论文部分内容阅读
摘 要：高分辨三维地震技术的不断发展，其在煤矿采空区的应用也越来越成熟，该文阐述了高分辨率三维地震勘探矿区是专为资源开发设计，矿区采用高分辨率三维地震勘探技术的实际应用以及所面临的问题，并对高分辨三维地震技术的发展趋势和发展方向做了阐述，指出高分辨率三维地震技术是必不可少的地球物理勘探方法。高分辨率三维地震技术的成功应用发展，为未来的煤炭开采项目提供有效的方法和技术，能够使我国的的煤炭开采技术提高到一个新水平，为现代化矿井巷道的开发建设以及采区工作面布置提供了可靠的科学依据。
关键词：三维地震技术 煤矿采区 宽方位角
中图分类号：P631.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（c）-0070-01
目前，在煤炭开采中会遇到各种各样非常复杂的地质问题，其中主要的地质断层的主要问题有如下几个方面：褶皱、岩溶水、采空区、接缝侵蚀区、含隔水层和陷落柱，以及导水裂隙等“地质环境”问题。在煤炭开采中就需要使用一定的技术对复杂的地质环境问题，进行探测，而高分辨率地震勘探技术在煤矿采空区解决上述问题方面发挥了重要的作用。
1 高分辨率三维地震技术
三维地震勘探技术作为煤目前炭勘探的主要技术手段，通过用三维地震勘探与钻孔技术相配合使用，能够更准确的探测到煤炭开采中的各种复杂地质环境，为煤矿开采确定井筒位置，巷道布局和工作面选择方面提供了理论依据，能够使钻探密度降低，进而大大降低勘探成本。而三维地震勘探技术具有一定的局限性，越来越不能适用于煤矿开采的需要，这就给高分辨率三维地震技术的发展提供了机会。
2 高分辨率三维地震勘探矿区是专为资源开发设计
高分辨率三维地震勘探技术起源于三维地震勘探，但由于高分辨率三维地震勘探技术在地质勘探的时候，更注重数据的采集等，使得其和三维地震勘探技术在数据采集参数上的选择和数据处理方式等，都有很多的不同，例如：高分辨率率三维地震技术就注重空间—时间采样间隔更小、分辨率高、高信号信噪比、高保真度和准确归位反射波四个方面，这就比要求高分辨率地震勘探技术人机交互方面比三维地震勘探技术更先进。利用高分辨率三维地震勘探来勘探地质构造，通过提高信噪比和分辨率，能够有效改变原有数据采集误差较大的问题，通过精确度更够的数据量，以及三维可视化技术，能够灵活地显示在特定方向地质的轮廓线剖面图件等。
3 矿区采用高分辨率三维地震勘探技术的实际应用
目前，在我国几大矿区主要采用高分辨率三维地震勘探技术，达到提高了煤炭地震勘探环境的准确性。据不完全统计，截至2010年10月底，我国的煤矿采空区累计完成三维地震勘探项目150个，面积460平方千米，45万的物理点，取得了丰富的地质成果。实际验证结果显示，采用高分辨率进行地质问题勘探，其吻合率达80%以上。
4 高分辨率三维地震技术在矿区的面临的问题
目前，在我国煤矿区高分辨率三维地震勘探已处于勘探成熟期，但是三维地震勘探技术依然存在以下的的问题高分辨率三维地震勘探技术在矿区的应用仍面临许多挑战，从传统影响地质的幅度、能量和波阻抗的指标，直接变换透视研究复杂的采矿环境结构，需要分析研究裂缝区域中的差别，以及地下水的分布。进而从地震数据中索取更多岩性信息，这对于采集，处理和解释都提出新的问题。
5 高分辨率三维地震技术发展展望
笔者认为高分辨率三维地震技术，在解决面对数据收集等问题不能被限制在单波，数据接收问题使接收范围更宽角，数据解释也要突破多解。而技术的发展主要往以下几个技术方向发展。
5.1 不限制与单波，往反射纵波宽方位角观测技术发展
宽方位角采集在异性介质的条件下，采集数据更准确，宽方位角观测，其反射波振幅随偏移和方位角（AVOA），具有识别改变的方向多个裂缝的能力，以及更高的成像分辨率，更好的空间连续性，更有利于减轻相干噪声衰减和多波干扰。因此，反射纵波宽方位角观测技术的不断发展，能够为高分辨率地震勘探技术提供数据采集的基础，只有更精确的数据，擦能够提高收集效率，降低处理数据的成本。
5.2深部地质数据采集精度越来越高
深部地质数据对深度开采有着巨大的作用，原来观测系统设计的最大偏移距小，其主要勘探对象多针对浅、中层，使得不利于深层勘探目标资料获得，无论是SNR或分辨率都难以满足地质深构造的解释精度。对于深层采集，笔者认为，需要注意各种仪器的配合，通过宽频带、高覆盖率和检测器的优化组合，才能够获得更多深部地质数据。
5.3多波和多分量地震数据采集技术发展
多波指纵波、横波、转换波，而目前多组分检波器通常只能接收到的两个水平和一个垂直测量记录横波（S）和纵波（P），随着技术的不断发展，三组分垂直横波地震勘探技术相结合，能偶带来更多新的有用的信息，进而得以提高横波，转换波的有用信息，提高解决复杂的地质岩性分析的能力。
5.4 解释和处理技术的不断发展
由于云计算和大数据技术的不断发展，计算机的处理速度和计算能力得到充分提高，能够在处理的数据的时候，允许进行“叠前处理”和推迟到偏移后。例如：三维三分量地震数据处理需要使用转换波校正井，三维转换波抽道集，转换波动校正技术。计算机计算能力的提高，大大降低了解释和数据处理的工作量。
同时随着人们能够将采集到的大量的数据结合起来，利用计算机技术，将地质体的几何形状，拓扑结构和性能的定性和定量描述和通过层位标定，使地层、煤、储、块、陷阱和物业具有层状结构的元素，并通过缩放以及不同的网格配置为煤储层在不同的发展阶段提供可视化的数据解释。
6 结语
高分辨率三维地震技术是必不可少的地球物理勘探方法。它的发展和云计算技术，大数据信息技术，图像处理技术和相关学科的发展紧密相关。它的成功应用发展，使我们的煤炭开采精确到一个新水平，为未来的煤炭开采项目提供有效的方法和技术，现代化矿井巷道的开发建设以及采区工作面布置提供了可靠的科学依据。
参考文献
[1] 丁在宇，罗振丽.高分辨三维地震技术在煤矿开采中的应用和发展[J].能源技术与管理，2004（4）：31-33.
[2] 勾精为，崔宝兰，龚幸林.对进一步提高三维地震效果的几点构想[J].中国煤田地质，1997（S1）：1-6.
[3] 唐建益，汤英侠，高远.中国东部、中部地区的煤矿采区地震勘探及方向[J].中国煤田地质，1997（S1）：16-20.
关键词：三维地震技术 煤矿采区 宽方位角
中图分类号：P631.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（c）-0070-01
目前，在煤炭开采中会遇到各种各样非常复杂的地质问题，其中主要的地质断层的主要问题有如下几个方面：褶皱、岩溶水、采空区、接缝侵蚀区、含隔水层和陷落柱，以及导水裂隙等“地质环境”问题。在煤炭开采中就需要使用一定的技术对复杂的地质环境问题，进行探测，而高分辨率地震勘探技术在煤矿采空区解决上述问题方面发挥了重要的作用。
1 高分辨率三维地震技术
三维地震勘探技术作为煤目前炭勘探的主要技术手段，通过用三维地震勘探与钻孔技术相配合使用，能够更准确的探测到煤炭开采中的各种复杂地质环境，为煤矿开采确定井筒位置，巷道布局和工作面选择方面提供了理论依据，能够使钻探密度降低，进而大大降低勘探成本。而三维地震勘探技术具有一定的局限性，越来越不能适用于煤矿开采的需要，这就给高分辨率三维地震技术的发展提供了机会。
2 高分辨率三维地震勘探矿区是专为资源开发设计
高分辨率三维地震勘探技术起源于三维地震勘探，但由于高分辨率三维地震勘探技术在地质勘探的时候，更注重数据的采集等，使得其和三维地震勘探技术在数据采集参数上的选择和数据处理方式等，都有很多的不同，例如：高分辨率率三维地震技术就注重空间—时间采样间隔更小、分辨率高、高信号信噪比、高保真度和准确归位反射波四个方面，这就比要求高分辨率地震勘探技术人机交互方面比三维地震勘探技术更先进。利用高分辨率三维地震勘探来勘探地质构造，通过提高信噪比和分辨率，能够有效改变原有数据采集误差较大的问题，通过精确度更够的数据量，以及三维可视化技术，能够灵活地显示在特定方向地质的轮廓线剖面图件等。
3 矿区采用高分辨率三维地震勘探技术的实际应用
目前，在我国几大矿区主要采用高分辨率三维地震勘探技术，达到提高了煤炭地震勘探环境的准确性。据不完全统计，截至2010年10月底，我国的煤矿采空区累计完成三维地震勘探项目150个，面积460平方千米，45万的物理点，取得了丰富的地质成果。实际验证结果显示，采用高分辨率进行地质问题勘探，其吻合率达80%以上。
4 高分辨率三维地震技术在矿区的面临的问题
目前，在我国煤矿区高分辨率三维地震勘探已处于勘探成熟期，但是三维地震勘探技术依然存在以下的的问题高分辨率三维地震勘探技术在矿区的应用仍面临许多挑战，从传统影响地质的幅度、能量和波阻抗的指标，直接变换透视研究复杂的采矿环境结构，需要分析研究裂缝区域中的差别，以及地下水的分布。进而从地震数据中索取更多岩性信息，这对于采集，处理和解释都提出新的问题。
5 高分辨率三维地震技术发展展望
笔者认为高分辨率三维地震技术，在解决面对数据收集等问题不能被限制在单波，数据接收问题使接收范围更宽角，数据解释也要突破多解。而技术的发展主要往以下几个技术方向发展。
5.1 不限制与单波，往反射纵波宽方位角观测技术发展
宽方位角采集在异性介质的条件下，采集数据更准确，宽方位角观测，其反射波振幅随偏移和方位角（AVOA），具有识别改变的方向多个裂缝的能力，以及更高的成像分辨率，更好的空间连续性，更有利于减轻相干噪声衰减和多波干扰。因此，反射纵波宽方位角观测技术的不断发展，能够为高分辨率地震勘探技术提供数据采集的基础，只有更精确的数据，擦能够提高收集效率，降低处理数据的成本。
5.2深部地质数据采集精度越来越高
深部地质数据对深度开采有着巨大的作用，原来观测系统设计的最大偏移距小，其主要勘探对象多针对浅、中层，使得不利于深层勘探目标资料获得，无论是SNR或分辨率都难以满足地质深构造的解释精度。对于深层采集，笔者认为，需要注意各种仪器的配合，通过宽频带、高覆盖率和检测器的优化组合，才能够获得更多深部地质数据。
5.3多波和多分量地震数据采集技术发展
多波指纵波、横波、转换波，而目前多组分检波器通常只能接收到的两个水平和一个垂直测量记录横波（S）和纵波（P），随着技术的不断发展，三组分垂直横波地震勘探技术相结合，能偶带来更多新的有用的信息，进而得以提高横波，转换波的有用信息，提高解决复杂的地质岩性分析的能力。
5.4 解释和处理技术的不断发展
由于云计算和大数据技术的不断发展，计算机的处理速度和计算能力得到充分提高，能够在处理的数据的时候，允许进行“叠前处理”和推迟到偏移后。例如：三维三分量地震数据处理需要使用转换波校正井，三维转换波抽道集，转换波动校正技术。计算机计算能力的提高，大大降低了解释和数据处理的工作量。
同时随着人们能够将采集到的大量的数据结合起来，利用计算机技术，将地质体的几何形状，拓扑结构和性能的定性和定量描述和通过层位标定，使地层、煤、储、块、陷阱和物业具有层状结构的元素，并通过缩放以及不同的网格配置为煤储层在不同的发展阶段提供可视化的数据解释。
6 结语
高分辨率三维地震技术是必不可少的地球物理勘探方法。它的发展和云计算技术，大数据信息技术，图像处理技术和相关学科的发展紧密相关。它的成功应用发展，使我们的煤炭开采精确到一个新水平，为未来的煤炭开采项目提供有效的方法和技术，现代化矿井巷道的开发建设以及采区工作面布置提供了可靠的科学依据。
参考文献
[1] 丁在宇，罗振丽.高分辨三维地震技术在煤矿开采中的应用和发展[J].能源技术与管理，2004（4）：31-33.
[2] 勾精为，崔宝兰，龚幸林.对进一步提高三维地震效果的几点构想[J].中国煤田地质，1997（S1）：1-6.
[3] 唐建益，汤英侠，高远.中国东部、中部地区的煤矿采区地震勘探及方向[J].中国煤田地质，1997（S1）：16-20.