Методологические основания применения геофизических способов для изучения угольных пластов
Информация - Геодезия и Геология
Другие материалы по предмету Геодезия и Геология
?руются данные об их свойствах и отношениях. Научное наблюдение является специальной деятельностью, в которую включены наблюдатель, объект наблюдения и средства наблюдения.
Эксперимент - это активное, целенаправленное изучение явлений в точно фиксированных условиях их протекания, которые могут воссоздаваться и контролироваться самим исследователем. Со становлением экспериментального метода ученый превращается из наблюдателя природы в естествоиспытателя. С помощью этого метода ученый обретает возможность задавать вопросы природе.
На теоретическом уровне выделяются следующие подуровни: 1) частные теоретические модели и законы, 2) развитая теория. В развитой теории все частные теоретические модели и законы обобщаются таким образом, что они выступают как следствия фундаментальных принципов и законов теории.
Теория - наиболее развитая форма научного знания, дающая целостное отображение закономерных и существенных связей определенной области действительности. Любая теория - это целостная развивающаяся система истинного знания (включающая и элементы заблуждения), которая имеет сложную структуру и выполняет ряд функций.
В современной методологии науки выделяют следующие основные элементы теории:
. Исходные основания - фундаментальные понятия, принципы, законы, уравнения, аксиомы и т.п.
. Идеализированный объект - абстрактная модель существенных свойств и связей изучаемых предметов (например, "абсолютно черное тело", "идеальный газ", "абсолютно твердое тело" и т.п.).
. Логика теории - формальная, нацеленная на прояснение структуры готового знания, на описание его формальных связей и элементов, и диалектика - направленная на исследование взаимосвязи и развития категорий, законов, принципов и других форм теоретического знания.
. Совокупность законов и утверждений, выведенных из основоположений данной теории в соответствии с определенными принципами.
. Философские установки, ценностные, социокультурные основания.
В современной науке достаточно успешно "работает" многоуровневая концепция методологического знания. В этом плане все методы научного познания по степени общности и сфере действия могут быть разделены на следующие основные группы:
1.Философские методы, среди которых важную роль играет диалектика, метафизика, феноменология, герменевтика и др.
2.Общенаучные подходы и методы исследования. Они выступают в качестве своеобразной промежуточной методологии между философией и фундаментальными теоретико-методологическими положениями специальных наук.
Характерными чертами общенаучных понятий являются, во-первых, сплавленность в их содержании отдельных свойств, признаков, понятий ряда частных наук и философских категорий. Во-вторых, возможность (в отличие от последних) их формализации, уточнения средствами математической теории.
В данном диссертационном исследовании используются такие общенаучные методы как эксперимент, наблюдение, сравнение, описание, измерение, формализация, анализ, абстрагирование, обобщение, синтез, индукция, аналогия, моделирование, системный подход, интерпретация.
Глава 2. Основы методологии шахтной сейсморазведки
сейсморазведка шахтный угольный волна
Физические основы шахтной сейсморазведки
Для описания процесса распространения сейсмических колебаний в угленосной толще необходимо обратиться к теории упругости. При этом в качестве модели углевмещающей толщи можно рассматривать упругое твердое тело (в физическом понимании), состоящее из набора изотропных слоев, соответствующих угольному пласту и вмещающим породам. Возникающие в процессе возбуждения и распространения сейсмических волн напряжения не превышают пределов упругости сред, слагающих толщу; смещения составляют сотые доли процентов от характерных размерностей модели. С физической точки зрения такие возмущения рассматриваются как обратимые и малые.
Уравнения распространения колебаний в упругих средах. Как известно из положений теории упругости, уравнения движения в перемещениях для твердых тел, удовлетворяющих закону Гука, в случае малых деформаций
где - компоненты тензора напряжений;
- компоненты тензора деформаций;
- компоненты вектора перемещения;
- коэффициенты Ламе,
носят название уравнений Ламе и имеют следующий вид:
где - вектор объемных сил;
- вектор ускорений;
- плотность.
Решения некоторых простейших уравнений Ламе и содержат в себе основные типы волн, используемых в шахтной сейсморазведке.
Классы и типы упругих волн, наблюдаемых в угольных шахтах
Прямые волны. Для случая неограниченной изотропной среды система уравнений Ламе принимает вид:
где через обозначены компоненты вектора перемещений.
Это обычные волновые уравнения, если рассматривать величины и как скорости распространения возмущений, а решение системы можно рассматривать как две независимо распространяющиеся волны. Волновые пакеты, движущиеся с соответствующими скоростями, присутствуют на любых реальных сейсмограммах, в том числе полученных на угольных пластах в любых горно-геологических условиях. Эти скорости широко используются на практике.
Общий вывод о существовании двух видов волн принадлежит Пуассону (1831г.). Их называют продольными и поперечными соответственно. Характер таких колебаний впервые был определен Стоксом (1883 г.). Волны таких ?/p>