Способ сейсмической разведки Советский патент 1982 года по МПК G01V1/00 

54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

Изобретение относится к горнодобываюцц1м.й строительным отраслям промышленности, ведущим разработку породных толщ, содержащих неоднородноети литологического и структурного характера, а также к археологии и предназначено для определения координат линзовидных скальных включений, залегающих в рыхлых толщах, рудных тел не большого размера, карстовых образований и старых горных выработок, погребенных археологических объектов, и т.п. При этом неоднородности имеют раЗ меры в поперечнике 0,5-30 м и более и мощность от десятков сантиметров до нескольких метров и залегают на глубинах 1 - 40-50 м от обнаженно поверхности, причем заключающая неоднородности толщина снизу подстилается более плотной породой, поверхность которой представляет собою стационарную преломляющую границу. Известен способ сейсмической разведки для обнаружения неоднородностей в верхней части геологического разреза, основанный на регистрации преломленных на неоднородностях упругих волн, возбуждаемых источниками, распо ложенными на поверхности с шагом,рапным шагу сейсмоприемниками, с записью времен первь х вступлений волн на оби1Ий носитель f 1 J. Однако способ применим только в том случае, когда скорость продольных волн в неоднородностях существенно превосходит скорость тех же волн во вмещающей среда и не может быть использован для обнаружения неоднородностей, показатели упругих свойств которых ниже, чем у вмещающей среды.. Кроме .того, этот способ не позволяет обнаруживать неоднородности, залегающие на глубинах, превышающих размеры неоднородностей в плане. Способ характеризуется высокой трудоемкостью, так как требует производства и регистрации взрывов на каждой точке установки сейсмоприемников. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ сейсмической разведки, включающий возбуждение колебаний,их регистрацию и получение встречных годографов преломленных волнМ. Недостатком указанного способа является его низкая разрешающая способность, обусловленная слабыми изменениями времен пробега преломленной волны вдоль лучей, пересекающих неоднородности небольшой мощности. Кинематические эффекты в этом случа лежат в пределах естественной вариа ции упругих свойств вмещающей среды и наблюдаемые аномалии поля времен не могут быть поэтому однозначно связаны с наличием неоднрродностей. Цель изобретения - повышение точ ности и оперативности определения местоположения неоднородностей в верхней части разреза. Поставленная цель достигается те что согласно способу сейсмической разведки, включающему возбуждение к лебаний, их регистрацию и получение встречных годографов преломленных волн, определяют среднее значение э фективного коэффициента затухания преловленной волны, выравнивают учетом ее затухания чувствительность сейсмических каналов, повторно возбуждают колебания на базе, исклю чающей выход в первые вступления волн, преломленных на второй преломляющей границе, и их интерференцию в первом периоде с волной, преломлен нойна первой стационарной границе, а источники колебаний размещают на расстояниях, исключающих выход в пер вые вступления прямых волн и их инте ференцию с преломленными на первой преломляющей границе волнами, на каж дом приемном канале выделяют первый период преломленной на первой границе волны, измеряют амплитуду и частоту макси1«1ума его амплитудно о спектра и по координатам сейсмопри е ников, зарегистрировавших уменьшение амплитуды и сдвиг частоты максимума спектра по сравнению со средним уровнем, определяют координаты неоднородностей..: Способ реализуют следующим образом. Производят взрывы (удары) на расстоянии 2-4 м слева и справа от установленных на продольных профилягг сейсмоприемников, получают динамичес кие годографы волн, выходящих в первые вступления, определяют по ним значения углов падения на линию профиля волны, преломленной на первой стационарной преломляющей границе - . -ъ o -arcsinV /V, и d-arceivi гдесби углгл падения преломленной волны при расположении источников соответственно слева и справа от установки сейсмоприемников ; V - скорость продольных волн в верхнем (вмещающем неоднородности ) слое, определяемая по годографам прямых волн, V, кажущиеся скорости преломленных на первой стационарной границе волн при источниках соответственно слева и справа от установки сейсмоприемни ков, определяемые по го-. . дографам преломленных Определяют графически абсциссы точек выхода в первые вступления преломленных на первой и второй стационарных границах волн Х и ) и видимый период преломленной на первой границе волны, определяют среднее значение эффективного коэффициента затухания той же волны (к-Хм)еиАн1Ак, где - среднее значение эффективного коэффициента затухания преломленной волны;X - абсцисса конца динамического годографа преломленной волны/ X - абсцисса начала динамического годографа преломленной волны после зоны интерференции с прямой волной ; .А, И А ,- соответствующие эти абс-, циссам амплитуды преломленной волны, выравнивают с учетом затухания чувствительность сейсмических каналов, длину новой стоянки (базы) S сейсмоприемников на том же профиле (при нризменном положении первого сейсмоприемника) принимают с соблюдением условия S )(f,.i, где V кажущаяся скорость волны, преломленной на второй преломляющей границе, а источники колебаний при повторном возбуждении рдзмещают на расстоян±1ях Х от крайних сейсмоприемников, рав,ном . Соблюдение этих условий обеспечивает регистрацию всеми каналами в первых вступлениях только волн,преломленных на первой стационарной преломляющей границе, и исключает их интерференцию в первых с прямыми волна,ми и волнами, предложенными на нижележащих преломляющих границах. На каждом приемном канале i выделяют первый период Т- волны, преломленной на стационарной преломляющей границе, измеряют амплитуду и частоту fy максимума его амплитудного спектра, фиксируют координаты у, сейсмоприемников, заре ;истрировавших уменьшение амплитуды ,H сдвиг частоты / f W /7 i максимума спектра по сравнению со средним уровнем |АУ„,Р,/ , (где f - некоторые 596663 заданные постоянные) при источнике колебаний, расположенном от установки сейсмоприемников, и координаты Х УИ источнике, распологженном справа от установки сейсмоприемников, а координаты неоднородностей определяют, используя следующие соотношения . X -5( +(У vMr - - rvJV+/v J Ь ,« (, CT-g-t / 10 , , )(taot-t-t xci) ъJ5 Формула изобретения Способ сейсмической разведки, вклю-20 чающий возбуждение колебаний, их ре- . гистрацию и получение встречных годографов преломленных волн, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности и оперативности 25 определения местоположения неоднородностей в верхней части разреза, определяют среднее значение эффективного коэф5 ициёнта затухания преломленной 46 волны, выравнивают с учетом ее затухания чувствительность сейсмических , каналов, повторно возбуждают .колебания на базе, исключающей выход в первые вступления волн, преломленных на второй преломляющей границе, и их интерференцию в первом периоде с волной, преломленной на первой стационарной границе, а источники колеба размещают на расстояниях, исключающих выход в первые вступления прямых волн и их интерференцию с преломленными на первой преломляющей границе волнами, на каждрм приемном ,канале выделяют первый период преломленной на первой границе волны, измеряют амплитуду и частоту максимума его амплитудного спектра и по координатам сейсмоприемников, зарегистрировавших уменьшение амплитуды и сдвиг частоты максимума спектра по сравнению со средним уровнем, определяют координаты неоднородностей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР 360629, кл. G 01 V 1/00, 1972. 2. Патент США № 2388703, кл. 340-15,5, опублик. 1945 . (прототип) . .