三维地震设计2013.doc

中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院（北京中煤地地球物理勘探研究院有限责任公司）山西忻州神达南岔煤业有限公司 三维地震勘探施工设计中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院二一三年九月1项目名称：山西忻州神达南岔煤业有限公司三维地震勘探承担单位：中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院院 长：霍全明总工程师：汪 洋设计主编：程增庆设计编制: 李 忠 赵 云 李明江 设计审核：唐建益中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院编制日期：二一三年九月目录 前 言1第一章 勘探区范围及地质任务1第一节 勘探区位置及自然地理条件1第二节 勘探范围及地质任务3第三节 以往勘探工作4第一节 地质概况8第二节 地震地质条件11第三章 地震勘探施工方法及工作量13第一节 地震勘探观测系统13第二节 野外试验17第三节 初步拟定的地震采集方法18第四节 低速带调查19第五节 地震工程布置及工程量19第六节 工程测量20第八节 施工技术要求及措施22第四章 数据处理与资料解释25第一节 地震数据处理25第二节 三维地震资料解释28第六章 勘探成果提交资料33第六章 保证措施34第一节 组织机构34第二节 质量保证措施36第三节 项目组织及保证措施41第七章 安全、环保、健康（HSE）管理体系及措施44第一节 HSE管理方针和目标44第二节 HSE执行的标准44第三节 HSE管理措施44第四节 危害识别清单47第五节 应急计划与应急组织47第八章 施工计划安排50前 言山西忻州神达南岔煤业有限公司煤炭储量丰富、煤质优良、交通方便，忻州神达将南岔煤业公司建设列为重点工程项目。忻州神达南岔煤业公司为了探查井田地质构造，决定利用三维地震勘探方法进行补充勘探。2013年8月18日山西忻州神达南岔煤业有限公司组织议标确定中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院中标该项目。中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院受忻州神达将南岔煤业公司的委托，在现场踏勘及收集资料后对忻州神达将南岔煤业公司三维地震勘探工程进行施工设计,中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院按照标书甲方的要求编制了忻州神达将南岔煤业公司三维地震勘探设计，于2013年9月10日提交甲方审查。本工程设计使用的标准为中华人民共和国煤炭行业标准MT/T897-2000煤炭煤层气地震勘探规范、煤炭资源勘探工程测量规程、全球定位GPS测量规范，并参照同行业的相关标准。第一章 勘探区范围及地质任务第一节 勘探区位置及自然地理条件一、勘探区位置该矿位于宁武县阳方口镇三岔村东一带，距宁武县城直距8km。 井田地理坐标：东经11220341122248北纬390318390512井田由简易公路与大运二级公路相连，至大运二级公路4km,向北可至阳方口镇、朔州、大同；向南至宁武县城、原平、忻州、太原；北同蒲铁路经过阳方口、宁武站，公路、铁路交通运输条件较为方便。（见交通位置图1-1）二、井田范围2010年1月15日山西省国土资源厅为山西忻州南岔煤业有限公司换发采矿许可证(证号：C1400002010011220053745)，有效期2年，井田范围由12个拐点连线圈定(见表1-1)：6带(中央子午线111 )井田范围对照表 表1-1编号北京54坐标系（6带）西安80坐标系（6带）XYXY14329092.0019617613.004329044.4519617542.1824327796.0019619332.004327748.4519619261.1834327436.0019617830.004327388.4619619362.1844327436.0019619000.004327388.4619618929.1854327070.0019619000.004327022.4619618929.1864326090.0019618675.004326042.4619618604.1874326110.0019618235.004326062.4619618164.1884326280.0019618240.004326232.4619618169.1894326330.0019617830.004326282.46196177590019617470.004326082.46196173990019617460.004325532.46196173890019616238.004325509.4619616167.19井田呈一不规则多边形，东西长约2.1km，南北宽约2.8km，面积5.6532km2。三、 自然地理条件1、地形地貌该矿地处云中山北端，地貌上属剥蚀断块低中山区，区内地形东高西低，区内沟谷切割严重，区内最高点位于井田的东北部，海拨1693.0m，最低点位于井田的西部，海拔1398m，相对高差295m，区内无常年流水性河流，沟谷中仅在冰雪消融时及雨季有短期地表径流。井田位于云中山脉北端与恒山山脉西南端的交汇处，为典型的黄土、基岩切割型中山丘陵地形地貎，井田内沟谷山梁发育，按其形态类型分为侵蚀地形及堆积型地形，前者占绝对优势。2、水文本井田属于海河流域，永定河水系桑干河支系，恢河支流，恢河为区域内第二大河流，发源于云中山脉北麓分水岭，经宁武县城，阳方口镇向北汇入桑干河，该河位于本井田西部，属季节性河流，以它为主要河道的水系呈羽毛状，本井田的冲沟平时干涸无水，只在雨季汇聚洪水，并从不同方向排出后均向西汇入恢河，该河雨季流量增大，遇大雨则洪流暴发，携带大量泥沙向下游直泻，雨后流量锐减，79月份流量占全年总流量的50%70%。枯水的冬、春季节流量甚小，主要靠泉水、生活用水、工业废水等汇成细流。3、气候 本区属大陆性中温带季风气候，为干旱地区。气温变化昼夜悬殊，四季分明。降雨量较小，多呈干旱状态，冬春两季多西北风少雪雨，而夏季雨量集中，有时出现洪涝、冰雹灾害。年平均气温6.2，1月份最低，平均为-9.9，极值为-24.2；7月份最高，平均为20，极值为34.8，平均温差29.9。一般降至0时间在10月中旬，回升至0的时间在翌年4月中旬。年平均降水量为468.1mm，最大降水量在7月份，为744.8mm，最小在1月份，为4.5mm。水量主要集中于7、8、9月份，占全年的59%。蒸发量年平均为1902.3mm，蒸发量大于降水量，气候特别干燥。初霜期在10月上旬，终霜期在翌年3月底，平均无霜期194天。初雪期平均为11月下旬，终雪期为翌年3月底，一次最大积雪厚度为1.30m。最早冻结在11月中旬，最晚解冻为翌年4月，井田内最大冻土深度为1.50m。风向多为西北风及西风，风速历年平均3.1m/s，最大月（35月）平均4.3m/s，最小月（8月）平均2.2m/s。4、地震 根据中国地震动参数区划图（GB183062001）附录A“中国地震动峰值加速度区划图”，本区地震动峰值加速度为0.15g，对应的地震基本烈度值为度。历史记载本区内曾发生过多次地震，较大的为1683年11月22日原平7级地震，1961年10月27日宁武东寨4.5级地震。 5、其它本区以农业为主，主要作物有土豆、玉米、谷子和大豆等，工业主要有煤矿、铝土矿等采掘业，属经济欠发达地区。第二节 勘探范围及地质任务一、勘探范围根据矿井开拓布置的实际需要，确定本次补勘范围面积为2.0km2。角点坐标如下：勘探范围、拐点坐标（80坐标）:1、 X = 4328675.548 Y = 19617505.988 2、 X = 4327222.165 Y = 19616939.448 3、 X = 4326631.733 Y = 19617892.739 4、 X = 4327920.134 Y = 19618769.699图1-2 勘探范围示意图二、地质任务1、查明2、5号煤层落差大于8m的断层，基本查明落差为5-8m的断层，平面位置误差小于30m；2、查明2、5号煤层底板起伏形态，煤层底板标高误差小于1.5%；3、查明2、5号煤层宽度大于20m的冲刷带，平面位置误差小于30m。第三节 以往勘探工作一、以往勘查地质工作(一)与本矿有关的地质勘查工作本矿位于宁武煤田的北部，先后在本区工作过的单位有：(1)、1957-1958年，华北地质局山西省煤炭148队进行过煤田普查，提交了1：20万宁武县煤田概略地质图和1：5万宁武煤田地质图。(2)、1968-1969年，山西省地质局区调队进行过1：20万区域地质调查，提交了1：20万原平幅地质图、矿产图及说明书。（3）、1985年山西省煤炭地质公司在北辛窑勘查区详查，本次工作利用了位于本井田西B5、B12和本井田内的东3号三个钻孔的资料，B5、B12钻探质量为丙级，测井质量为乙级，东3号只有钻探成果，钻探质量为乙级，本次工作只利用了这三个钻孔的煤层厚度及标高。(4)、1986-1991年，山西省地质矿产局216队在宁武盆地北部阳方口-盘道梁260km2范围内进行过1：5万铝土矿普查、详查工作。(5)、1989年忻州地区煤田地质队对该区外围南西部的石湖煤矿进行过详查地质工作，提交了山西省宁武煤田石湖勘探区详查地质报告。(6)、90年代，山西省地矿局216地质队、省第四工程勘察院对该矿外围南东部的梨园河、刘家山一带分别进行了普查、详查及精查工作，并提交了相应的地质报告。（7）、2006年5月山西地科勘察有限公司编写的山西省宁武县阳方口工矿镇南岔煤矿资源储量核查报告。（8）、2008年忻州市煤田地质勘探队在原山西宁武南岔煤业有限公司井田内进行生产补充勘探，施工ZK1、ZK2、ZK3三个钻孔，钻探进尺1180.97m。 （9）、2008年9月忻州煤田地质勘探队提交了山西宁武南岔煤业有限公司机械化采煤升级改造矿井地质报告。（10）、2007-2008年山西省煤炭地质公司在北辛窑井田内进行勘探，本次工作利用了其中11个（X1、X3、X4、X7、X8、X13、501、701、1001、901、1201）钻孔资料。（11）、2010年9月-11月，忻州煤田地质队在本井田内补充勘探施工钻孔10个，钻探进尺3931.22m。其中补8号钻孔为水文孔，水文孔对煤系地层进行了抽水试验，并对煤系地层水样进行了化验；对奥陶系地层进行了注水试验，确定了本井田奥灰水水位，抽（注）水试验质量合格。（二）地形地质图及水文地质图来源及质量评价本报告采用的1：5000地形图采用山西省测绘局出版的1：1万航测全能法地形图经专业仪器放大而成，采用5和10级控制网进行加密。采用1954年北京坐标系，1956年黄海高程系，等高距5m。经过核实，地形地物基本吻合，能满足本报告使用。地质填图采用沿地层走向追索，倾向穿越布置工程点；全仪器测定，展绘边线成图，其质量可靠，能满足本报告使用。水文地质图在地质图的基础上添加季节性流水线及奥灰水等水位线而成。二、矿井地质工作及本次勘查工作兼并重组前两矿矿井地质与矿井水文地质工作已经积累了部分资料，本次工作在收集整理原始资料的基础上进行的，又进行了地质填图、采空区积水调查等工作。1、井巷测量该井田矿井测量工作一直进行着。本次采用的巷道实测成果为宁武县煤炭测绘队2008年实测，测量成果真实可靠。2、地质填图地质填图采用沿地层走向追索，倾向穿越布置工程点；用手持GPS测定地层分界点，然后根据实测成果利用CAD连线成图，其质量可靠，能满足本报告使用。3、地质编录该矿煤层厚度的编录依据钻孔揭露煤层进行了实测并采样，对煤层的厚度、夹矸及煤层顶、底板岩性进行了观测编录，并将成果标注在采掘工程平面图上。井下见煤点是矿方技术员提供，原生产过程中井下测量所得，煤层厚度及结构是利用井下钻取样测得，为以后的地质工作及开拓布巷提供了依据。4、钻探、测井本次工作利用钻孔27个，钻探总进尺为9913.79m(详见附表2钻孔施工情况一览表)。1985年山西省煤炭地质公司在北辛窑勘查区详查，本次工作利用了位于本井田西B5、B12和本井田内的东3号三个钻孔的资料，B5、B12钻探质量为丙级，测井质量为乙级，东3号只有钻探成果，钻探质量为乙级，本次工作只利用了这三个钻孔的煤层厚度及标高。2007-2008年山西省煤炭地质公司在北辛窑勘查区进行了勘探，本次工作利用了本井田内及周边X1、X3、X4、X7、X8、X13、501、701、901、1001、1201钻孔资料，各钻孔可采煤层质量均合格，测井成果质量均为优质；钻探、测井综合评级均为甲级。本次工作只利用了煤层厚度及标高。2008年忻州市煤田地质勘探队在原山西宁武南岔煤业有限公司井田内进行生产补充勘探，施工3个钻孔，钻探进尺1180.97m，测井1154.40m。依据2007年煤炭工业部制定的煤田勘探钻孔工程质量标准，各钻孔煤层质量评级均合格，全孔钻探工程质量均为甲级。各钻孔测井成果均符合优质标准，钻孔测井工程质量综合评级为甲级。2010年9月-11月忻州市煤田地质勘探队本井田内进行补充勘探，共施工钻孔10个，钻探总进尺为3931.22m, 测井3864.74m。依据2007年煤炭工业部制定的煤田勘探钻孔工程质量标准，各钻孔可采煤层质量均合格，全孔钻探工程质量补1、补6、补7、补9为甲级， 补2、补3、补4、补5、补8、补10全孔钻探工程质量为乙级。各钻孔测井成果均符合优质标准，钻孔测井工程质量综合评级为甲级。补8号钻孔为水文孔，水文孔对煤系地层石炭系与山西组进行了混合抽水试验，并采取该组地层混合水样进行了化验，抽水试验质量合格；对奥陶系地层进行了注水试验，确定了本井田奥灰水水位标高。5、采样测试：本次采用井巷见煤点煤层煤样的煤质化验及煤尘爆炸性、煤的自燃倾向性测试成果，钻孔2、3、5上、5、6号煤层煤芯煤样和煤层顶底板力学性质测试成果。根据2、3、5上、5、6号煤层主要煤质指标及其变化范围，确定了煤类。煤样测试项目包括水分、灰分、硫分、挥发分、磷、发热量、粘结指数、胶质层厚度。顶底板样测试项目包括抗拉、抗压及抗剪强度测试。6、综合性图件编制及质量评述(1)、地层综合柱状图采用1：500比例尺，根据本矿钻孔资料，结合地质修测填图与本矿井实际资料综合编制而成。对本区含煤地层、标志层和煤层进行了详细划分。该图较好地确定了本区含煤地层岩性厚度、煤层层数及编号、标志层及编号和各组段岩性，质量符合要求。(2)、采掘工程平面图采用1：5000比例尺，由本矿提供，反映出截止本次工作开始时该矿巷道、采区以及采空区分布情况。采掘工程平面图附54北京坐标系与80西安坐标系两套坐标，资料真实可靠，准确性高，质量符合要求。(3)、工程点剖面图采用1：5000比例尺，剖面线基本垂直区内主要构造和地层走向，地质界线利用地质图上的岩层露头并结合地层综合柱状图编绘；煤层厚度及相应点位利用收集到的工程点坐标展绘。编制过程中充分利用井筒及巷道工程中的资料，较合理地推断了工程点附近的地质界线以及主要煤层和构造形态，质量符合要求。(4)、煤层底板等高线及资源/储量估算图采用1：5000比例尺，2、5号煤层底板等高线及资源/储量估算图中的煤层底板等高线是利用钻孔及巷道工程点的底板高程点展绘，并以20m等高距连接相同高程点成图。附54北京坐标系与80西安坐标系两套坐标。7、矿井瓦斯等级鉴定根据有关规程要求，矿井应该坚持每年进行年度瓦斯等级鉴定，为矿井瓦斯管理提供了可靠资料，本次瓦斯等级鉴定结果根据忻州市煤炭工业局文件忻煤安发2008434号“关于全市51座30万吨以下矿井2008年瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复” 和忻州市煤炭工业局忻煤安字（2006）37号文“关于忻州市所属煤矿204对矿井2005年瓦斯等级和二氧化碳涌出量的批复”。8、采（古）空区积水、积气及火区调查工作采（古）空区范围依据宁武县煤炭测绘队2008年实测采掘工程平面图及对矿方人员调查确定。采空区积水范围确定依据采空区泄水的底板标高及采空区的补给及泄水情况。积水量的确定方法：积水量=积水面积采高充水系数（0.25-0.5）煤层倾角巷道积水量=积水巷道长度巷道断面积充水系数（0.8-1.0）2010年、2012年，中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院对山西省北辛窑井田煤炭地质勘探地球物理（二维地震、三维地震、磁法）勘探工程项目进行了勘探，完成了二维地震勘探面积为167.5603 km2，完成三维地震勘探面积为54 km2。 第二章 地质概况及地震地质条件第一节 地质概况一、地层井田位于宁武向斜北部，井田内大面积被新生界第四系地层覆盖，石炭系上统太原组(C3t)、二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s）地层在沟谷两侧局部出露。根据区域资料及钻孔揭露，井田内赋存地层由老至新为奥系中统上马家沟组（O2s），石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t），二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s）及第四系上更新统（Q3）、全新统（Q4）地层。现由下而上分述如下： 1、奥陶系中统上马家沟组（O2s）该层为一套浅海相的碳酸盐岩建造，为含煤岩系的沉积基底。岩性为灰黄色泥灰岩,黄色、黄绿色白云质灰岩、灰岩、角砾状灰岩、豹皮状灰岩、钙质泥岩，受侵蚀作用上部多呈黄色不规则的砾状和团块状灰岩。本组地层厚度大于200m。2、石炭系中统本溪组（C2b）、平行不整合于奥陶系侵蚀面之上，为一套海陆交互相的铁铝岩建造，主要由山西式铁矿、铁铝岩、铝土岩、铝土质泥岩、砂质页岩及煤层组成。本组地层厚17.3339.90m，平均21.27m。3、石炭系上统太原组（C3t）连续沉积于下伏本溪组之上，为一套海陆交互相含煤建造，为井田内主要含煤地层。底部为灰白色中粗砂岩（K1）厚2.7311.50m,平均6.16m,成分以石英为主，次为长石，并含黑色矿物及黄铁矿团块，厚度变化较大，但层位稳定，位于（K1）砂岩以上为6号薄煤层及厚度大、全区稳定可采的5号煤层，在5号煤层以上有一层不稳定泥灰岩，质不纯，表明本组地层属海陆交互沉积，泥灰岩以上主要为砂岩、砂质泥岩及3、4、5上号薄煤层，2号煤层位于其顶部，也为本区主要可采煤层，煤层以下为灰白色厚层砂岩，成分以石英为主，长石次之，含燧石及云母片，钙质胶结，局部含铁质结核，此层砂岩在本区沉积稳定，为区别本组上部地层的良好标志。本组地层厚82.93122.95m，平均94.42m。4、二叠系下统山西组（P1s）连续沉积于下伏太原组地层之上，岩性以灰色、灰白色砂岩为主，上部地层多为浅灰色粘土砂质泥岩或粉砂岩。顶部含薄煤层23层均不稳定，底部与太原组分界砂岩（K2）为灰白色中、粗粒砂岩，厚1.5519.35m,平均7.52m,成分以石英为主，长石次之，并含少量燧石及黑云母片与煤屑，具断续的斜层面，此层砂岩厚度变化较大，但层位稳定，有时直接覆盖于2号煤层上，成为2号煤层的直接顶板。本组地层厚度为31.0581.52m，平均50.42m。5、二叠系下统下石盒子组（P1x）连续沉积于下伏山西组地层之上，为黄绿色和杏黄色陆相沉积岩系，可分为二个岩段，第一段为黄绿色和灰绿色厚层状硬砂岩、黄绿色和灰绿色砂质页岩及少量黑色页岩，下部偶含煤线及炭质页岩。第二段以黄绿和杏黄色厚层状石英砂岩、黄绿和紫红色砂质页岩为主，中夹少量灰色和黄绿页岩，底部分界砂岩偶含砾石。本组地层厚度为99.45152.0m,平均约为121.36m。6、二叠系上统上石盒子组（P2s）连续沉积于下伏地层之上，为黄绿色、杏黄色、紫色、暗紫色、兰紫色砂质泥岩、砂岩、泥岩互层，底部为黄绿色、灰白色厚层状粗砂岩（K4），以长石、石英为主。该组地层在本井田内发育不全，在本井田内赋存的厚度为0205.70m。7、第四系上更新统（Q3）不整合覆盖于不同地质时代的基岩之上，由黄色、灰黄色亚砂土、黄土及近代河谷砂砾层组成，黄土结构松散，颗粒均匀，具孔隙，夹灰褐色古土壤，厚度026.45m，平均16.67m。8、第四系全新统(Q4)由冲洪积、残坡积物组成，主要分布于河谷。厚05m。二、含煤地层井田含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。太原组为本井田主要含煤地层，厚度82.93122.95m，平均94.42m。底部以K1砂岩与本溪组分界，K1为灰白色厚层状中粒砂岩，成分以石英为主，含少量长石，部分长石已高岭土化或绢云母化，硅质胶结，分选一般。太原组旋回结构较明显，每个旋回岩性多由灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、煤层组成。本组主要含煤2、3、4、5上、5、6号6层煤（本井田5号煤层局部分层为5上号煤层），其中2、5号煤层为本井田主要可采煤层，3号、5上号、6号煤层为局部可采煤层，4号煤层为为不可采煤层。山西组由黑色页岩、砂岩、泥岩及薄煤层组成，厚度31.0581.52m，平均50.42m。含1号煤层或煤线，1号煤层不可采，以煤线赋存，底部以K2砂岩与太原组为界，K2为灰白色厚层状中粒砂岩，成分以石英为主，含少量长石和黑色矿物，分选良好，夹有煤屑斑点。三、构造本井田位于宁武向斜的东翼北部，井田内地层总体形态为一走向北东、向北西倾斜的单斜构造，中西部发育一轴向近东西的小向斜，西南部地层走向近东西向，向南倾斜，倾角540，浅部倾角较大，深部变缓。井田内未发现断层、陷落柱及岩浆岩侵入体。总之，本井田构造简单。四、煤层1、含煤性井田内含煤地层主要为石炭系上统太原组（C3t）。为一套海陆交互相含煤建造，厚82.93122.95m，平均94.42m。主要由灰色、灰黑色泥岩，灰色、灰白色砂岩及煤层组成。底部为灰白色（局部为褐色）中细粒砂岩（K1），成分以石英为主，泥质胶结，含黑色燧石，由下往上，粒度由粗变细，为正粒序，底部常含砾石。本组含煤2、3、4、5上、5、6号，其中2、5号煤全区稳定可采， 5号煤层位于本组地层的下部，厚1.8616.30m，平均11.61m,2号煤层位于本组地层顶部，厚4.259.60m，平均7.02m，3号煤层厚0-2.45m，平均0.64m；4号煤层厚0-1.00m，平均0.30m；5上号煤层厚0-3.13 m，平均0.54m；6号煤层厚0-3.04m，平均0.98m；3、5上、6号煤层为局部可采的不稳定煤层（可采范围见图3-1、3-2、3-3），4号煤层为不可采煤层。本组地层煤层总厚平均21.09m，含煤系数22.34，可采煤层平均总厚18.63m，可采含煤系数为19.73。2、可采煤层本井田兼并重组前各矿批准开采2、5号煤层，原山西宁武南岔煤业有限公司和原山西宁武泰华煤业有公司兼并重组均开采2、5号煤层，3、5上、6号煤层没有开采过。井田内2、5号煤层为太原组稳定可采煤层，3、5上、6号煤层为局部可采的不稳定煤层。2号煤层位于太原组顶部，煤层厚度为4.259.60m，平均7.02m,煤层赋存稳定，含16层夹矸，一般在3层以上，结构复杂，单层夹矸厚0.150.90m,老顶为K2砂岩,直接顶板为泥岩，底板为泥岩。属全井田赋煤区稳定可采煤层。3号煤层位于太原组上部，煤层厚度为02.45m，平均0.64m,井田内局部可采，含01层夹矸，结构简单，单层夹矸厚0.220.40m,顶板为泥岩，底板为砂质泥岩。属井田赋煤区不稳定局部可采煤层。5上号煤层位于太原组下部，煤层厚度为03.13m，平均7.02m, 井田内局部可采，含01层夹矸，结构简单，单层夹矸厚0.210.50m,顶板为砂质泥岩，底板为砂质泥岩。属井田赋煤区不稳定局部可采煤层。5号煤层位于太原组下部，下距K1砂岩平均14.5m,煤层厚度为1.8616.30m, 平均11.61m,含夹矸06层, 一般在3层以上，结构复杂，单层夹矸厚0.100.64m, 顶板为砂质泥岩,底板为泥岩，本层属全井田稳定可采煤层。6号煤层位于太原组底部，煤层厚度为03.04m，平均0.98m, 井田内局部可采，含01层夹矸，结构简单，单层夹矸厚0.200.57m,顶板为泥岩，底板为砂质泥岩。属井田赋煤区不稳定局部可采煤层。 可采煤层特征一览表 表3-1地层煤层煤层厚度(m)夹矸数结构煤层间距(m)可采性稳定性顶底板岩性倾角()备注最小最大平均最小最大平均顶板底板太原组24.259.607.0216复杂3.5025.9514.5523.3548.9023.351.7118.156.211.208.503.64赋煤区可采稳定泥岩泥岩5-40QM30.002.450.6401简单局部可采不稳定泥岩砂质泥岩5-40QM5上0.003.130.5401简单局部可采不稳定砂质泥岩砂质泥岩5-40QM51.8616.3011.6106复杂全区可采稳定砂质泥岩泥岩5-40QM60.003.040.9801简单局部可采不稳定泥岩砂质泥岩5-40QM第二节 地震地质条件一、表层地震地质条件本井田属于海河流域，永定河水系桑干河支系，恢河支流，恢河为区域内第二大河流，发源于云中山脉北麓分水岭，经宁武县城，阳方口镇向北汇入桑干河，该河位于本井田西部，属季节性河流，以它为主要河道的水系呈羽毛状，本井田的冲沟平时干涸无水，只在雨季汇聚洪水，并从不同方向排出后均向西汇入恢河二、浅层地震地质条件本区浅层地层变化多样，地质情况较复杂，主要有以下几种：1、表层薄黄土覆盖，河卵石也较发育。卵砾石层的存在不仅对激发有影响，同时黄土、卵砾石层对地震反射波都有较强的吸收和屏蔽作用，是本次地震勘探的重点和难点。2、风化基岩出露区：大多为白垩系左云组灰白色卵砾石层强风化带和粗砂岩风化带，主要分布在测区的中部、东部，往往造成炮孔打不下去，或成孔后提杆坍塌，给地震成孔造成困难。综上所述，区内地表情况表现为地形变化大、出露地层多种多样，并有三北防护林；浅层地质情况复杂，给地震成孔带来很大困难。三、深层地震地质条件本区为石炭、二叠系含煤地层，沉积稳定，岩性组合为各级粒度的砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层，呈规律交替出现，岩性组合及地球物理参数都具有一定的规律，物性差异明显。特别是主要可采煤层2号煤，平均厚度7.02m；5号煤，平均厚度11.61m，厚度大，能形成强的可连续追踪的T2、T5反射波，因此本区深层地震地质条件相对较好。2号煤埋深一般为220-280m，5号煤埋深一般为290-370m。综上所述，该区的地震地质条件一般，适合进行地震勘探。图2-1 临区取得的时间剖面图第三章 地震勘探施工方法及工作量第一节 地震勘探观测系统一、采集参数的设计三维地震勘探观测系统主要参数选择合理与否会直接影响勘探效果和精度。观测系统的确定主要包括以下几方面的内容：1、时间采样率的确定在理论上采样间隔应满足采样定理的要求： t其中，t为采样间隔，fmax为信号的最高频率。采用1ms的采样间隔可保证有效波在413Hz以内都不会产生假频，满足高分辨地震数据采集、处理及解释的要求。2、空间采样间隔的确定空间采样是指在地面上离散采集地震信号，其相邻采集点的距离为空间采样间隔。三维空间采样间隔包括道距和接收线距。根据采样定理，为了使道距的选择不产生空间假频，空间采样间隔s应小于或等于最小视波长*min的一半。 X为接收道距，Y为接收线距，*为视波长，V为地层的平均速度，fm为目的层有效波的最高频率，为地层倾角。经过计算选用20m道距，40m线距的空间采样间隔进行施工足以满足空间采样间隔的要求。3、CDP网格的确定三维地震勘探是共反射面元叠加。共反射面元叠加是指共反射面元道集内各反射点信号的叠加。反射面元的大小纵向Dx为10m，横向宽度Dy为10m，本区CDP网格选为10m10m。4、炮检距的确定沿接收线方向的炮检距称作纵向炮检距（x），沿垂直接收线方向的炮检距称作横向炮检距（y）。炮检距L为：炮检距的设计重点考虑了如下因素：满足速度分析的要求；动校正拉伸畸的影响；反射系数稳定；对多次波有一定的压制能力；避开面波干扰；最浅目的层有一定的覆盖次数；方位角分布均匀；道集上炮检距分布均匀，道集形式简单；视波长的值合理;总叠加特性较好；本区地层较平缓，目的层埋藏深度约为220370m，为了增加有效接收窗口，选择的最小炮检距为10m，最大炮检距为568.2m。5、观测方向的选择三维地震束状观测系统往往对inline方向的速度分析、干扰波压制、成像效果等较Crossline方向有利，因此三维地震观测方向选择为南北向。6、覆盖次数的确定(1)横向覆盖次数的确定横向覆盖次数利用变换多项式的方法进行计算，设炮点为s、检波点为g，共中心点为c，三者的关系式可写成褶积形式：c=s*g则Z变换式为：C(z)=S(z)G(z)经计算得到，Nx=6。(2)纵向覆盖次数的确定纵向覆盖次数与横向覆盖次数的计算方法是相同的，则Ny=4。(3)三维覆盖次数的确定三维覆盖次数等于纵向覆盖次数与横向覆盖次数的乘积，即：N=NxNy则本区三维地震勘探的覆盖次数为30次。为兼顾上、下煤组能同时获得地震反射波，拟采用覆盖次数为24次（CDP网格为10m10m）；为了能够使目的层正确成像并具有一定的分辨率，地层倾向方向的面元边长宜较小，故选择10m10m的面元网格（即纵向采用20m道距）。采用10m10m的CDP网格，覆盖次数为30次有利于断层、陷落柱等地质现象的高精度成像。7、偏移孔径在倾斜地层区的深部勘探边缘，为满足处理偏移要求，地面记录的范围要大于地质体的勘探范围才能记录齐全反射界面产生的反射信号，偏移后反射界面才能够准确成像，地面记录扩大的范围即为偏移孔径。偏移孔径须满足三个条件：大于第一菲涅尔带半径；从地下一点不同角度绕射波归位时能量得到95%，三维地震勘探测区东部边界处目的层最大埋深约320m，地层倾角约为6，地层比较平缓，故满覆盖范围应向南扩展33m，这就充分保证了地震资料处理对倾斜层偏移孔径的要求。二、三维地震勘探观测系统的确定根据本区地质特征，通过多种观测系统的比较及以往开展采区三维地震勘探的工作经验，选用12L6S50T（滚进滚出）的束状观测系统，具体观测系统参数为：接收线距：40m 接收道距：20m炮 线 距：20m 炮排距：100m最小炮检距：10m 最大炮检距：559.46m激发方式：中间放炮 CDP网格：10m10m接收线数：12条 激发线数：6条接收道数：5012=600道 滚动线数：3条线（束间距120m）覆盖次数：30次（横向覆盖次数6次，纵向覆盖次数5次）。该观测系统施工过程中，纵向每放1排炮向前移5道，横向上每一束线与前一束线重复观测3条检波线。图3-1 12L6S50T三维地震观测系统示意图三、观测系统特点三维地震观测系统及其炮检距、方位角分布详见图3-1、图3-2。从图件中不难发现，该观测系统具有如下特点：炮检距分布均匀，具有广泛的炮检方位角；束移动3/12排列可以提高资料的采集质量和效率，提高静校正的耦合性。同时该观测系统便于野外组织施工，能够保证野外数据采集的质量。图3-2 三维观测方位角图及CDP面元炮检距分布图第二节 野外试验一、试验原则为了取得本次地震勘探工作的最佳激发、接收参数，根据测区地质情况，拟定选2个试验点，进行现场试验，主要包括井炮试验的激发参数(井深、药量)试验，以选择最佳三维地震采集参数。按照单一因素变化及从简单到复杂的原则，争取利用合适的工作量，取得较多的有效参数。试验中每次只改变一个因素，固定其它因素，根据试验结果选取最佳值。二、仪器因素仪器型号：法国产Sercel 428XL或Areis数字地震仪；前放增益：12dB；采样间隔：1ms；记录长度：2s；记录格式：SEG-D；滤波参数：全频带接收；检 波 器：SN4-60Hz检波器（4支，2串2并）。三、试验目的1、调查该区表层的激发环境变化情况；2、优选适合本区的激发参数，改善激发效果；3、验证施工参数的合理性。通过点上井深和药量试验，结合临区试验资料，确定本次施工生产参数。四、试验内容在工区内选取试验点进行井深、药量试验，并做好炸药量的试验分析工作。（一）S1试验点（黄土区）1、井深试验进行基岩面上0m、1m、2m、3m共4种井深试验(单井，药量2kg)。2、药量试验高爆速高能炸药：进行0.5、1、2、3kg药量试验。激发参数试验的目的是为了确定最佳井深、最佳药量，以获得高质量的地震记录。（二）S2试验点（基岩区）1、井深试验进行基岩中1m、2m、3m、4m共4种井深试验(单井，药量2kg)。2、药量试验高爆速高能炸药：进行0.5、1、2、3kg药量试验。激发参数试验的目的是为了确定最佳井深、最佳药量，以获得高质量的地震记录。五、点试验资料处理点试验资料处理以分析试验单炮品质，通过对试验资料分频扫描、频谱分析、振幅分析、信噪比估算等手段综合分析，优选激发井深、药量（见图3-3）。图3-3 试验资料分析、处理第三节 初步拟定的地震采集方法根据技术设计的要求，结合以往经验，初步拟定该区采集方法如下：一、观测系统十二线六炮制束状观测系统参数为（滚进滚出）：接收道数：600道（5012）；检波点距：20m；检波线距：40m；炮点距：100m；炮线距：20m；最小炮检距：10m；最大炮检距：568.2m；CDP网格：10m10m；满覆盖次数：30次（即纵向5次，横向6次）；束线滚动距离：120m(3条接收线)。二、激发因素激发方式：中间放炮 炸药类型：成型震源炸药柱激发深度：试验待定 药 量：试验待定三、接收因素1、检波器检波器类型：SN4-60Hz检波器（4支，2串2并）；组合方式：堆放；检波器埋置以确保检波器与大地耦合、组合中心对准桩号为前提，做到“平、稳、正、直、紧”。2、仪器因素仪器型号：法国产Sercel 428XL或Areis数字地震仪；前放增益：12dB；采样间隔：1ms；记录长度：2s；记录格式：SEG-D；滤波参数：全频带接收。第四节 低速带调查为了搞好静校正，采用大炮初至方法进行低速带调查，以获取浅层低速层速度、厚度的初始值。在此基础上利用绿山软件进行层析反演获得静校正所需的浅层速度、厚度数据。第五节 地震工程布置及工程量在勘探区2.0km2范围内进行三维地震勘探，三维地震线束布置垂直于地层、构造走向，布置线束12束，线上物理点1576个，满覆盖面积2.16km2，一次覆盖面积2.76km2，施工面积约2.76km2（见表3-1、3-2）。表3-1 三维地震勘探地震工程量统计一览表勘探类型物理点（个）三维地震勘探勘探面积1.22km21576试验点试验1个16机动32合计1624表3-2 主要实物工作量一览表勘探类型工作量三维地震勘探施工面积2.76km2三维地震勘探满覆盖面积2.16km2三维地震勘探工区面积2. 0 km2设计总物理点数1624个表3-3 三维线束生产工作量一览表线束号物理点线束号物理点SW1238SW7108SW2102SW8108SW3102SW9108SW4102SW10114SW5106SW11114SW6108SW12266机动32线上合计1576 试验16合计1624 第六节 工程测量一、测量作业依据、采用系统及测量仪器(一)作业依据1、煤炭资源勘探工程测量规程。2、全球定位系统（GPS）测量规范。3、本区勘探工程设计书及施工布置图。(二)采用系统1、平面坐标采用1954北京坐标系。2、高程采用1956年黄海高程系。3、采用高斯正形投影1.5投影带。（三）测量仪器美国Trimble 5700双频(RTK)测量系统（实时GPS测量系统）。二、控制测量和定线测量方法及要求(一)控制测量国家各级三角点、5点、一级军控点可作为测量的基本控制点，不足时应布设10三角点或导线点作为加密控制点。勘探区范围附近，分布着原华北地质大队施测的原二、三、四等三角点，以及115队于19861990年布设5点, 控制测量的坐标成果有两种，一是大同矿务局独立坐标系，中央子午线11230；二是1954年北京坐标系（6带），中央子午线111；均采用1956年黄海高程系。(二)定线测量1、测量方法本次定线测量采用GPS实时相位差分测量（RTK）。它是将参考站GPS接收机采集的数据通过数据通信设备实时地传送给流动站GPS数据处理器，从而实时地解算出流动站与参考站之间的相对位置的一种测量方法。其中，参考站是指在GPS测量或数据处理中，以该站坐标作为已知参考与其他站进行差分计算的测站；流动站是指在GPS测量或数据处理中，该站数据与参考站数据进行差分计算的测站。在作业过程中，流动站需进行初始化，这是为解算初始整周未知数所必须的数据采集和计算过程。此外，还要对该区高程数据进行高程拟合，以得到测线各物理点的高程。高程拟合是通过若干已知点的高程解算其他点的高程的一种数学方法。常用的方法有多项式拟合、样条函数拟合等。本次施工过程中，流动站的GPS高程转换正常高程（或海拔高程）采用的方法是：通过参考站的高程异常值对流动站的大地高程进行改正。2、放样测量本区定线测量采用实时相位差分（RTK）测量。点点实测坐标和高程。3、技术措施为保证测量成果质量和精度，保证测量资料可靠性、准确性，特采用了如下工作方法：（1）本次施工预计投入Trimble GPS测量仪器共计3台，采用“一拖二”工作方式，即一台仪器架设基准站，其它台仪器流动布设测线。（2）每条测线施工前，仪器均到附近已知测线或未测测线上进行检核，采用“邻线上溯”复测法检核，检查接收卫星数的多少、参数以及PDOP、GDOP的大小，保证接收数据的质量。（3）同一测线次日施工时，均复测前一日最后的至少三个物理点。（4）信号中断，经初始化完成后，在不同时段任意三个已测点上检核，收工时在最后三个点上打木桩，以便次日复测。（5）为了保证成果质量及便于对工区进行精度整体评定，实测过程中，必须合理增加复测点。（6）两台仪器同测一条测线时，交接点重复三点互检仪器。（7）因测区为低山丘陵区，所以每条测线都进行施测。每个检波点、炮点均进行点点实测，当遇到特殊地形（如河流、建筑物、构筑物等）无法正常放样时，可采用偏测的方法进行放样,并把放样点实地坐标与理论坐标差值标注在桩号上，树立明显而牢固的标志，利用地物、地貌、石灰粉进行标示。每测完一束线，整理出测量班报，供地震施工使用。（8）所有变观炮点，在施工完成后都要回测实际点位的坐标和高程，以便为地震资料处理提供准确数据。第八节 施工技术要求及措施野外资料采集是物探工作的基础，为了完成规定的地质任务，首先要求做好地震勘探野外资料的采集工作。因此要将有效的技术措施贯穿于野外资料采集的全过程，确保施工质量。一、质量要求1、本次三维地震勘探设计必须符合煤炭煤层气地震勘探规范。2、勘探设计必须经乙方上级主管部门批准。勘探设计必须报经大甲方审批认可。野外施工部分要经甲方组织验收认可。3、必须有符合规范和设计的施工组织措施，保证野外采集甲级率不低于60%,合格记录不低于98%,丢炮率不大于2%。4、测量合格率要求达到100%,优良率不低于95%。5、测点相对误差不大于0.5米,高程误差不大于0.5米,一级测线点位置误差不大于0.2米,高程误差不大于0.2米。6、资料做静校正处理前要作绿山、层析静校正的对比研究，并选择其中较好的作为获得最终数据体的方法。7、资料解释时，除采用常规的解释技术外，要应用地震属性技术对断层、陷落柱等构造进行对比解