Методологические основания применения геофизических способов для изучения угольных пластов
Информация - Геодезия и Геология
Другие материалы по предмету Геодезия и Геология
ения сейсмических колебаний являются исходным материалом для получения двухмерного изображения поля скоростей сейсмических волн.
Томографический анализ проводится с использованием энергии волн, проходящих через изучаемый объект (томография на проходящих волнах, или трансмиссионная томография). Томография на проходящих волнах позволяет оценивать параметры локальных произвольно неоднородных аномалий по интегральным характеристикам поля зондирующего сигнала. Входными данными для трансмиссионной томографии могут быть как время распространения сигнала от источника к приемнику вдоль луча, так и его амплитуда и поляризация. Для построения томографических разрезов использовалась программа обработки данных межскважинной томографии MIGRATOM (M.J. Jackson, D.R. Tweeton).
Анализ результатов сейсмопросвечивания должен сопровождаться предварительным моделированием на синтетических моделях для выбора оптимальной системы наблюдения, а также определения основных элементов интерпретации полученных сейсмотомографических срезов.
Глава 3. Анализ методов сейсмических исследований в угольных шахтах
Шахтная геофизика включает два основных направления исследований: натурные измерения и камеральную обработку и интерпретацию полученных данных. Но при этом шахтная геофизика характеризуется целым комплексом специфических особенностей и условий проведения эксперимента, что в значительной мере отличает её от других геофизических наук (наземной и скважинной геофизики) и обосновывает необходимость и правомочность выделения её по области применения в самостоятельную геофизическую науку. Главное отличие шахтной геофизики - это исследование массива горных пород не вкрест простирания слагающих его слоев, а по их простиранию. Специфичны условия проведения шахтных исследований, которые определяются сочетанием горно-технических и горно-геологических особенностей изучаемого участка (наличием горных выработок, соотношением их расположения с геометрическими показателями исследуемых геологических факторов и т.п.). Эти особенности определяют выбор модификаций геофизических сейсморазведочных методов, наиболее оптимальных для постановки экспериментальных работ.
Рисунок 8. Методы шахтной сейсморазведки: а) сейсмического просвечивания; б) отраженных волн; в) локации впереди забоя. 1 - сейсмоприемники; 2 - пункты возбуждения; 3 - тектонические нарушения; 4 - размыв пласта.
Шахтные сейсморазведочные работы, направленные на прогноз и исследование геологических нарушений угольного пласта, выполняются с использованием трех основных методов: метода отраженных волн (МОВ), метода сейсмического просвечивания (МСП) и метода сейсмической локации впереди забоя (МСЛ) (рисунок 8). Сущность методов сейсморазведки в целом заключается в возбуждении и регистрации упругих колебаний в пределах угольного пласта и анализе динамических и кинематических параметров волн различных типов. Выбор метода шахтных сейсморазведочных работ производится в каждом конкретном случае, исходя из поставленных задач, горно-технических и горно-геологических условий.
Метод сейсмического просвечивания. Метод сейсмического просвечивания (МСП) заключается в возбуждении упругих колебаний, распространении их через массив горных пород, регистрации в пределах исследуемых слоев (угольного пласта и вмещающих пород) и в анализе динамических и кинематических параметров волн различных типов. Область применения МСП: выявление и картирование разрывных нарушений и оценка их амплитуды, а также зон их влияния (повышенной трещиноватости угля и вмещающих пород); размывов угольных пластов и их кровли; зон повышенной трещиноватости пород, связанных с пликативными нарушениями; ослабленные участки горных пород, образовавшиеся в результате различных карстово-суффозионных и других геологических процессов; оценка метаноносности углей и локализация метаноугольных ловушек. Обязательным условием возможности применения МСП является наличие, по крайней мере, двух горных выработок по изучаемому угольному пласту (например, штрек и монтажная камера; штрек и разрезная печь; вентиляционный и конвейерный штреки и т.п.). Одна горная выработка служит для размещения сейсмоприемников, другая - для возбуждения волн. Наиболее приемлемым для изучения структуры угольных пластов является способ сейсмопросвечивания угольного пласта из параллельно расположенных выемок (штреков). В качестве источников могут использоваться взрывы шпуровых зарядов небольшой величины, а также ударные возбуждения типа направленной силы.
Исследования МСП осуществляются в двух основных направлениях: прослеживание и картирование нарушений, вскрытых горной выработкой (более простая задача); поиск, выявление, картирование и определение типа и параметров скрытых, не выявленных горными работами нарушений (задача более сложная). В качестве информативных параметров используются характеристики волн боковых и каналовых волн.
В данном диссертационном исследовании использовались данные, полученные именно методом МСП на угольных шахтах Кузбасса. Работы проводились на нескольких шахтах, максимальная дальность (глубинность) расстановок составила 650 м.
Метод отраженных волн. Метод отраженных волн (МОВ) заключается в возбуждении и регистрации упругих колебаний в пределах исследуемых слоев (угольного пласта и вмещающих пород) и выделении волн различных типов, отраженных от неоднородностей строения массива горны?/p>