在地形复杂、地质条件多变的山区，煤矿采空区的精准勘探一直是行业难题。地震散射勘探技术（SSP）凭借其高精度与强适应性，正逐步成为采空区探测的关键手段。本文以山西兴县苏家吉煤矿为例，介绍该技术在实际勘探中的应用与成效。

一、矿区背景与勘探必要性

苏家吉煤矿含煤地层主要包括石炭二叠系，煤层埋深在20-100米之间。历史上存在多处民采区，因无序开采导致资料缺失，采空区分布不明。矿区已发生多次滑坡、地面塌陷等地质灾害，严重威胁矿山安全，亟需通过物探手段查明采空区范围。

 

二、地震散射勘探方法与数据采集

本次勘探布设一条240米测线，穿越4个已知钻孔，采用24道工程地震仪与锤击震源。通过滚动观测系统，共获取60组地震数据，检波器间距2米，炮点间距4米，勘探深度达120米，为后续数据处理提供可靠基础。

 

三、数据处理与成像结果

数据处理经过方向滤波、速度分析和偏移成像三个步骤。最终生成二维速度剖面与偏移图像，清晰展示地下波速分布与界面形态。波速图像中，不同颜色代表不同波速区域：红色、黄色为高速区，蓝色为低速区。偏移图像则通过散射强度反映地质界面特征，正散射（红色）表示波阻抗增高，负散射（蓝色）表示降低。

 图2二维偏移速度剖面

 图3二维层速度剖面

 

图4 地震偏移剖面

四、采空区识别依据

采空区通常表现为低速区（波速常低于1000m/s）和强负散射区域。覆盖岩层崩塌、开裂会导致波速显著降低，煤层界面中断或错动。结合波速图像与偏移图像，可综合判断采空区位置、范围及埋深。

五、勘探结果分析

在苏家吉煤矿勘探中，地震图像揭示出深浅两层采空区：

浅层采空区深度约10–30米，对应山西组煤层，分布较为分散；

深层采空区深度约60–80米，对应太原组煤层，规模大、连通性好。

低速区与强负散射区在空间上高度吻合，且与钻孔资料一致，验证了地震散射技术的可靠性。

六、总结

地震散射技术能同时提供波速分布与地质界面信息，显著提升采空区勘探的准确性与效率。该技术在苏家吉煤矿的成功应用，为类似矿区的地质灾害防控与安全开采提供了科学依据，具有重要的推广价值。