Способ прогнозирования землетрясе-Ний Советский патент 1981 года по МПК G01V9/00 G01V1/00 

(54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

I

Изобретение относится к сейсмологии, в частности к наблюдениям за деформациями земной коры, рассматриваемыми дак предвестники возрастания сейсмической активности, обусловливающей возникновения землетрясений.

Известен способ прогнозирования землетрясений, согласно которому измеряют углы наклона горизонтов в земной коре в зоне эпицентра предполагаемого землетрясения и по их изменению во времени судят об изменении поля деформаций и, как следствие, о приближающемся землетрясений 1.

Этот способ характеризуется недостаточной прогностической надежностью.

Известен также способ прогнозирования землетрясений, в котором измеряют деформации и наклоны земной коры и по изменениям этих параметров судят о вероятности землетрясения 2.

Такой способ тоже характеризуется недостаточно высокой надежностью, так как указанные параметры находятся в сложной зависимости от величины, глубины .очага и времени землетрясения.

Цел1 изобретения - повыщенив надежности землетрясения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе прогнозирования землетрясений, включающем регистрацию изменений скорости деформации земной коры, определяют направления осей главных напряжений, выявляют участки с предельно высокими значениями этих напряжений, при наличии аномалий скоростей деформации производят повторное определение направлений напряжений и изменений из абсолютных значений, и по наличию одновременно аномалий скоростей, деформаций и переориентировки направления напряжений судят о повыщении сейсмической активности.

Способ основан на регистрации тектонической составляющей суммарного (гравитационного и тектонического) поля напряжений на сравнительно небольщих глубинах достигнутых горными выработками. Гравитационная составляющая-определяется, как известно, весом столба налегающих пород

(с учетом концентрации за счет неоднородностей и нарущений сплошности массива) и является постоянно и повсеместно действующим фактором. Тектоническая составляющая определяется- условиями тектогенеза и изменяется в пространстве от района к району и во времени. В районах действия тектонических напряжений наибольшая из составляющих суммарного тензора имеет субгоризонтальное направление, тогда как при действии только гравитационных напряжений наибольшая из составляюш.их тензора имеет субвертикальное /направление. Следовательно, одним из путей поисков предвестников землетрясений является установление качественного изменения суммарного поля напряжений - установление факта и момента переориентировки тензора напряжений. В совокупности с установлением факта и момента резкого изменения скорости деформаций исследуемого массива наблюдаемые явления могут служить признаком возрастания сейсмической активности. Способ осуществляется следующим обНа первой стадии определяют параметры регионального поля напряжении (ориентировку в пространстве осей главных напряжений: максимального сжатия, промежуточного напряжения, минимального сжатия и вида напряженного состояния). Для этой цели определяют механизм очагов возможно большего числа землетрясений, возникших на территории изучаемого района в течение ряда лет, что позволяет определить ориентировку осей главных напряжений, снимающихся в каждом очаге в момент зем летрясения. Обобщение полученных даннцх позволяет реконструировать поле напряжений, характерное для исследуемого района, т. е. получить упомянутые параметры регионального поля. На второй стадии производят измерения количественных характеристик поля напряжений, одновременно устанавливают-ориентировку тензора напряжений в изучаемом массиве горных пород. Вторая стадия осуществляется в несколько этапов. Внутренняя связь между этапами состоит в том, что данные предыдущего этапа служат основой для проведения экспериментов последующего этапа, при этом точность и надежность получаемой информации возрастают. На первом этапе выявляют участки с предельно высокими тектоническими напряжениями. Это этап поисковый (диагностический). Производят оценки величины напряжений горного массива. О сравнительно вь1сокой вероятности (более 0,5) проявля- JQ ния тектонических напряжений и большой их величине свидетельствует принадлежность массива к породам кристаллического фундамента и проявление стреляния пород в кровле горизонтальных выработок. Второй этап - альтернативный анализ. 55 На этом этапе путем визуальных наблюдений и (или) известным ультразвуковым методом измерения скоростей продольной волны в массиве выявляют качественные признаки, характеризующие структуру поля напряжений. На этом этапе определяют характер поля напряжений (гидростатическое или негидростатическое), устанавливают ориентировку наибольшего напряжения (вертикально или горизонтально, если горизонтально, то его примерная ориентировка в плане), определяют, является ли поле напряжений однородным, т. е. сохраняются ли характеристики поля на разных участках месторождений. Третий этап - инструментальные измерения методом разгрузки (в варианте торцовых измерений). Метод основан на использовании характеристик упругого восстановления формы элемента породы при искусственном его отделении от массива, Определение напряженного состояния производят датчиками, наклеенными на торец скважины, который разгружается путем обуривания кольцевой щели. Расчет напряже ий на забое скважины выполняется по формулам теории упругости. Данные о величине и ориентировке главных напряжений используются на следующей, третьей, стадии способа. Третья стадия - непрерывные измерения деформаций земной коры. Измерения проводят с помощью кварцевых деформографов, установленных вдоль направлений главных напряжений непрерывно в течение длительного времени. Скорость деформаций, вычисленная на основе полученных измерений в «спокойные периоды меняется плавно и незначительно. Резкое изменение скорости свидетельствует о нарущении стабильности в напряженном состоянии горного массива, что в свою очередь является признаком подготовки сейсмического события больщей или меньщей силы. Более длительные во времени и значительные по величине изменения скорости деформаций могут служить признаком подготовки более сильного землетрясения. Наблюдаемый факт изменения скорости деформаций должен быть подтвержден переориентацией механизма очагов землетрясений, что служит подтверждением тектонической природы замеченного явления. Для этого проводят повторное определение ориентировки тензора напряжений. Применение предлагаемого способа позволяет приблизиться к решению проблемы прогноза землетрясений, Формула изобретения Способ прогнозирования землетрясений. включающий регистрацию изменений скорости деформации ,земной коры, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности прогноза, определяют направления

56

осей главных напряжений, выявляют участ-тировки направления напряжений судят о

ки с предельно высокими значениями этихповышении сейсмической активности,

напряжений, измеряют деформации по на-Источники информации,

правлениям указанных осей, при наличиипринятые во внимание при экспертизе

аномалий скоростей деформации произво-1- Пресс Ф. и др. Предсказание земледят повторное определение направленийs трясений. М., «Мир, 1968, с. 41-54.

напряжений и изменений их абсолютных2. Уломов В. И. Динамика земной коры

значений, и по,наличию одновременно ано-и прогноз землетрясений. Ташкент, «Фан,

малий скоростей деформаций и переориен-1974, с. 171 -172 (прототип).

834649