Способ шахтной пластовой сейсморазведки Советский патент 1992 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к способам шахтной геофизики, в частности сейсморазведке, и предназначено для разведки условий залеганий, преимущественно угольных пластов и зон повышенного горного давления (ПГД) в них и может быть использовано в других добывающих отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение геологической эффективности способа.

На чертеже показан фрагмент системы наблюдений.

На чертеже изображены параллельные пластовые горные выработки 1 и 2. многоканальная расстановка (СП) приемников 3, линия пунктов возбуждения (ПВ). включающая три блока 4-6, равноудаленных друг от друю

га пунктов оозбуждения, объекты разведки, например разрывные нарушения 1,1 и 8,8 в интервале между горными выработками, а также сейсмические трассы 9 ПВ-СП равноудаленных наблюдений (РУН), поясняющие принципы сортировки сейсмозаписей при обработке материалов наблюдений.

Способ реализуют следующим образом.

В зависимости от поставленной перед сейсморазведкой геологической задачи выбирают тип информативных сейсмических волн (например, если объектом разведки является разрывное нарушение, то в зависимости от мощности угольного пласта и амплитуды разрыва информативными являются боковые SH-поперечные волны и ка- наловые волны поляризации Лява; если объектом разведки является постгенетический размыв - боковые продольные Р, SV- поперечные волны и каналовые волны поляризации Релея; эти же волны являются информативными и при разведке обводненных зон в породах кровли угольного пласта или трещиноватости пород кровли).

На объекте, аналогичном разведываемому и вскрытом горными выработками или разведанному другими способами (например, буровой разведкой), определяют известными методами, например методом продольного профилирования, скорости выбранных информативных . волн вдоль прямолинейного сейсмического профиля, проходящего через этот объект: VIP.S - до объекта от точки возбуждения; V2P,s - по объекту.

Рассчитывают величину предельного угла падения г в зависимости от типа используемых информативных волн (Vi N/2):

/ V2P Гпад агС5Ш (-- ),

/ rn«A arcsln (--),

0) (2)

Рассчитывают расстояние между точками приема

L tqi-(3)

Дх

округляя величину Дх до ближайшего меньшего целого числа (п - канальность регистрирующей сейсмостанции).

Конструируют схему наблюдений, а затем в зависимости от поставленной задачи разведки в выемочном поле - систему наблюдений, определяя геометрическими построениями длину линии возбуждения, как участок профиля в горной выработке 1, ограниченный азимутальными углами обзора от крайних приемников в расстановке о,, равных предельным углам падения т инфор

мативных волн. При этом длину расстановки принимают равной

5 (п-1)-Дх (А) и тогда длина линии возбуждения Q, состо5 ящая из трех блоков 4-6, длина каждого из которых равна длине расстановки приемников S и содержит равное число ПВ, составляет

(п- 1) + (Зп- 1) Дх (5)

10 Линия ПВ симметрична относительно расстановки 3. Шаг перемещения расстановки приемников вдоль профиля принимают равным длине расстановки, располагая ее без перекрытия на расстоянии х от пред15 ыдущей.

Устанавливают на профиле в горной выработке 2 первую расстановку приемников 3 и определяют в горной выработке 1 положение точек возбуждения, располагая их на

20 расстоянии Дх друг от друга (при этом точек возбуждения .ии ских волн в трех блоках каждый с длиной, равной длине расстановки приемников S, будет 36).

Последовательно от точки ПВ к точке ПВ

25 вдоль профиля источников в горной выработке 1 производят возбуждение сейсмических волн и регистрацию их после приема на магнитоноситель сейсмостанции.

Возбуждение пластовых волн начинают

30 от крайнего (например, слева) ПВ блока 4. и затем последовательно производят возбуждение пластовых волн в ПВ блока 4. затем 5 и 6 и при каждом возбуждении осуществляют прием и запись проходящих сейсмиче35 ских волн с накоплением на мзгнито- носитель с использованием цифровой сейс- моразведочной станции (например, шахтной 12-канальной. цифровой, суммирующей сейсмостзнции ШСС-1 Дружба). Всего на

40 каждую расстановку СП отрабатывается 36 ПВ и получают 36 сейсмозаписей проходящих волн. В качестве источника используют механический удар по обнажению угольного пласта или удар по забою шпура, пробу45 репному в центральной плоск-ости угольного пласта, кувалдой через металлический штырь 5, помещенный в шпур или скважинный ударник. Весь участок выемочного поля, ограниченный по простиранию

50 сейсмическими лучами от первого ПВ в блоке 4 до последнего ПВ в блоке 6 покрывается густой сетью сейсмических лучей.

После отработки первого участка расстановка 3 переносится в новое положение

55 7 на расстояние, равное длине расстановки без перекрытия, и располагается на расстоянии Дх от предыдущей. Аналогично последовательности операций на первом участке выемочного поля производят возбуждение

пластовых волн последовательно в новом положении ПВ линии возбуждения, которые также, перемещаются симметрично расстановке приемников. После отработки второго участка расстановка переносится в 5 следующее положение. Совокупность расстановок СП и блоков ПВ в пределах выемочного поля образует систему наблюдений.

Обработку на ЭВМ материалов сейсми- 10 ческих наблюдений осуществляют в следующей последовательности.

Производят сортировку сейсмозаписей по равноудаленным наблюдениям, в результате которой получают синтезирован- 15 ные сейсмограммы РУН, каждая из которых является временным разрезом, характеризующим условия прохождения сейсмических волн интервала между горными выработками.. 20

Введением кинематических поправок все сейсмограммы РУН приводят к сопоставимому виду (к длине сейсмического луча приведения, за который принимается найт- рачайший сейсмический луч), также, вводят- 25 ся поправки за направленность источников и приемников сейсмических волн в их оптимальном частотном диапазоне.

Выполняют полосовую фильтрацию с перебором оптимальных нуль-фазовых 30 фильтров обнаружения и анализируют полученные результаты, по которым определяют оптимальные частотные диапазоны информативных сейсмических волн различных типов: боковых продольных Р и SH или 35 SV-поперечных. и интерференционных пластовых волн К, выделяют направления сейсмических лучей по которым регистрируются нерегулярные волны, ориентировочно оценивают азимутальные углы разрывов, 40 пересеченных проходящими волнами, и оптимальные временные окна записи информативных волн.

Выполняют поинтервальный динамических или сейсмический волновой анализ 45 (СВАН), по которому получают наборы кинематических или динамических параметров информативных сейсмических волн. Составляют сводные таблицы информативных параметров сейсмических волн и координат 50 точек возбуждения и приема сейсмических волн.

Обработкой совокупности сейсмических лучей методом реконструктивной то- 55 мографии восстанавливают детальную картину распределения информативных параметров сейсмических волн различных типов на плане выемочного поля, выделяют аномалии в условиях залегания угольного

пласта, интерпретируя которые в совокупности с априорной геологической информацией об исследованном участке, определяют положение в плане объектов разведки.

Анализируя совокупность сейсмических лучей, проходящих через выявленные объекты развязки с учетом полученных томог- рамм и таблиц параметров, определяют количественные параметры объектов разведки, например значения стратиграфических амплитуд.

Если при приеме осуществлена многокомпонентная регистрация различных (P. S. К) компонент волнового поля, то в зависимости от типа сейсмических волн, принимаемых за информативные, по результатам исследований после селекции сейсмозаписей по компонентам регистрации может оцениваться не только степень нарушенно- сти угольного пласта разрывными нарушениями и их количественные параметры, но и наличие нарушений угольных пластов других типов, например размывов, отложений на неровном ложе фундамента, пережимов, изменений углов падения (при этом информативными являются параметры боковых поперечных и пластовых волн Лява). трещи- новатость (устойчивость) углевмещающих пород и их обводненность (при этом информативными являются параметры боковых продольных и поперечных волн и пластовых волн Релея), а. также качественно напряженное состояние массива в интервале между выработками (информативные - пластовые волны Лява).

Таким образом, избыточность информации, получаемой при реализации способа, позволяет, используя метод сейсмического просвечивания, в результате исследований получить полную информацию о нарушен- ности участка выемочного поля: выявить имеющиеся разрывные нарушения, определить их пространственное положение и параметры (амплитуду), т.е. наиболее полно решить поставленную перед шахтной сейсморазведкой задачу. Это значительно расширяет ее геологическую эффективность. Многократное перекрытие сейсмическими лучами исследуемого участка выемочного поля с использованием для регистрации волновых полей суммирующей сейсмостан- ции(например, ШСС-1 Дружба) позволяет полностью отказаться от использования в качестве источника пластовых волн взрывов зарядов ВВ при МСП выемочных полей с шириной до 250 м на маломощных угольных пластах и использовать для этих целей механические источники сейсмических волн, не имеющие ограничений в применении на

шахтах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, т.е. расширяют функциональные возможности метода.

Фор мула изобретения Способ шахтной пластовой сейсморазведки, включающий возбуждение сейсмических волн в пределах заданного участка на профиле источников в одной горной выработке, регистрацию проходящих информа- тивных воли расстановкой приемников в другой горной выработке с перемещением расстановки приемников и источников вдоль профилей с заданным шагом и обработку сейсмозаписей для выделения объек- трв сейсморазведки, отличающийся тем, что, с целью повышения геологической эффективности за счет оптимизации условий прохождения информативных волн через обьект разведки в интервале между выработками, предварительно в зависимости от типа объекта разведки выбирают тип информативных проходящих волн на обье к- те. аналогичном подлежащему разведке и вскрытом горными выработками, выполня-

ют параметрические измерения скорс выбранных информативных волн вдоль молинейного сейсмического профиля, ходящего через упомянутый объек которым определяют величину предел угла впадения информативных волн на ект разведки, при этом приемники рас ляют с шагом

Ах

L tgif n - 1

где L - расстояние между выработкам n - канальность регистрирующей с мостанции, а возбуждение сейсмиче волн осуществляют с шагом, равным рэ янию между точками приема, в пред участка профиля, ограниченного азиму ными углами обзора от крайних приемн в расстановке, равных предельным угл падения информативных волн, еыде/ информативные волны в оптимальном тотном диапазоне их регистрации и п параметрам судят о наличии и пояожс объектов разведки в интервале между BI ботками.

Изобретение относится к способам шахтной геофизики и предназначено для ргз- ведки условий залегания преимущественно угольных пластов. Цель изобретения - повышение геологической эффективности способа. Способ включает возбуждение сейсмических волн на профиле источников в одной горной выработке и регистрацию проходящих волн в другой горной выработке с перемещением расстановки приемников и источников вдоль профилей с заданным шагом и обработку сейсмозаписи для выделения объектов разведки. В способе предварительно выбирают типлнформа- тивных проходящих волн и на объекте, аналогичном подлежащему разведке и вскрытом горными выработками, выполняют параметрические измерения выбранных информативных волн вдоль прямолинейного сейсмического профиля, проходящего через упомянутый объект. Определяют величину предельного угла г падения информативных волн на объект разведки. Приемники расставляют с шагом Дх L- tg г/п-1. где L - расстояние между выработками; п - канальность регистрирующей сейсмостан- цИи. При этом возбуждение осуществляют с шагом, равным расстоянию между точками приема, в пределах участка профиля, ограниченного азимутальными углами обзора от крайних приемников, в расстановке, равных предельным углам г падения информативных волн. 1 ил.,VI 2