Способ выявления и оконтуривания малоамплитудных нарушений в пластовых месторождениях Советский патент 1985 года по МПК G01V1/00 

1 Изобретение относится к горному делу, а именно выявлению в тонкослоистой среде локальных малоамплитудных нарушений, и может быть использовано при ведении высокочастот ных сейсмических наблюдений в горных выработках для его предупреждения внезапных выбросов горной массы из локальных малоамштитудных нарушений. Известен способ сейсморазведки, предусматривающий изучение строения геологических разрезов методом отра женных волн. При проведении наблюде ний сейсмоприемники располагаются вдоль горизонтального профиля внутри горной выработки. Пункты возбуждения располагаются вблизи дневной поверхности ниже зоны малых скоростей. Подобное расположение пунктов возбуждения и регистрации позволяет изучать строение отдельных геологических пластов, лежащих ниже или вы ше относительно пунктов приема D JОднако данный способ не позволяет проводить изучение геологического строения и выявление малоамплитудных нарушений, находящихся впереди забоя. Наиболее близким к изобретению является способ выявления и оконтуривания малоамплитудных нарушений в пластовых месторождениях, включаю щий возбуждение упругих колебаний и регистрацию отраженных волн сейсм приемниками, расположенными по профилю в горной выработке, и последую щее определение границ нарушений. Средства возбуждения и приема помещены в скважины, расположенные с ответственно в боковых стенках и подошве горной выработки. Положение (Прибора в пункте приема выбирается по глубине скважины так, чтобы было возмозкно регистрировать прямую, волну. Приемным прибором производит ся регистрация отраженной волны от контролируемого отражающего горизон та, находящегося по уровню вьш1е или ниже относительно горной выработки. Участки разрывных нарушений определяются по потере корреляции или осложнению записи отраженных волн. При способе предусматривается регис рация как Р (продольных), так и S (поперечных) колебаний, а также волн обменного типа 2. 12. Недостатком известного способа является невозможность определять местоположение нарушений, находящихся в плоскости выработки и впереди нее. Цель изобретения - повышение безопасности ropftbix работ и расширение области применения сейсморазведки. Поставленная цель достигается тем, что при способе выявления и оконтуривания малоамплитудных нарушений в пластовых месторождениях, включающем возбуждение упругих колебаний и регистрацию отраженных волн сейсмоприемниками, расположенными по профилю в торной выработке, и последующее определение местоположения границ нарушений, определеляют время прихода отраженных волн, распространяющихся в плоскости залегания пласта, для чего совмещают пункты возбуждения и регистрации упругих колебаний до появления первой отраженной волны, а затем удаляют пункты возбуждения от пункта регистрации на расстояние, равное или большее пути, пройденного прямой волной за время ее прослеживания при совмещенном пункте возбуждения и регистрации, после чего не менее двух раз проводят возбуждения упругих колебаний. На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа. На схема показаны малоамплитудное нарушение 1, пункты 2-4 возбуждения упругих колебаний, пункты 5 регистрации расстояний 6 и 7 границы нарушения 1. Горные выработки имеют сечение, близкое к прямоугольному с постоянством расстояний между стенками и кровлей-подошвой. .Этот фактор определяет постановку приборов на стенках вьфаботок при фиксированных выбранных расстояниях по системе удаленного пункта возбуждения от пункта приема как симметричную относительно оси выработки., в забое которой находится пункт приема. При этом расстояние между пунктами возбуждения, расположенными на равных стенках выработки постоянно и равно ширине выработки. При совмещенных пунктах возбуждения и регистрации определяют налйчие наруш.ений I в 1глоскости залегания пласта и расстояния 6 и 7 до них. Расстояние определяют по формуле R--V - i Р 2 АО где V - средняя скорость распространения продольных колебаний, м/с; 1до- время прихода волны, определйемое по осциллограмме Местоположение малоамплитудных нарушений устанавливают по пересечению дуг, образованных радиусами, равными полученным расстояниям 6 и 7. В случае появления отраженной волны по системе совмещенных пунктов регистрации и возбуждения последние удаляются на расстояния, равные или большие пути пройденног прямой волной за продолжительность времени ее регистрации по системе совмещенных пунктов возбуждения и регистрации. Учитывая, что частоты колебаний не превышают 1500 Гц при скорости распространения упругих волн в соляном массиве 4400 м/с и регистрируемые прямые волны представляют 2-3 фазные группы колебаний, время, при котором отраженные волны могут быть выделены вне зоны помех, равняется 0,002 с и более. Следовательно, минимальные расстояния удаления пункта регистрации от пункта возбуждения должны быть не менее 8-9 м. Таким образом, при уда лении пунктов возбуждения от пунктон регистрации на выбранные рассто яния отраженные волны от геологических нарушений регистрируются на время отсутствия волн-помех, связанных с прямой волной. Ввиду того, что выделяемая по наличию отраженной волны геологическая структура при использовании системы наблкздений с совмещенным пунктом воз буждения и регистрации может находиться по обе стороны от направления проходки одиночной выработки, требуется проведение регистрации отраже-, НИИ при удаленном пункте возбуждения как минимум два раза. При этом, возбуждение производится на выбранном расстоянии сначала на одной стороне выработки, затем точно на таком же расстоянии на другой стенке выработки (работа ведется на одноканапьной станции). Зарегистрированные отражения от пункта возбуждения, находящегося на той стороне выработки, которая обращена к геологическому нарушению, по сравнению с записью, полученной от пункта возбуждения, расположенного на противоположной стенке, отличаются более ранним временем прихода отраженной волны и большими амплитудами ее колебаний. При условии одновременного прихода волны к приемнику геологическое нарушение находится прямо по направлению проходки выработки. Таким образом, для точного определения местонахождения необходимо регистрировать отраженные волны при удаленном пункте возбуждения как минимум два раза. Пример. Для определения местонахождения нарушений упругие колебания возбуждаются с помощью ударного устройства через каждые 5 м штрека и распространяются со скоростью Up от источника до структуры в соляном массиве. Регистрация упругих колебаний при предлагаемом способе осуществляется с помощью станции СНЦ-1 и сейсмоприемников СВ1-30. Приборы крепятся в специально пробуренных шпурах на стенках штрека с ориентацией по их оси ОХ (система совмещения пунктов возбуждения и пунктов регистрации ) и по оси ОУ (система изменяемых между пунктами возбуждения и регистрации расстояний ) упругих колебаний, На первом этапе в забое штрека соответственно через каждые 5 м устанавливается сейсмический прибор в месте возбуждения упругих колебаний. На границе вмещающая порода - структура- отраженные волны (Р).Волны регистрируются на частотах 10001500 Гц, что дает возможность регистрировать их при отражении от границ структур диаметром 2 м и более. Скорости распространения упругих колебаний в нормально залегающих соляных средах изменяются от 400 до 4400 м/с (средняя Ур,4200 м/с I, в породах глиннсто-карналлитового состава - от 2800 до 3200 м/с (средняя м/с ). Таким образом, границы перехода соль - глинисто-карналлитовая порода являются резкими, сильными отражающими границами с дифференциацией скоростей Vpi /Vpj 0,7- 0,73- . 5 Система наблюдений с совмещенными ПВ и ПК представляет собой одновременное их смещение с забоем вы работки, При времени появления отраженной волны Р, Ч, вычисляют расстоя6 между мало амплитудным нарушениением и пунктами возбуждения - регистрации по формуле . . где R - расстояние 6 от структуры до.пункта возбуждения (регистрации ), м; VP - средняя скорость распространен ия продольных колебаний, м/с (для месторождени м/с ); t - время прихода волны, определяемое по осциллограмме, В процессе наблюдения при совмещ нии Пунктов 2 и 3 получается неоднозначное решение. Проведение наблюдений с изменяемым расстоянием между пунктами возбуждения и регист рации позволяет однозначно определить местонахождение структуры. При этом пункт возбуждения устанавливается как на одной, так и на второй стенках штрека (горной выработки ). По изменению интенсивности и 1 времени прихода волны Р,, определяется местоположение структуры по отношению к забою. Наличие малоамплитудного нарушения на противоположной стороне штрека уменьшает . интенсивность и увеличивает время tj прихода волны IJ,. На втором этапе при фиксированном положении сейсмоприемника (или пункта возбуждения).удаляя пункт возбуждения (или регистрации) регистрируют время прихода отраженной волны Р„. По времени появления отраженной волны ij вычисляют расстояние 7 между структурой и пунктом возбуждения , расстояние 7 между структурой и пунктом возбуждения, м. Точка пересечения дуг с радиусами 6 и 7, проведенными из точек возбуждения, является отражаюшей площадкой малоамплитудной структуры типа мульдыпогружения. Таким образом, при данном способе достигается повьш1ение безопасности горных работ и расширение области применения; сейсморазведки.

СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ И ОКОНТУРШАШЯ МАЛОАМШШТУДНЫХ НАРУШЕНИЙ В ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ, включающий возбуждение упругих колебаний и регистрацию отраженных волн сейсмоприемниками, расположенными по профилю в горной выработке, и последующее определение местоположения границ нарушений, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности горных работ и расширения области применения сейсморазведки, определяют время прихода отраженных волн, распространяющихся в плоскости залегания пласта, для чего совмещают пункты возбуждения и регистрации упругих колебаний до появления первой отраженной волны, а затем удаляют пункты возбуждения от пункта регистрации на расстояние, 1)авное или большее пути, пройденного прямой волной за (Л время ее прослеживания при совмещенс ном пункте возбуждения и регистрации, после чего не менее двух раз проводят возбуждения упругих колебаний. ел « х