地球物理成果解释2010

1、绪绪 论论 一、地球物理勘探的实质与分类一、地球物理勘探的实质与分类二、物探方法简介二、物探方法简介地球物理学地球物理学u地球物理学的含义就是应用物理学的原理来研究地球。它一般包含气象学、地球物理学的含义就是应用物理学的原理来研究地球。它一般包含气象学、大气电学或游离层电学及地球物理学。大气电学或游离层电学及地球物理学。u但狭义地说地球物理学就是地球体物理学，其目的是通过对地磁、重力、地但狭义地说地球物理学就是地球体物理学，其目的是通过对地磁、重力、地电、地热及地震波的传播等物理现象的观察研究来求出地球的物理性质与内部电、地热及地震波的传播等物理现象的观察研究来求出地球的物理性质与内部结构。结

2、构。u地球物理学的一个分支地球物理学的一个分支应用地球物理学的实质则是局限于应用物理学、应用地球物理学的实质则是局限于应用物理学、地质学原理研究地壳浅层的物理性质与结构，从而寻找与勘探有用矿床和解决地质学原理研究地壳浅层的物理性质与结构，从而寻找与勘探有用矿床和解决其他地质问题的科学分支。其他地质问题的科学分支。u也有人称之为实用地球物理学或勘探地球物理学，更多地场合称之为地球物也有人称之为实用地球物理学或勘探地球物理学，更多地场合称之为地球物理勘探学，并简称物探。理勘探学，并简称物探。地质与物探方法的比较地质与物探方法的比较u传统的地质工作方法是一种直接观测法，优点是可直接观测被研究的对象与

3、传统的地质工作方法是一种直接观测法，优点是可直接观测被研究的对象与现象，结论常是明确单一的，缺点是这种观测经常是不连续的，通过内插或外现象，结论常是明确单一的，缺点是这种观测经常是不连续的，通过内插或外推常造成较大误差和导致错误的结论。推常造成较大误差和导致错误的结论。u而物探方法则是一种不用肉眼而借助于物理仪器进行的间接观测法（即超距而物探方法则是一种不用肉眼而借助于物理仪器进行的间接观测法（即超距观测法），其优点是能比山地工程和钻探等直接观测法更快更省地研究地质对观测法），其优点是能比山地工程和钻探等直接观测法更快更省地研究地质对象，能大量加密观测网或连续观测从而提高解释和外推的可靠性。间

4、接观测法象，能大量加密观测网或连续观测从而提高解释和外推的可靠性。间接观测法的缺点是不易得到明确单一的地质结论，物探资料与地质资料的综合解释常常的缺点是不易得到明确单一的地质结论，物探资料与地质资料的综合解释常常是克服这个缺点的唯一可靠途径。是克服这个缺点的唯一可靠途径。u物探方法的物理基础是地壳中存在许多物理性质不同的地质体或分界面，它物探方法的物理基础是地壳中存在许多物理性质不同的地质体或分界面，它们在空间产生了天然物理场（包括重力场、地磁场、地热场及放射性辐射场等）们在空间产生了天然物理场（包括重力场、地磁场、地热场及放射性辐射场等）或人工物理场（包括人工电场、电磁场、人工地震波的时间场

5、、弹性位移场等）或人工物理场（包括人工电场、电磁场、人工地震波的时间场、弹性位移场等）的局部变化（即产生异常场）。的局部变化（即产生异常场）。u在空中、地面、钻井内或矿井中用仪器观测这些物理场的变化，并加以整理在空中、地面、钻井内或矿井中用仪器观测这些物理场的变化，并加以整理和分析，就可以推测地下具有不同物理性质的地质体或分界面的分布状况，从和分析，就可以推测地下具有不同物理性质的地质体或分界面的分布状况，从而完成找矿与勘探的地质任务。而完成找矿与勘探的地质任务。物探方法的分类物探方法的分类u物探方法按所利用的物理场的不同可以分为：重力、磁法、电法、地震、地物探方法按所利用的物理场的不同可以分

6、为：重力、磁法、电法、地震、地热及放射性等六种勘探方法。热及放射性等六种勘探方法。u物探方法也可按观测对象或观测工作所在空间的不同进行分类：物探方法也可按观测对象或观测工作所在空间的不同进行分类：煤田物探的分类煤田物探的分类u煤田地球物理勘探（广义的煤田物探）的观测对象包括煤田地质勘探及矿井煤田地球物理勘探（广义的煤田物探）的观测对象包括煤田地质勘探及矿井地质的观测对象中的大部分内容。地质的观测对象中的大部分内容。 物探方法简介物探方法简介 u重力勘探是借助于观测由岩石或矿体等密度的差异在地面、井下产生的重力重力勘探是借助于观测由岩石或矿体等密度的差异在地面、井下产生的重力场局部变化（即重力异

7、常）来寻找和勘探矿床，研究地质构造的一种物探方法。场局部变化（即重力异常）来寻找和勘探矿床，研究地质构造的一种物探方法。u重力勘探主要用于区域地质测量，煤田及油田构造的普查勘探，以及某些金重力勘探主要用于区域地质测量，煤田及油田构造的普查勘探，以及某些金属矿（铬铁矿、赤铁矿等）的寻找与勘探方面。属矿（铬铁矿、赤铁矿等）的寻找与勘探方面。 重力勘探重力勘探 u磁法勘探是借助于观测由岩石或矿体等磁性差异在地面、井下形成的磁场的磁法勘探是借助于观测由岩石或矿体等磁性差异在地面、井下形成的磁场的局部变化（即磁力异常）来寻找及勘探矿床，研究地质构造问题的一种物探方局部变化（即磁力异常）来寻找及勘探矿床，

8、研究地质构造问题的一种物探方法。法。u这一方法在寻找潜伏的磁性地质体（如磁铁矿、基性、超基性岩体）时最有这一方法在寻找潜伏的磁性地质体（如磁铁矿、基性、超基性岩体）时最有效。此外也用来研究结晶基岩起伏，寻找岩浆岩与沉积岩的接触带、以及圈定效。此外也用来研究结晶基岩起伏，寻找岩浆岩与沉积岩的接触带、以及圈定岩浆岩、煤层燃烧带范围。岩浆岩、煤层燃烧带范围。磁法勘探磁法勘探 物探方法简介物探方法简介 u电法勘探是利用天然或人工的直流或交流电（磁）场的观测来研究地质构造电法勘探是利用天然或人工的直流或交流电（磁）场的观测来研究地质构造和寻找矿床的一种物探方法。由于它具有多种多样的建场方法和观测方法，它

9、和寻找矿床的一种物探方法。由于它具有多种多样的建场方法和观测方法，它又可分成很多种派生方法。又可分成很多种派生方法。u目前，在煤田中主要利用人工直流电场法（电测深法、电剖面法）来研究地目前，在煤田中主要利用人工直流电场法（电测深法、电剖面法）来研究地质构造和圈定煤层或煤系地层赋存范围。此外也可开始利用人工交流电法（频质构造和圈定煤层或煤系地层赋存范围。此外也可开始利用人工交流电法（频率电磁测深法、无线电波透视法等）来研究地质构造、地下岩溶等问题。率电磁测深法、无线电波透视法等）来研究地质构造、地下岩溶等问题。u其他电法勘探方法大部分用来普查金属矿床和解决水文工程地质问题。其他电法勘探方法大部分

10、用来普查金属矿床和解决水文工程地质问题。电法勘探电法勘探 u地震勘探是利用由人工激发（爆炸或敲击）产生的弹性波在地层中传播情况地震勘探是利用由人工激发（爆炸或敲击）产生的弹性波在地层中传播情况来研究地质构造的一种物探方法。来研究地质构造的一种物探方法。u这一方法广泛用于煤田、油田地质构造的普查与勘探工作中。在解决某些工这一方法广泛用于煤田、油田地质构造的普查与勘探工作中。在解决某些工程地质问题时也具有良好效果，近几年在煤矿井中也开始用它来研究煤（岩）程地质问题时也具有良好效果，近几年在煤矿井中也开始用它来研究煤（岩）层小构造等问题。层小构造等问题。u在煤田、油田中，地震勘探早已被用来和钻探一起

11、进行矿区综合勘探工作，在煤田、油田中，地震勘探早已被用来和钻探一起进行矿区综合勘探工作，详细研究煤层、油气层深度及构造形态，效果卓著详细研究煤层、油气层深度及构造形态，效果卓著 地震勘探地震勘探 物探方法简介物探方法简介 u地热勘探是借助于观测地面、钻井或矿井内大地天然热场（或人工热场）来地热勘探是借助于观测地面、钻井或矿井内大地天然热场（或人工热场）来研究地质构造、划分煤层（或其燃烧带）、含气层、金属矿层或解决某些水文研究地质构造、划分煤层（或其燃烧带）、含气层、金属矿层或解决某些水文地质问题的一种物探方法。地质问题的一种物探方法。u随着煤及其他矿床开采深度不断的增大，以及对矿区水文地质工作

12、的深入开随着煤及其他矿床开采深度不断的增大，以及对矿区水文地质工作的深入开展，这种方法正在逐渐受到人们的重视。展，这种方法正在逐渐受到人们的重视。地热勘探地热勘探 u这是借助于观测岩石内所含放射性元素衰变时伴随的这是借助于观测岩石内所含放射性元素衰变时伴随的、射线辐射场来射线辐射场来寻找放射性矿床和其他有用矿产的一种物探方法。寻找放射性矿床和其他有用矿产的一种物探方法。u这种方法在国内主要用来普查和勘探放射性矿床。这种方法在国内主要用来普查和勘探放射性矿床。放射性勘探放射性勘探物探方法简介物探方法简介 u地球物理测井，简称测井，又可叫做钻井地球物理或矿场地球物理。它是应地球物理测井，简称测井，

13、又可叫做钻井地球物理或矿场地球物理。它是应用地球物理方法来研究钻孔地质剖面，解决某些地下地质问题和钻井技术问题用地球物理方法来研究钻孔地质剖面，解决某些地下地质问题和钻井技术问题的一门技术科学，是地质勘探工作的手段之一。的一门技术科学，是地质勘探工作的手段之一。u根据测井所利用的物理参数不同，可将测井进行分类。例如以测定岩、矿的根据测井所利用的物理参数不同，可将测井进行分类。例如以测定岩、矿的电学性质为基础的一系列测井方法就叫做电测井，以测定岩、矿的核物理性质电学性质为基础的一系列测井方法就叫做电测井，以测定岩、矿的核物理性质为基础的一系列测井方法叫做放射性测井。此外，还有磁测井等等。为基础的

14、一系列测井方法叫做放射性测井。此外，还有磁测井等等。u测井又可按照勘探对象的不同，分为煤田测井、油田测井、金属和非金属测测井又可按照勘探对象的不同，分为煤田测井、油田测井、金属和非金属测井、水文测井几大类。目前煤田测井所应用的物性参数，即煤田测井方法主要井、水文测井几大类。目前煤田测井所应用的物性参数，即煤田测井方法主要有：自然电位法、视电阻率法、自然伽码法和伽码伽码法等。有：自然电位法、视电阻率法、自然伽码法和伽码伽码法等。u利用测井可以准确地划分钻井剖面（即区分一些岩层、矿层及含水层并确定利用测井可以准确地划分钻井剖面（即区分一些岩层、矿层及含水层并确定它们的深度、厚度和某些物理化学性质）

15、。此外还可解决井径、井斜、套管位它们的深度、厚度和某些物理化学性质）。此外还可解决井径、井斜、套管位置等测定问题。置等测定问题。u在煤田、油田中测井方法被利用来配合进行无岩心钻探，大大提高了勘探效在煤田、油田中测井方法被利用来配合进行无岩心钻探，大大提高了勘探效果。煤田测井的发展。对提高煤田地质勘探工作的质量，加快勘探速度，降低果。煤田测井的发展。对提高煤田地质勘探工作的质量，加快勘探速度，降低勘探成本起着很大的作用。目前测井资料的地质成果解释已成为开发矿井所需勘探成本起着很大的作用。目前测井资料的地质成果解释已成为开发矿井所需要的资料和其他资料的重要依据。要的资料和其他资料的重要依据。钻井地

16、球物理（简称测井）钻井地球物理（简称测井）物探方法的应用物探方法的应用 u目前目前煤田测井煤田测井主要用来确定煤层的深度、厚度以及含水层厚度、渗透速度和主要用来确定煤层的深度、厚度以及含水层厚度、渗透速度和一定条件下测定涌水量等参数。而且已有明文规定，没有测井资料的地质储量一定条件下测定涌水量等参数。而且已有明文规定，没有测井资料的地质储量报告是无效的，足见测井在煤田地质勘探工作中的重要性了。报告是无效的，足见测井在煤田地质勘探工作中的重要性了。u煤田电法勘探煤田电法勘探主要用来在掩盖地区配合钻探进行普查找煤，以便发现新的隐主要用来在掩盖地区配合钻探进行普查找煤，以便发现新的隐伏煤田或圈定煤层

17、露头及确定较大断层的位置。许多重要的煤炭新基地的发现伏煤田或圈定煤层露头及确定较大断层的位置。许多重要的煤炭新基地的发现都是与煤田电法勘探工作分不开的。都是与煤田电法勘探工作分不开的。u煤田地震勘探煤田地震勘探主要用来圈定煤系地层的赋存范围、探测基岩的起伏、确定盖主要用来圈定煤系地层的赋存范围、探测基岩的起伏、确定盖层的厚度，并且在条件较好的地区配合钻探在详精查勘探阶段查明落差层的厚度，并且在条件较好的地区配合钻探在详精查勘探阶段查明落差30米以米以上的断层和提供主要煤层构造图。有些省已规定在地质报告中关于构造部分必上的断层和提供主要煤层构造图。有些省已规定在地质报告中关于构造部分必须利用地震

18、勘探资料才给予审批，说明对地震勘探的作用已日益受到重视。须利用地震勘探资料才给予审批，说明对地震勘探的作用已日益受到重视。u在煤田中，在煤田中，重力及磁法勘探重力及磁法勘探一般用于配合隐蔽区中比例尺的地质测量工作，一般用于配合隐蔽区中比例尺的地质测量工作，预测含煤盆地分布范围。在煤系地层以及岩浆岩为基底的地区内（例如东北某预测含煤盆地分布范围。在煤系地层以及岩浆岩为基底的地区内（例如东北某些地区），可用来圈定煤系地层边界。些地区），可用来圈定煤系地层边界。 思考题思考题 u地球物理勘探学的实质是什么？地球物理勘探学的实质是什么？u煤田物探方法如何分类？煤田物探方法如何分类？u常用物探方法的有哪

19、些应用？常用物探方法的有哪些应用？煤矿采区三维地震勘探煤矿采区三维地震勘探u第一章第一章 采区三维地震勘探概况采区三维地震勘探概况u第二章第二章 地震数据采集技术地震数据采集技术u第三章第三章 地震数据的处理地震数据的处理u第四章第四章 地震资料解释技术地震资料解释技术第一章第一章 煤矿采区三维地震勘探概况煤矿采区三维地震勘探概况u地震勘探是指根据人工激发产生的地震波在弹性不同的地层内形成的传播地震勘探是指根据人工激发产生的地震波在弹性不同的地层内形成的传播特性来勘测地下地质构造和地层特性的勘探方法。按人工震源产生的波型分特性来勘测地下地质构造和地层特性的勘探方法。按人工震源产生的波型分为纵波

20、勘探和横波勘探（或转换波勘探）；按地震波场特征可分为反射波法为纵波勘探和横波勘探（或转换波勘探）；按地震波场特征可分为反射波法勘探、折射波法勘探和透射波法勘探。勘探、折射波法勘探和透射波法勘探。u地震勘探过程由地震采集、地震数据处理和地震资料解释三部分组成，三地震勘探过程由地震采集、地震数据处理和地震资料解释三部分组成，三个环节紧密相连。地震资料的采集工作是地震勘探的最基础、最重要的工作，个环节紧密相连。地震资料的采集工作是地震勘探的最基础、最重要的工作，采集的质量直接影响后续的数据处理与解释成果的精度。数据采集由测量、采集的质量直接影响后续的数据处理与解释成果的精度。数据采集由测量、观测系统

21、选择、激发与接收以及表层结构调查等几个主要环节组成。观测系统选择、激发与接收以及表层结构调查等几个主要环节组成。u地震数据处理是利用计算机对野外原始地震数据进行一系列处理来获得反地震数据处理是利用计算机对野外原始地震数据进行一系列处理来获得反映地下构造形态和岩性信息的地震剖面。常规的地震处理包括：解编、切除、映地下构造形态和岩性信息的地震剖面。常规的地震处理包括：解编、切除、振幅恢复、抽道集、动校正、静校正、叠加、滤波、反滤波、偏移等。振幅恢复、抽道集、动校正、静校正、叠加、滤波、反滤波、偏移等。u地震资料解释是地震勘探的重要环节。地震资料解释就是将处理后得到的地震资料解释是地震勘探的重要环节

22、。地震资料解释就是将处理后得到的地震剖面转化成抽象的地质术语，即根据地震资料确定地质构造形态和空间地震剖面转化成抽象的地质术语，即根据地震资料确定地质构造形态和空间位置，确定地层的岩性、厚度及层间接触关系。地震解释包括构造解释和岩位置，确定地层的岩性、厚度及层间接触关系。地震解释包括构造解释和岩性解释。构造解释过程包括层位标定、层位拾取、断层解释、构造成图等。性解释。构造解释过程包括层位标定、层位拾取、断层解释、构造成图等。三维地震勘探的概念三维地震勘探的概念第一章第一章 煤矿采区三维地震勘探概况煤矿采区三维地震勘探概况u煤矿采区三维地震勘探技术是指专门用于探测煤矿地质小构造、为煤矿布煤矿采区

23、三维地震勘探技术是指专门用于探测煤矿地质小构造、为煤矿布设巷道、采区工作面、井筒及其辅助工程服务的高分辨率地震勘探技术。这设巷道、采区工作面、井筒及其辅助工程服务的高分辨率地震勘探技术。这一技术于一技术于19931993年在安徽淮南谢桥煤矿首次应用，之后，从东部到西部、从平年在安徽淮南谢桥煤矿首次应用，之后，从东部到西部、从平原到山区、从陆地到湖上、从国有大型矿井到地方煤矿，三维地震勘探得到原到山区、从陆地到湖上、从国有大型矿井到地方煤矿，三维地震勘探得到了迅速的推广应用。三维地震勘探技术的发展应用使地震勘探的精度和分辨了迅速的推广应用。三维地震勘探技术的发展应用使地震勘探的精度和分辨率大大提

24、高，取得了丰富的地质成果和巨大的经济效益。率大大提高，取得了丰富的地质成果和巨大的经济效益。二、采区三维地震勘探的特点二、采区三维地震勘探的特点第一章第一章 煤矿采区三维地震勘探概况煤矿采区三维地震勘探概况u目前煤矿采区三维地震勘探能够完成的地质任务包括：（目前煤矿采区三维地震勘探能够完成的地质任务包括：（1 1）在）在1000m1000m以浅，以浅，查明落差查明落差5m5m以上的断层和以上的断层和3m3m以上的断点；（以上的断点；（2 2）查明主要可采煤层幅度大于）查明主要可采煤层幅度大于5m5m以上的褶曲；主要可采煤层底板深度误差小于以上的褶曲；主要可采煤层底板深度误差小于1%1%；（；（

25、3 3）确定和预测主要）确定和预测主要可采煤层分叉合并带、冲刷带、天然焦化带；（可采煤层分叉合并带、冲刷带、天然焦化带；（4 4）确定巷道位置；（）确定巷道位置；（5 5）探）探测直径测直径20m20m以上的陷落柱；（以上的陷落柱；（6 6）探测煤层隐伏露头位置。）探测煤层隐伏露头位置。u由于煤矿开采深度一般在由于煤矿开采深度一般在1000m1000m以浅，对构造查明的要求较高，因此与油以浅，对构造查明的要求较高，因此与油田三维地震勘探相比具有自己的特点：（田三维地震勘探相比具有自己的特点：（1 1）排列长度较短，一般）排列长度较短，一般500800m500800m；（2 2）CDPCDP网格

26、较密，一般为网格较密，一般为5m5m5m5m、5m5m10m10m、10m10m10m10m；（；（3 3）采）采用高频检波器接收，自然频率为用高频检波器接收，自然频率为60Hz60Hz或或100Hz100Hz；（；（4 4）通常以束状或块状观测）通常以束状或块状观测系统获取系统获取2424次覆盖共深度点反射地震数据；（次覆盖共深度点反射地震数据；（5 5）在地震资料处理和解释中每）在地震资料处理和解释中每平方公里有平方公里有510510个钻孔对反射层位进行标定；（个钻孔对反射层位进行标定；（6 6）对地震成果数据进行动）对地震成果数据进行动态管理，即使用采掘过程中获取的新数据，可对地震解释成

27、果进行重新修订态管理，即使用采掘过程中获取的新数据，可对地震解释成果进行重新修订与解释。与解释。二、采区三维地震勘探的特点二、采区三维地震勘探的特点第一章第一章 煤矿采区三维地震勘探概况煤矿采区三维地震勘探概况u三维地震勘探技术由于提高了煤矿采区的勘探精度，所以这一技术不仅可三维地震勘探技术由于提高了煤矿采区的勘探精度，所以这一技术不仅可以优化采区设计，降低地质风险，而且可以优化综采面布置，降低支护成本，以优化采区设计，降低地质风险，而且可以优化综采面布置，降低支护成本，减少矿井施工的盲目性，是高产高效矿井建设的有力地质保障。减少矿井施工的盲目性，是高产高效矿井建设的有力地质保障。三、采区三维

28、地震勘探对高产高效矿井建设的作用三、采区三维地震勘探对高产高效矿井建设的作用第一章第一章 煤矿采区三维地震勘探概况煤矿采区三维地震勘探概况（1 1）利用三维地震资料可优化采区设计，充分回收煤炭资源。）利用三维地震资料可优化采区设计，充分回收煤炭资源。利用三维地震获得的地质成果，可以准确地划分出采区内的综采块段、炮采利用三维地震获得的地质成果，可以准确地划分出采区内的综采块段、炮采块段和构造复杂带，进而设计采区巷道，选择采煤方法，确定配采方案。采块段和构造复杂带，进而设计采区巷道，选择采煤方法，确定配采方案。采区布置要避开主要断层，以断层作为采区边界、阶段煤柱、条带间煤柱，合区布置要避开主要断层

29、，以断层作为采区边界、阶段煤柱、条带间煤柱，合理确定工作面的方向、长度、走向长度等。以达到优化采区设计和充分回收理确定工作面的方向、长度、走向长度等。以达到优化采区设计和充分回收煤炭资源的目的。煤炭资源的目的。（2 2）利用三维地震勘探提供的精细构造解释成果可以降低地质风险）利用三维地震勘探提供的精细构造解释成果可以降低地质风险煤矿上的地质风险有两种：一种是指由于意外地质变化造成计划开掘的综采煤矿上的地质风险有两种：一种是指由于意外地质变化造成计划开掘的综采工作面落空；另一种是指开成的综采工作面内出现了较大的断层，需跳压开工作面落空；另一种是指开成的综采工作面内出现了较大的断层，需跳压开采（即

30、重做工作面切归）。由于利用三维地震勘探可以查明落差采（即重做工作面切归）。由于利用三维地震勘探可以查明落差5m5m以上的断以上的断层和层和3m3m以上的断点以及幅度大于以上的断点以及幅度大于5m5m以上的褶曲，因此三维地震可为新建矿以上的褶曲，因此三维地震可为新建矿井设计和工作面布置提供良好的地质保障，从而有效地避免地质风险。井设计和工作面布置提供良好的地质保障，从而有效地避免地质风险。三、采区三维地震勘探对高产高效矿井建设的作用三、采区三维地震勘探对高产高效矿井建设的作用第一章第一章 煤矿采区三维地震勘探概况煤矿采区三维地震勘探概况（3 3）利用巷道掘进资料对三维地震解释成果进行动态分析，优

31、化综采面布置）利用巷道掘进资料对三维地震解释成果进行动态分析，优化综采面布置随着巷道掘进的深入，利用新的巷道资料对地震解释成果中的小构造、煤层随着巷道掘进的深入，利用新的巷道资料对地震解释成果中的小构造、煤层底板深度进行修正，可对工作面设计方案进行适当调整，使综采面布置更加底板深度进行修正，可对工作面设计方案进行适当调整，使综采面布置更加合理，增加综采工作面的日产量。合理，增加综采工作面的日产量。（4 4）利用三维地震勘探成果，可以合理选择巷道支护形式，降低支护成本。）利用三维地震勘探成果，可以合理选择巷道支护形式，降低支护成本。巷道支护是煤矿生产中的重要环节，其成本较高。利用三维地震勘探成果

32、可巷道支护是煤矿生产中的重要环节，其成本较高。利用三维地震勘探成果可以预测掘进工作面前方断层的分布状况。当掘进工作面前方无断层时，可选以预测掘进工作面前方断层的分布状况。当掘进工作面前方无断层时，可选择锚杆支护，而当断层和裂隙发育时，可选择加密锚杆和锚索支护，因此利择锚杆支护，而当断层和裂隙发育时，可选择加密锚杆和锚索支护，因此利用三维地震勘探成果可降低巷道的支护成本。用三维地震勘探成果可降低巷道的支护成本。三、采区三维地震勘探对高产高效矿井建设的作用三、采区三维地震勘探对高产高效矿井建设的作用第二章第二章 地震数据采集技术地震数据采集技术第一节第一节 采区三维地震数据采集的特点采区三维地震数

33、据采集的特点第二节第二节 野外工作野外工作 一、试验工作一、试验工作 二、生产工作二、生产工作第三节第三节 采集参数与观测系统采集参数与观测系统 一、采集参数选择一、采集参数选择 二、观测系统二、观测系统第四节第四节 表层结构调查表层结构调查 一、虚反射界面调查一、虚反射界面调查 二、低速降带调查二、低速降带调查第一节第一节 采区三维地震数据采集的特点采区三维地震数据采集的特点1 1、需选择适用于高分辨率三维地震勘探的观测系统。即该观测系统应具有足、需选择适用于高分辨率三维地震勘探的观测系统。即该观测系统应具有足够的空间采样密度，足够的面元覆盖次数，均匀的炮检距分布，良好的静校够的空间采样密度

34、，足够的面元覆盖次数，均匀的炮检距分布，良好的静校正耦合特性，炮检距分布范围处在最佳接收窗口内，同时能保证速度分析和正耦合特性，炮检距分布范围处在最佳接收窗口内，同时能保证速度分析和动校正精度。动校正精度。2 2、选用动态范围大，具有良好宽频特性的检波器（在低频端可适当压制面波，、选用动态范围大，具有良好宽频特性的检波器（在低频端可适当压制面波，同时又不损伤有效波的低频成分，在高频端具有提升高频的性能），以保证同时又不损伤有效波的低频成分，在高频端具有提升高频的性能），以保证有效波高频成分的可记录性。有效波高频成分的可记录性。3 3、更仔细地选择激发深度和药量，同时考虑虚反射影响。在确定激发深

35、度时，、更仔细地选择激发深度和药量，同时考虑虚反射影响。在确定激发深度时，不仅要使激发点处在最佳激发层位之内，还要尽量使激发点处在有效波和鬼不仅要使激发点处在最佳激发层位之内，还要尽量使激发点处在有效波和鬼波产生相长干涉的深度上；在选择激发药量时，不仅要考虑激发频谱主频的波产生相长干涉的深度上；在选择激发药量时，不仅要考虑激发频谱主频的高低，也要考虑在压制低频之后，剩余高频能量的相对大小，从而保证最终高低，也要考虑在压制低频之后，剩余高频能量的相对大小，从而保证最终获得宽频有效波。获得宽频有效波。三、采区三维地震勘探对高产高效矿井建设的作用三、采区三维地震勘探对高产高效矿井建设的作用第二节第二

36、节 野外工作野外工作地震勘探的关键是采集到具有高分辨率和高信噪比的地震波，而取得高分辨地震勘探的关键是采集到具有高分辨率和高信噪比的地震波，而取得高分辨率和高信噪比地震波的关键是确定最佳激发、接收参数，为此正式生产开始率和高信噪比地震波的关键是确定最佳激发、接收参数，为此正式生产开始前，要在测区内选取有代表性的试验点进行充分的现场试验，按照从简单到前，要在测区内选取有代表性的试验点进行充分的现场试验，按照从简单到复杂的原则，利用合适的工程量取得最佳采集参数。复杂的原则，利用合适的工程量取得最佳采集参数。地震试验工作通常包括：（地震试验工作通常包括：（1 1）进行干扰波调查，查明干扰波的类型、特

37、征；）进行干扰波调查，查明干扰波的类型、特征；（2 2）了解地震地质条件，如低速带的特点、潜水面的位置、地震反射界面的）了解地震地质条件，如低速带的特点、潜水面的位置、地震反射界面的情况等；情况等；(3)(3)地震波的最佳激发条件，如激发层位、激发药量、激发井深等；地震波的最佳激发条件，如激发层位、激发药量、激发井深等；（4 4）选择地震波的最佳接收条件，如观测系统、仪器因素的选择等。）选择地震波的最佳接收条件，如观测系统、仪器因素的选择等。一、试验工作一、试验工作第二节第二节 野外工作野外工作试验完成取得工区标准剖面后，可转入正式生产。生产前应对地震仪器作详试验完成取得工区标准剖面后，可转入

38、正式生产。生产前应对地震仪器作详细检查，取得各种检查合格记录，表示仪器正常，才能正式开始生产。细检查，取得各种检查合格记录，表示仪器正常，才能正式开始生产。生产工作的基本内容和步骤包括：生产工作的基本内容和步骤包括：（1 1）地震测量：对设计中的激发点、接收点的位置进行标记并测量，计算整）地震测量：对设计中的激发点、接收点的位置进行标记并测量，计算整理出测量成果；理出测量成果；（2 2）地震波的激发：使用炸药震源在井中激发时，要在规定的位置钻炮井，）地震波的激发：使用炸药震源在井中激发时，要在规定的位置钻炮井，把按规定炸药量装好的药包下到井中指定位置，引爆激发，并确保安全工作；把按规定炸药量装

39、好的药包下到井中指定位置，引爆激发，并确保安全工作；（3 3）地震波的接收：接收工作由仪器组完成，使用地震检波器、电缆线、野）地震波的接收：接收工作由仪器组完成，使用地震检波器、电缆线、野外地震仪等设备，按测线上的桩号摆好排列，线路检查通畅后，通知爆炸组外地震仪等设备，按测线上的桩号摆好排列，线路检查通畅后，通知爆炸组放炮，在获得合格记录后，可转到下一排列继续工作，每天获得的地震记录、放炮，在获得合格记录后，可转到下一排列继续工作，每天获得的地震记录、填写的班报等原始记录，经整理后交处理组进行资料处理。填写的班报等原始记录，经整理后交处理组进行资料处理。二、生产工作二、生产工作第三节第三节 采

40、集参数与观测系统采集参数与观测系统采集参数选择要根据野外试验结果参照以往地震勘探的经验和本区的地质条采集参数选择要根据野外试验结果参照以往地震勘探的经验和本区的地质条件来确定。件来确定。以安徽淮南地区为例，通常采用如下的采集参数进行生产：以安徽淮南地区为例，通常采用如下的采集参数进行生产：震震 源：高爆速成型炸药；源：高爆速成型炸药；激发井深：激发井深：8m12m8m12m；药药 量：量：0.5kg2kg0.5kg2kg，正常情况下使用，正常情况下使用2.0kg2.0kg，在鱼塘、工厂、温棚、房屋附，在鱼塘、工厂、温棚、房屋附近药量降到近药量降到0.5kg0.5kg、1.0kg1.0kg、1.

41、5kg1.5kg；采采 样样 率：率：0.5ms0.5ms或或1ms1ms；前放增益：前放增益：30dB30dB；记录长度：记录长度：1.5s2.5s1.5s2.5s；检检 波波 器：器： 60Hz60Hz、100Hz100Hz高频检波器。高频检波器。仪仪 器：器：SN388SN388、ARAM-AREISARAM-AREIS、408408记录格式：记录格式：SEG-YSEG-Y。一、采集参数选择一、采集参数选择 第三节第三节 采集参数与观测系统采集参数与观测系统地震勘探中的观测系统是指地震波的激发点与接收点的相互位置关系。观测地震勘探中的观测系统是指地震波的激发点与接收点的相互位置关系。观测

42、系统正确与否直接影响数据采集质量、资料处理效果和地质解释成果的精度。系统正确与否直接影响数据采集质量、资料处理效果和地质解释成果的精度。采区三维地震观测系统的形式多种多样，但基本上可归纳为规则型和非规则采区三维地震观测系统的形式多种多样，但基本上可归纳为规则型和非规则型两大类。对于地面施工条件好的区域，检波线和炮排线易于布设，采用规型两大类。对于地面施工条件好的区域，检波线和炮排线易于布设，采用规则型。而对于河流、村庄密集区，可选择非规则观测系统。则型。而对于河流、村庄密集区，可选择非规则观测系统。目前采区三维地震常用的规则型观测系统为束状观测系统。目前采区三维地震常用的规则型观测系统为束状观

43、测系统。 二、观测系统二、观测系统第三节第三节 采集参数与观测系统采集参数与观测系统二、观测系统二、观测系统规则束状规则束状8 8线线8 8炮制中间激发的观测系统炮制中间激发的观测系统观测系统的观测系统的综合综合平面图平面图该观测系统的参数如下：该观测系统的参数如下：接收道数：接收道数：48488 8384384道道接收线数：接收线数：8 8条条接收道距：接收道距：2020接收线距：接收线距：4040叠加次数：叠加次数：2424次次 ( (纵向纵向6 6次，横向次，横向4 4次次) )CDPCDP网格：网格：10101010纵向炮检距：最小纵向炮检距：最小3030；最大；最大490490横向炮

44、检距：最小横向炮检距：最小1010；最大；最大210210最大炮检距：最大炮检距：533533最小炮检距：最小炮检距：3131第一束获满覆盖宽度：第一束获满覆盖宽度：9090 ( (横向横向1010个个CDPCDP点点) )以后每束获满覆盖宽度：以后每束获满覆盖宽度：160160 ( (横向横向1616个个CDPCDP点点) )炮点网度：炮点网度： 80802020检波点网度：检波点网度：20204040第三节第三节 采集参数与观测系统采集参数与观测系统二、观测系统二、观测系统覆盖次数图覆盖次数图 炮检距分布炮检距分布 方位角分布方位角分布 第四节第四节 表层调查表层调查一、虚反射界面调查一、

45、虚反射界面调查众所周知，虚反射界面产生的鬼波对地震记录众所周知，虚反射界面产生的鬼波对地震记录的危害极大，但通常人们又无好办法避开它。的危害极大，但通常人们又无好办法避开它。根据我们的勘探经验，利用双井高分辨率跨孔根据我们的勘探经验，利用双井高分辨率跨孔地震方法对虚反射界面进行调查，可以方便、地震方法对虚反射界面进行调查，可以方便、准确的发现虚反射界面，进而于采集过程中避准确的发现虚反射界面，进而于采集过程中避开鬼波的干扰，提高勘探成果的质量。开鬼波的干扰，提高勘探成果的质量。上图是双井高分辨率跨孔地震观测系统，双井上图是双井高分辨率跨孔地震观测系统，双井距离距离5m5m，井深，井深20m20

46、m，两孔井口各布置一道检波，两孔井口各布置一道检波器，器，A A孔井底布置一道检波器，在孔井底布置一道检波器，在B B孔激发，药孔激发，药量：量：5 5个雷管，由井底顺序向上激发，激发点距个雷管，由井底顺序向上激发，激发点距1m1m，直至井口。下图是双井跨孔高分辨率地震，直至井口。下图是双井跨孔高分辨率地震记录，从图上不难发现虚反射界面的位置为记录，从图上不难发现虚反射界面的位置为3 3米，米，虚反射界面单一，在虚反射界面单一，在2.5m2.5m以下激发均能得到合以下激发均能得到合格的记录，但以格的记录，但以5 512m12m为佳，井深较浅时干为佳，井深较浅时干扰波较严重。扰波较严重。 第四节

47、第四节 表层调查表层调查二、低速降带调查二、低速降带调查低速带是指地表附近一层速度很低的介质，是低速带是指地表附近一层速度很低的介质，是由地壳最上层风化剥蚀和现代沉积以及水文等由地壳最上层风化剥蚀和现代沉积以及水文等各种因素形成的。低速带下面往往有一个降速各种因素形成的。低速带下面往往有一个降速带，降速带下是高速层。带，降速带下是高速层。由于地震记录到的地震波往返都要经过低降速由于地震记录到的地震波往返都要经过低降速带，激发条件直接与低降速带的参数和岩性有带，激发条件直接与低降速带的参数和岩性有关，低降速带的存在对地震数据采集、处理和关，低降速带的存在对地震数据采集、处理和解释都有很大影响。测

48、定低速降带参数（即速解释都有很大影响。测定低速降带参数（即速度和厚度）的方法有多种，微地震测井是低速度和厚度）的方法有多种，微地震测井是低速带参数测量的直接方法。带参数测量的直接方法。微地震测井方法是在井中放炮地面接收，或者微地震测井方法是在井中放炮地面接收，或者在地面放炮井中接收，由深到浅按一定间隔、在地面放炮井中接收，由深到浅按一定间隔、逐点观测，获得不同深度的地震记录。通过对逐点观测，获得不同深度的地震记录。通过对所获得的记录进行分析对比，可以划分出低速所获得的记录进行分析对比，可以划分出低速带、降速带和高速带，如图。带、降速带和高速带，如图。第三章第三章 地震数据的处理地震数据的处理

49、第一节第一节 处理流程处理流程第二节第二节 处理措施处理措施第一节第一节 处理流程处理流程第二节第二节 处理措施处理措施利用全三维处理流程，须采取的主要处理措施包括：利用全三维处理流程，须采取的主要处理措施包括：1 1、定义观测系统时加强质量控制。除采用常规的观测系统检查方法（如、定义观测系统时加强质量控制。除采用常规的观测系统检查方法（如绘制炮检分布图、绘制炮检分布图、CDPCDP面元分布图、覆盖次数图、线性动校等），还利用面元分布图、覆盖次数图、线性动校等），还利用交互初至波逐炮检查初至时间，同时利用软件自动检查与单炮逐一对比，交互初至波逐炮检查初至时间，同时利用软件自动检查与单炮逐一对比

50、，对于检查出的炮位置和检波点位置不准的进行位置校正，使其归于真正的对于检查出的炮位置和检波点位置不准的进行位置校正，使其归于真正的炮点和检波点位置，从而消除野外施工不准带来的误差。炮点和检波点位置，从而消除野外施工不准带来的误差。2. 2. 振幅保真处理，通过叠前地表一致性振幅补偿，球面扩散补偿，炮点域、振幅保真处理，通过叠前地表一致性振幅补偿，球面扩散补偿，炮点域、共接收点域、偏移距域和共接收点域、偏移距域和CDPCDP域多通域反褶积，对能量进行合理调整，保域多通域反褶积，对能量进行合理调整，保证振幅处理的一致性。证振幅处理的一致性。第二节第二节 处理措施处理措施叠前地表一致性振幅补偿前后单

51、炮记录，经过地表一致性振幅补偿后，消叠前地表一致性振幅补偿前后单炮记录，经过地表一致性振幅补偿后，消除了能量差异。除了能量差异。第二节第二节 处理措施处理措施3 3、做好叠前叠后去噪。消除地震记录中的各种干扰，提高信噪比是叠前、做好叠前叠后去噪。消除地震记录中的各种干扰，提高信噪比是叠前处理的一项基本任务，对于原始资料中存在的初至、面波、野值、高频噪处理的一项基本任务，对于原始资料中存在的初至、面波、野值、高频噪音、无规则干扰波，分别采取了初至切除、人工道编辑、高通滤波、中值音、无规则干扰波，分别采取了初至切除、人工道编辑、高通滤波、中值滤波、内切滤波等去噪措施进行波场净化。经过剩余静校正和滤

52、波、内切滤波等去噪措施进行波场净化。经过剩余静校正和DMODMO叠加叠加后，叠加资料上仍含有随机噪音，在频率后，叠加资料上仍含有随机噪音，在频率空间域采用三维空间预测滤波空间域采用三维空间预测滤波技术，对全区资料进行三维随机噪音衰减，进一步提高叠后资料的信噪比。技术，对全区资料进行三维随机噪音衰减，进一步提高叠后资料的信噪比。图图3.33.3为多道倾角区域滤波去面波前后对比，经过多道倾角区域滤波后，为多道倾角区域滤波去面波前后对比，经过多道倾角区域滤波后，面波得到去除。图面波得到去除。图3.43.4为三维随机噪音衰减前后对比图。为三维随机噪音衰减前后对比图。第二节第二节 处理措施处理措施图为多

53、道倾角区域滤波去面波前后对比，经过多道倾角区域滤波，面波得图为多道倾角区域滤波去面波前后对比，经过多道倾角区域滤波，面波得到去除。到去除。第二节第二节 处理措施处理措施图为三维随机噪音衰减前后对比图。图为三维随机噪音衰减前后对比图。第二节第二节 处理措施处理措施4 4、精细的速度分析。速度拾取得准确与否是直接关系到叠加效果好坏的、精细的速度分析。速度拾取得准确与否是直接关系到叠加效果好坏的关键因素。为了确保速度解释的准确性，充分利用了处理系统速度分析的关键因素。为了确保速度解释的准确性，充分利用了处理系统速度分析的交互能力，同时结合速度扫描及速度三维拟合规律，确保速度分析的精度交互能力，同时结

54、合速度扫描及速度三维拟合规律，确保速度分析的精度和准确性。和准确性。5 5、叠前做好反褶积。叠前反褶积是在原始地震记录上，通过求取地震子、叠前做好反褶积。叠前反褶积是在原始地震记录上，通过求取地震子波，并利用该子波对原始地震记录进行反滤波，其目的主要是：子波整形，波，并利用该子波对原始地震记录进行反滤波，其目的主要是：子波整形，校正子波的振幅谱与相位谱，展宽频谱，提高分辨率，衰减多次波。图校正子波的振幅谱与相位谱，展宽频谱，提高分辨率，衰减多次波。图3.53.5为地表一致性反褶积前后对比图，反褶积后频带明显拓宽。为地表一致性反褶积前后对比图，反褶积后频带明显拓宽。第二节第二节 处理措施处理措施

55、图为地表一致性反褶积前后对比图，反褶积后频带明显拓宽。图为地表一致性反褶积前后对比图，反褶积后频带明显拓宽。第二节第二节 处理措施处理措施6 6、做好剩余静校正工作。三维地表一致性剩余静校正技术是将各炮点、做好剩余静校正工作。三维地表一致性剩余静校正技术是将各炮点、检波点的每一道与其对应的检波点的每一道与其对应的CDPCDP道集的叠加模型道相关，以模型道为期望道集的叠加模型道相关，以模型道为期望输出，利用统计的方法分别求取各炮点、检波点的静校正量，将所计算的输出，利用统计的方法分别求取各炮点、检波点的静校正量，将所计算的静校正量运用到二次动校叠加后，求取更为精确的模型道，做二次迭代，静校正量运

56、用到二次动校叠加后，求取更为精确的模型道，做二次迭代，以便得到更为精确的结果。以便得到更为精确的结果。7 7、合适的高频补偿方法。主要进行了反、合适的高频补偿方法。主要进行了反QQ滤波、谱均衡、分频处理、频滤波、谱均衡、分频处理、频谱整形、兰色谱补偿及反褶积等。谱整形、兰色谱补偿及反褶积等。8 8、三维、三维DMODMO叠加。与三维叠加。与三维NMONMO叠加相比，叠加相比，DMODMO叠加具有如下优点：一叠加具有如下优点：一是水平反射和倾斜反射同相轴在是水平反射和倾斜反射同相轴在DMODMO叠加过程中均能正确成像；二是叠加过程中均能正确成像；二是DMODMO技术改进了叠加速度对地层倾角的依赖

57、性，提高了速度分析的精度，技术改进了叠加速度对地层倾角的依赖性，提高了速度分析的精度，并为准确求取偏移成像速度场提供了基础条件；三是并为准确求取偏移成像速度场提供了基础条件；三是DMODMO本身是一种多本身是一种多道运算的部分偏移过程，在此过程中，随机噪音得到了压制，同时提高了道运算的部分偏移过程，在此过程中，随机噪音得到了压制，同时提高了资料的信噪比。资料的信噪比。第二节第二节 处理措施处理措施9 9、三维一步法偏移。使用正确的成像方法和准确的偏移速度与、三维一步法偏移。使用正确的成像方法和准确的偏移速度与DMODMO速度速度场是地下构造成像的关键。偏移时结合速度扫描与场是地下构造成像的关键

58、。偏移时结合速度扫描与DMODMO速度的的百分比速度的的百分比速度扫描，最终利用速度扫描，最终利用DMODMO速度与钻孔资料及时间场的拟合等效偏移速度速度与钻孔资料及时间场的拟合等效偏移速度对全区资料进行偏移，提高偏移成像质量。下图为偏移前后对比图，偏移对全区资料进行偏移，提高偏移成像质量。下图为偏移前后对比图，偏移后剖面上的断面、断点清晰，地层接触关系清楚。后剖面上的断面、断点清晰，地层接触关系清楚。第二节第二节 处理措施处理措施图为偏移前后对比图，偏移后剖面上的断面、断点清晰，地层接触关系清楚。图为偏移前后对比图，偏移后剖面上的断面、断点清晰，地层接触关系清楚。第四章第四章 地震资料解释技

59、术地震资料解释技术第一节第一节 地震解释系统地震解释系统第二节第二节 地震资料的人机交互解释地震资料的人机交互解释第三节第三节 采区三维地震综合解释技术采区三维地震综合解释技术第四节第四节 三维地震勘探技术在煤矿采区中的应用三维地震勘探技术在煤矿采区中的应用第一节第一节 地震解释系统地震解释系统地震解释系统是用于解释地震资料的计算机系统，包括硬件系统和地震解释系统是用于解释地震资料的计算机系统，包括硬件系统和软件系统两部分。硬件系统由工作站及外围设备组成，软件系统由软件系统两部分。硬件系统由工作站及外围设备组成，软件系统由操作系统、数据库和解释应用软件组成。操作系统、数据库和解释应用软件组成。

60、硬件系统硬件系统 第一节第一节 地震解释系统地震解释系统工作站是指具有多任务操作系统（通常是工作站是指具有多任务操作系统（通常是UNIXUNIX）和高分辨图形能力）和高分辨图形能力的高性能计算机。地震资料交互解释对工作站具有一定的要求。的高性能计算机。地震资料交互解释对工作站具有一定的要求。（1 1）内存：用解释系统进行地震资料解释的过程是一个事件驱动的）内存：用解释系统进行地震资料解释的过程是一个事件驱动的实时的人机交互过程，因此要求解释系统具有较快的响应速度，内实时的人机交互过程，因此要求解释系统具有较快的响应速度，内存量要大。目前所用的工作站内存一般为存量要大。目前所用的工作站内存一般为