工程概況
山西某煤礦，礦區(qū)內(nèi)原有15處民采區(qū)，由于無序開采，無開采資料可查。根據(jù)有限的地質(zhì)鉆孔，只能作粗略估計。 區(qū)內(nèi)ZK2001、ZK2400、ZK1600、ZK3200等鉆孔揭露8號煤層采空區(qū)埋深在20-30m，ZK26A08、ZK2808等鉆孔揭露13號煤層采空區(qū)埋深在100m左右。 為確保礦山生產(chǎn)安全，決定用SSP(地震散射剖面法）對采空區(qū)的分布進行物探勘查，以便采取有效的治理措施。

地震測線布置
本次勘探采用SSP地震散射技術(shù)，布置1條測線，長240m。測線經(jīng)過4個已知鉆孔，中間的2個鉆孔發(fā)現(xiàn)了采空區(qū)，兩端的鉆孔未發(fā)現(xiàn)采空區(qū)。地震勘探使用24道工程地震儀，錘擊震源。采用滾動觀測系統(tǒng)，檢波器間距2m，炮間距4m，共得到60個地震記錄。炮點位于排列中點，以提高波速分析精度。設(shè)計勘探深度120m。

圖1：地震測線布置

探測結(jié)果與解釋
SSP地震散射勘探提供波速分布圖像（二維偏移速度剖面圖2，二維層速度剖面圖3）以及地震偏移圖像（圖4）。
偏移速度與層速度剖面主要反映巖體波速的分布特征，特別是低速區(qū)的分布與采空與坍塌區(qū)密切相關(guān)。層速度圖像中紅色、黃色為高波速區(qū)，對應(yīng)未受開采影響的巖層，包括砂巖和煤層，波速在2500m/s以上；綠色與淡藍色為中波速區(qū)，波速在1500-2500m/s范圍內(nèi)，對應(yīng)受開采影響較小的卸荷區(qū)，巖體結(jié)構(gòu)變化不大；藍色為低波速區(qū)，波速在1000-1500m/s，為坍塌與開裂區(qū)，巖體結(jié)構(gòu)已遭受嚴(yán)重破壞；深藍色區(qū)波速極低，為采空區(qū)，波速在1000m/s以下。
圖2，圖3顯示了除地表風(fēng)化巖體為低波速區(qū)外，地下隱伏的低速區(qū)分為深、淺兩層，每層又分左右兩支。淺部的低速區(qū)深度在10-30m范圍內(nèi)，比較分散，規(guī)模不大，右支里程50-120m，左支150-190m，對應(yīng)著二疊系山西組煤層的采空區(qū)。深層的低速層深度在60-80m范圍內(nèi)，采空規(guī)模大，低速區(qū)聯(lián)通性好。右支里程40-110m，左支150-220m，對應(yīng)石炭系太原組煤層的采空區(qū)。

圖2：二維偏移速度剖面

圖3：二維層速度剖面

SSP偏移圖像主要反映地層界面的分布形態(tài)和構(gòu)造特征。圖中黃色層位對應(yīng)強度較高的砂巖與未開采的煤層，地層的形態(tài)十分復(fù)雜，折曲嚴(yán)重，說明該地區(qū)處于構(gòu)造發(fā)育地帶。在偏移圖像中采空區(qū)與坍塌區(qū)的特點是以深藍色為主的強烈負(fù)散射區(qū)和淡藍色的負(fù)散射區(qū)。這些采空與坍塌區(qū)主要分布在兩段區(qū)域，一個是里程35m-100m、深度10-70m的范圍內(nèi)；另一個是170m-220m、深度10m-80m的范圍內(nèi)。

圖4：SSP偏移圖像