雷少毅
（陕西省煤田地质局一八五队 陕西 榆林 719000）
摘要：采用地震、钻探为主要手段的综合勘探方法，使煤田地质勘探的钻探基本网度放大一倍，而控制程度明显提高，钻探基本网度由750×
关键词：地震 钻探综合勘探 应用 效果
1、项目概况
曹家滩井田位于陕北侏罗纪煤田的精华地段，煤炭资源丰富，煤质优良，煤层总厚度15～
2、综合勘探技术的创新应用
根据工作区的地形、地物、地貌、地质及地球物理条件和工作重点等，选择有效勘查技术手段，并严格做好多技术手段的施工顺序及相互间的配合，确定适当的工程布置系统及勘查网度，注意工作层次，去完成规定的地质任务。随着各种勘探技术方法的发展和完善，特别是物探设备和资料处理硬件和软件的发展，使物探方法在煤炭资源勘查中的作用日益扩大，勘查精度明显提高。尤其体现在由于数字地震技术和装备的引进及应用，使地震勘探成果在煤炭资源勘查中取得突破性进展。井田勘探在研究及应用综合勘探技术方法方面，也是把充分发挥地震勘探成果的作用放在突出的位置来进行的。因此，可以这样认为，综合勘探技术，就是把高分辨率地震勘探技术和钻探、测井技术密切结合，使各种手段取得的成果相互印证又最大可能地不重复工作，同时对施工过程中的施工技术进行了改进和提高，把多种技术手段的作用发挥到极致的技术集成，达到了投资少、速度快、效果好的目的。
（1）勘探手段及方法的选择
各种勘探手段的选择及合理使用取决于勘探区的自然地理、地质特征和物性条件，本区基本上被新生界地层所覆盖，主要可采煤层均无露头，属掩盖式煤田，因此采用钻探与地震为主的综合勘探方法，同时配合进行填图、测井、抽水试验、采样测试等方法进行。
（2）勘探工程布置原则
煤炭资源勘查的主要对象是构造、煤层、水文地质、煤质及其它开采技术条件。就本井田地质条件看，主要地质任务仍然是探明煤层及埋藏条件、煤质特征。考虑到未来的煤矿将采用综采技术，矿井开拓、采区布置及煤矿生产对煤层厚度控制（包括煤层宏观结构类型划分，煤层冲刷带）提出了更高的工作精度要求。因此，在本井田勘探工程布置上的原则是（见图1，勘探工程布置图）：
a、以地震勘探为主查明地层结构、煤层赋存条件；
b、钻探验证，查明煤质、水文地质工程地质等以钻探；
c、测井为主，地震配合解释。
●地震勘探
(1) 详细查明地质构造，探明资源量区落差≥
(2) 查明主要可采煤层的赋存深度、连续性及煤层的分岔、合并地带，定量解释2-2煤层的厚度及结构，定量解释3-1、4-2、4-3、5-3等煤层的底板标高、形态特征、各类边界（分岔复合、剥蚀等）。
(3) 查明侏罗系顶界面的形态特征、新生界地层的厚度及岩性特征，并划分离石黄土、三趾马红土与萨拉乌苏组地层界线，解释潜水面埋藏深度。
●钻探
(1) 确定地层层序，并详细研究中侏罗统延安组的岩性特征。
(2) 验证地震解释的地质构造、煤层厚度、深度及各类边界、地层界线划分、潜水面埋深的精度。
(3) 确定地质构造(断层、褶曲及其它小构造)及煤层的赋存状态（层数、厚度、结构、煤层层的分岔合并规律），并进行煤、岩层对比，采集化验样品。
(4) 取得计算煤层储量的所需基础资料。
b、采用勘探剖面法布置勘探工程，勘探线的布置要垂直地层主向，勘探线要布置成直线。勘探钻孔原则上要布置在勘探线上，地震主测线与勘探线基本重合，联络测线与勘探线垂直，并且位于钻探网中间。
c、按勘探线的性质和作用的不同，将勘探线分为主导勘探线和基本勘探线。主导勘探线是指揭露和控制基本地质情况、指导勘探工程的有效方法。而基本勘探线是指根据井田的地质特征，为了对地质情况进行全面揭露和控制而布置的勘探线。
d、地震测线的线距，探明资源储量区750×
e、由于查明煤层形态、地质构造以地震勘探为主，钻探工程基本线距探明资源储量区1500×
f、用地震资料横向预测煤层厚度变化趋势和宏观结构变化。
3、综合勘探地质效果
（1）地震解释了煤层厚度、深度
定量解释了2-2煤层厚度，绘制了2-2煤层等厚线平面图；定性解释了3-1、4-3、5-3上（5-3）煤层厚度，绘制了2-2煤厚等值线图。通过对各特征参数典线的分析研究及对2-2煤层等厚线图的绘制，经C1、C7、C9、C11、Y11孔对2-2煤层厚度的验证，最大误差为
表1 钻孔验证与地震解释煤厚成果对照表
|
孔名 |
煤层 |
地震解释 |
钻探解释 |
绝对误差 |
相对误差 |
|
C1 |
2-2 |
9.6 |
10.01 |
0.41 |
4% |
|
C7 |
2-2 |
11 |
11.09 |
0.09 |
0.81% |
|
C9 |
2-2 |
11.45 |
11.36 |
0.09 |
0.79% |
|
C11 |
2-2 |
11.6 |
11.43 |
0.17 |
1.49% |
|
Y11 |
2-2 |
11.8 |
11.66 |
0.14 |
1.2% |
（2）地震对煤层的分布范围定性解释
a、5-3煤层缺失边界的解释
在时间剖面上，一组特征明显的煤层反射波在局部范围内出现不规则、不连续、能量逐渐变弱或逐渐消失，而其它目的层的反射波仍然存在，且连续性没有变化，这往往是该煤层缺失或不可采的表现，这个点在本报告中称为煤层视缺失点。据此对D1、L6、L7、X62、X61、X12线上5-3煤反射波视缺失边界进行了分析解释（见图2）。
b、5-3煤层分岔、合并的解释
在时间剖面上5-3上、5-3下 两煤层反射波同相轴的逐渐合并、靠拢，相位的逐渐增多或减少往往都是煤层分岔、合并的标志。在本报告的时间剖面上，分岔部位由于5-3上与5-3下间距小，且二煤层中间介质为泥岩、粉砂岩、炭质砂岩或一些薄煤层等低速物质，
与煤层波阻抗差异较小，5-3上与5-3下二煤层反射波发生相长干涉，反射波能量增强，然后随着二煤层间距的增大，二煤层反射波发生相消干涉，反射波能量变弱甚至消失，随着二煤间距的进一步增大，反射波能量又逐渐增强，分岔点在时间剖面上的反映如图13。对于主频较高的地震资料，参数Vmpr、ia、iar、ma均在分岔点处反映明显，即在分岔点处各参数曲线表现为一突变点，而5-3煤上覆煤层2-2、3-1、4-3在本区相对稳定，即使较小的变化也是一个渐变过程，因此上覆煤层对利用ma参数曲线解释5-2煤分岔点影响很小，可以忽略不计（参见图3： D1线分岔点在ma参数曲线上的反映）。
另外，部分浅层折射资料也可以获得基岩面的深度，将二者综合后作为解释的成果。
（3）控制了主要可采煤层的埋藏深度及起伏形态
控制了主要可采煤层（2-2、3-1、4-3、5-3上、5-3）的埋藏深度及起伏形态，区内，没有幅度大于
表2 钻探验证地震解释底板标高与成果对照表
|
孔名 |
煤层 |
地震解释 |
钻探解释 |
绝对误差 |
相对误差 |
|
C1 |
2-2 |
973 |
971.16 |
-1.84 |
0.55% |
|
3-1 |
933 |
933.73 |
-0.73 |
0.19% |
|
|
4-3 |
868 |
870.09 |
-2.09 |
0.4% |
|
|
5-3 |
795 |
795.59 |
-0.59 |
0.12% |
|
|
C7 |
2-2 |
990 |
991.92 |
-1.92 |
0.59% |
|
3-1 |
962 |
958.23 |
3.77 |
1.06% |
|
|
4-3 |
887 |
884.77 |
2.23 |
0.52% |
|
|
5-3 |
822 |
826.4 |
-3.6 |
0.74% |
|
|
C9 |
2-2 |
981 |
983.04 |
-2.04 |
0.32% |
|
3-1 |
945 |
946.64 |
-1.64 |
0.47% |
|
|
4-3 |
874 |
876.1 |
-2.1 |
0.5% |
|
|
5-3 |
817 |
818.11 |
-1.11 |
0.23% |
|
|
C11 |
2-2 |
966 |
968.83 |
-2.83 |
0.9% |
|
3-1 |
932 |
933.44 |
-1.44 |
0.41% |
|
|
4-3 |
875 |
871.1 |
3.9 |
0.95% |
|
|
5-3 |
811 |
812.5 |
-1.5 |
0.32% |
|
|
Y11 |
2-2 |
1001 |
1004.41 |
-3.41 |
1.15% |
|
3-1 |
965 |
967.7 |
-2.7 |
0.81% |
|
|
4-3 |
896 |
897.93 |
-1.93 |
0.48% |
|
|
5-3 |
840 |
840.51 |
-0.51 |
0.13% |
总之，地震技术在榆神矿区曹家滩井田勘探经钻孔资料验证，证明该方法对煤厚、煤层埋藏深度、赋存状况等的解释精度很高，地质效果显著，大幅度提高了勘探精度，缩短了勘探周期，降低了勘探成本，取得了良好的社会经济效益。
4、结论
1、随着现代勘探技术的发展和高产高效矿井建设的需要，煤炭开采对地质勘探的精度要求越来越高，不仅要查明煤层的起伏形态、小构造、煤质、水文地质工程地质等问题，还要查明煤层厚度变化趋势、小断层等影响综采的各种地质条件。因此在煤田勘探过程中，提高勘查技术水平，降低勘查成本，进行以地震、钻探技术为主的综合勘探研究，是煤田地质勘探技术发展的总体趋势。该综合勘探技术有显著突破。
2、在煤田地质勘探中，地震方法解决的问题主要是构造和各类地质界面，近年来欧美等国家虽然进行了煤层厚度的定量解释，但误差较大，一般超过10%。而本次勘探的解释成果最大误差为4. %，平均为1.57%。达到同类技术先进水平。
3、勘探成本低，本次勘探的万吨煤炭资源量勘探成本为23.26元，远低于全国平均精查100元的水平。其技术处于国内领先水平、国际先进水平，其中沙漠地区煤田地质勘查技术达到国际领先水平。
4、由于煤田综合勘探新技术的应用和推广，使榆神矿区在较短的时间内完成了多个特大型井田煤炭勘探工作，为国家决策和陕北能源化工基地建设提供了可靠依据，国家发展计划委员会于1998年7月正式批准建立陕北能源化工基地，目前已建成锦界工业园区、榆横工业园区、榆林经济开发区等大型能源重化工基地，为陕北经济实现跨越式发展、振兴陕西经济做出了突出贡献。
5、2004年以来，陕西省煤田地质局先后应用此技术方法，在宁夏积家井勘查区完成了详查，查明煤炭资源11.5亿吨。内蒙古煤田地质局应用此方法，完成了白彦花等勘查工作，发现煤炭资源23亿吨，提高了效率，降低了费用，社会效益和经济效益都非常显著。
参考文献：
1、《煤田综合勘探技术及陕北榆神矿区详查与勘探》，2005年度陕西省科学技术奖一等奖。王双明，范立民，王国柱，姚建明，王中锋，张忠喜，王永岩，刘清泉，蒋泽泉，雷少毅，杨永群等同志。
2、《陕北侏罗纪煤田榆神矿区锦界、榆树湾井田综合勘探技术及开采技术条件研究》，2003年度陕西省科学技术奖三等奖。苏时才、雷少毅、关汝清、高立强、牛建国、蒋泽泉、侯飞龙等同志。
3、《陕西省陕北侏罗纪煤田榆神矿区曹家滩井田勘探地质报告》，雷少毅、关汝清等同志。
4、《陕北侏罗纪煤田煤厚解释方法研究及应用效果》，朱芳香、刘天放。中国煤田地质2002年第十四卷第1期。
作者简介：雷少毅（1964—），男，陕西户县人，1987年毕业于西安地质学院地质系地质勘查专业，地质高级工程师，从事煤田地质勘探工作。
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