作用，這就導致其下組煤層的反射波T4波、T3波的信噪比相對較低、且連續(xù)較差，而位于下組煤層中最下部的T2（5煤）、T1（1煤），其反射波的噪音比更低，整體品質(zhì)更差，因此無法用于地質(zhì)解釋。在這種情況下，負責該項目的開采單位決定使用物探技術來攻克上述難題。

該開采單位通過物探技術的綜合應用，不僅可以探測到埋藏在13-1煤層下的T2（5煤）、T1（1煤），同時也能夠幫助開采人員更好全面掌握煤層構造、水文情況、反射波強度、地質(zhì)異常情況等，進而有效解決該礦區(qū)的開采難題，大大提升煤礦開采的效率與質(zhì)量。

4 結束語

在資源短缺的背景下，煤礦開采企業(yè)要想有效提升開采效率，就要充分重視物探技術的應用，以此來對煤礦地質(zhì)結構進行深入的勘察，為開采單位提供有價值的地質(zhì)參考資料，大大提升煤礦開采效率。與此同時，物探技術在煤礦地質(zhì)開采中的應用還可以有效監(jiān)測到各種地質(zhì)災害與水災害的發(fā)生，以便開采單位提前制定好有針對性的預備解決方案，進而有效確保開采施工人員的安全，推動我國煤礦地質(zhì)開采行業(yè)早日實現(xiàn)健康可持續(xù)的發(fā)展目標。

參考文獻：

[1]王詩海，魏文杰，宋燕鵬.物探技術在探測煤礦地質(zhì)中的應用研究[J].山東工業(yè)技術，2018（17）：89.

[2]高潔.物探技術在探測煤礦地質(zhì)中的應用研究[J].現(xiàn)代鹽化工，2018，45（01）：62-63.

[3]劉海東.物探技術在煤礦地質(zhì)開采方面的新技術新應用分析[J].科學技術創(chuàng)新，2018（04）：173-174.