СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРОЕНИЯ ГОРНЫХ НАПЛАСТОВАНИЙ Советский патент 1928 года по МПК G01V1/00 

Для точного определения строения горных напластований данной местности приходится, если не имеются налицо естественные выходы, прибегать к бурению; однако, прохождение буровыми скважинами сопряжено с сложной и дорогой работой, которая к тому же вовсе не везде может быть применена. В случаях, когда вопрос идет о получении сперва предварительных отправных точек для суждения о приблизительном составе горных напластований, делались попытки применения рудоискательной лозы; однако, однозначной связи между воздействием рудоискательной лозы и геологическими особенностями подпочвы до сих пор еще установить не удавалось. Второй, служащий той же цели приблизительных суждений, способ работы состоит в применении электрических волн, посредством которых делаются определенные выводы относительно строения и особенностей наслоений каменных пород.

Согласно изобретению имеется в виду применить для определения строения наслоений каменных пород не электрические волны, а механически вызванные упругие волны, так как, по мнению автора, связь их с особенностями наслоений каменных пород, как-то плотностью и упругостью, является непосредственной и значительно более тесной, чем взаимодействие с электрическими волнами. С этой целью, в районе исследования, в надлежащем месте, вызываются искусственно, например, путем взрывания определенного количества взрывчатых веществ, механические волны, упругое распространение которых по различным горным наслоениям регистрируется установленным в соответствующем расстоянии сейсмометром. Этими записями пользуются, как это известно по исследованиям землетрясений, чтобы построить так называемую «кривую времени пробега» и вычислить скорости волн на различных глубинах. Путем наблюдений распространения волн при землетрясениях, делались попытки получения заключении по вопросам об общем строении земли, но в настоящем же случае предлагается возможность вызова таких сотрясений земли произвольно, благодаря чему дается возможность определения для места и времени таких измерений. Существенное значение при этом имеет то обстоятельство, что в означенных условиях также имеется для определения поступательного движения упругих волн внутри напластования каменных пород или, соответственно, времени их пробега до сейсмометра удобный сравнительный способ измерения, состоящий в том, что момент времени возбуждения упругих колебаний при взрывании взрывчатого заряда может быть точно установлен либо звуковыми волнами, либо передачей посредством света, электрического тока пли, соответственно, электрическими волнами.

Из установленных, таким образом, поверхностных и пространственных скоростей волн, а также из глубин, до которых волны проникли в горные напластования, особенно также из взаимного отношения скоростей продольных и поперечных волн друг к другу, можно сделать заключений об упругих свойствах наслоения каменных пород, пройденных волнами. Особенно можно усмотреть из точек поворота и переломов в кривой времени пробега скачки в упругих свойствах наслоений каменных пород, как-то отклонений, преломлений и отражений от плоскостей раздела. Так получаются, например, изображенные на фиг. 1 и 2 диаграммы, из которых, во-первых, можно усмотреть различный ход изменений скоростей и, далее, отношение их к глубине. Путем сравнения кривых времени пробега и скоростей, получается проверка, надежности выводов о последовательности и мощности напластований, так как различные виды каменных пород в отношении упругости сильно различаются друг от друга. Так, например, сильный перегиб кривой скоростей на фиг. 2 позволяет усмотреть, что здесь, на одновременно определенной этим перегибом глубине, имеет место смены; наслоений каменных пород. На самом деле, буровые скважины для случая фиг. 1 показывают на всем ее протяжении дилювиальные пески, тогда как в соответствующем фиг. 2 случаю за слоем рыхлых песков мощностью около 9 м следует плотный мергель. Путем целесообразной организации измерения искусственно вызванных упругих волн, могут быть определены тоже простирание и падение, а также нарушения горных напластований.

Если этим еще и не всегда возможно само по себе выяснение видов каменных пород, то все же часто бывает достаточным знать, до какой глубины доходят, видимо, выклинивающиеся наслоения горных пород и какой мощности, вод ними, следуют более плотные или более рыхлые слои, или, соответственно, отвечает ли последовательность слоев нормальному геологическому строению. Это, например, играет большую роль при дополнении геологических карт в вопросах заложения буровых скважин и шахт в определенном районе. Затем например, залежи бурого угля или каменной соли проявляют такие примечательные упругие свойства, что, при прочих наблюдениях, имеется возможность установить такого рода залежи непосредственно предлагаемым способом.

Способ определения строении горных напластований, характеризующийся тем, что в исследуемом районе искусственно, напр., посредством взрывания взрывчатого заряда, вызывают упругие колебания, которые воспринимают помещенным на соответствующем расстоянии сейсмометром, из записей на котором устанавливают скорость распространения волн и глубину, до которой они достигли, каковые данные по сопоставлении их с подобными же наблюдениями к измерениями на местностях с наперед известным геологическим строением служат для установления последовательности, мощности и плотности, а также простирания и падения горных напластовавий.