Способ шахтной пластовой сейсморазведки

Способ шахтной пластовой сейсморазведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам шахтной геофизики и предназначено для ргзведки 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 типлнформативных 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 сейсмостанцИи. 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4782373/25 (22) 15,01.90 (46) 07.01.92. Бюл, М 1 (71) украинский филиал Всесоюзного научно-иссл еда вател ьс кого института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Ю.Г.Мясников, А.В.Анциферов и

Н.Я.Азаров (53) 550.834(088.8) (56) Арнетцль Х., Клинге У. Опыт предварительной сейсмической разведки шахтного поля методом пластовых волн. — Глюкауф, 1982. М 13. с.30-37.

Брендтруп Ф,К. Предварительная сейсмическая разведка шахтного поля методом пластовых волн, — Глюкауф, 1979, М 16, с.33-37. (54) СПОСОБ ШАХТНОЙ ПЛАСТОВОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ (57) Изобретение относится к способам шахтной геофизики и предназначено для разведки условий залегания преимущественно угольных пластов. Цель изобретения — повышение геологической эффективности способа, Способ включает возбуждение сейсмических волн на профиле источников

Изобретение относится к способам шахтной геофизики, в частности сейсморазведке, и предназначено для разведки условий залегания, преимущественно угольных пластов и зон повышенного горного давления (ПГД) в них и может быть использовано в других добывающих отраслях промышленности... Ж 1704118 А1 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 тип информативных проходящих волн и на обьекте. 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 т падения информативных волн на объект разведки, При- ) емники расставляют с шагом Лх = L. tg ilï-1, гдеL —; n— канальность регистрирующей сейсмостанции, При этом возбуждение осуществляют с шагом, равным расстоянию между точками приема. в пределах участка профиля, ограниченного аэимутальными углами обзора от крайних приемников, в расстановке, равных предельным углам i падения информативных волн, 1 ил.

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: дру1704118 га пунктов возбуждения, объекты разведки, например разрывные нарушения 7,7 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 ïoïåðå÷íûå волны и каналовые волны поляризации Лява; если объектом разведки является постгенетический размыв — боковые продольные P, SVпоперечные волны и каналовые волны поляризации Релея; эти же волны являются информативными и при разведке обводненных эон в породах кровли угольного пласта или трещиноватости пород к ровли).

На объекте, аналогичном разведываемому и вскрытом горными выработками или разведанному другими способами (например, буровой разведкой). определяют известными методами, например MeJOQQM продольного поофилиpoâàния. скорости выбранных информативных . волн вдоль прямолинейного сейсмического профиля, проходящего через этот объект: Vip.s — до объекта от точки возбуждения; Ч2р,s — по объекту.

Рассчитывают величину предельного угла падения г в зависимости от типа используемых информативных волн (Vl > V2): г д < Brcsln

Ч2е (1)

Vir тпад < Brcslп 2S (2)

VlS

Рассчить вают расстояние между точками приема лх< — „— Я (3) округляя величину Ьх до ближайшего меньшего целого числа (и — канальность регистрирующей сейсмостанции).

Конструируют схему наблюдений, а затем в зависимости от поставленной задачи разведки в выемочном none — систему наблюдений. определяя геометрическими построениями длину линии возбуждения, как участок профиля в горной выработке 1, ограниченный азимутальными углами обзора от крайних приемников в расстановке а, равных предельным углам падения тинфор10 мативных волн. При этом длину расстановки принимают-равной

S -(n-1) Ьх (4) и тогда длина линии возбуждения Q. состоящая из трех блоков 4 — 6, длина каждого иэ которых равна длине расстановки приемников S и содержит равное число ПВ, составляет

0 =(3(n — 1)+2j Ьх-(Зп — 1) Лх (5)

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

Устанавливают на профиле в горной вых работке 2 первую расстановку приемников

3 и определяют в горной выработке 1 положение точек оозбуждения, располагая их на

20 расстоянии Лх друг от друга(при этом точек возбу;,ения ce ;cl.ë -c x волн в трех блоках ка. дый с длиной, равной длине расстановки приемников S, будет 36).

Последовательноотточки ПВ кточке 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 flB блока 4, затем 5 и 6 и при каждом возбух дени:.i осуществляют прием и запись проходящих сейсмиче35 ских волн с накоп ением нв мзгнитоноситель с использованием цифровой сейсморазведочной станции (например, шахтной 12-канальной. цифровой. суммирующей сейсмостанции ШСС-1 "Дружба" ). Всего на

40 каждую расстановку СП страбатывается 36

ПВ и получают 36 сейсмоэаписей проходящих волн. В качестве источника используют механический удар по обнажению угольного пласта или удар по забою шпура, гробу45 ренному в центральной плоскости 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 расстоянли Лх от предыдущей. Аналогично последовательности операций на первом участке выемочного поля производят возбуждение

1704118 пластовых волн последовательно в новом положении ПВ линии возбуждения, которые также перемещаются цЬмметрично расстановке приемников. После отработки второго участка расстановка переносится в следующее положен ие. Со вокуп ность расстановок СП и блоков ПВ в пределах выемочного поля образует систему наблюдений.

Обработку на ЭВМ материалов сейсмических наблюдений осуществляют в следующей последовательности.

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

Введением кинематических поправок все сейсмограммы РУН приводят к сопоста° вимому виду (к длине сейсмического луча приведения, за который принимается найтрачайший сейсмический луч), также вводятся поправки за направленность источников и приемников сейсмических волн в их оптимальном частотном диапазоне.

Выполняют полосовую фильтрацию с перебором оптимальных нуль-фазовых фильтров обнаружения и анализируют полученные результаты, по которым определяют оптимальные частотные диапазоны информативных сейсмических волн различных типов: боковых продольных Р и SH или

SV-поперечных, и интерференционных пластовых волн К, выделяют направления сейсмических лучей по которым регистрируются нерегулярные волны, ориентировочно оценивают аэи .уталььые углы разрывов, пересеченных проходящими волнами, и оптимальные временные окна записи информативных во".н.

Выполняют поинтервэиьный динамических или сейсмичес;;ий волновой анализ (СВАН), по котооому получают наборы кинематических или динамических параметров информативных сейсмических волн. Составляют сводные таблицы информативных параметров сейсмических волн и координат точек возбуждения и приема сейсмических волн.

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

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

Анализируя совокупность сеисмических лучей, проходящих через выявленные объекты развязки с учетом полученных томограмм 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 эа информативные. по результатам исследований после селекции сейсмозаписей по компонентам регистрации может оцениваться не только степень нарушенности угольного пласта разрывными нарушениями и их количественные параметры, но и наличие нарушений угольных пластовдругих типов, например размывов. отложений на неровном ложе фундамента. пережимов, изменений углов падения (при этом информативными являются параметры боковых поперечных и пластовых волн Лява). трещиноватость (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 нарушенности 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 сейсмостанции (например, ШСС-1 "Дружба" ) позволяет полностью отказаться от использования в качестве источника пластовых волн взрывов зарядов ВВ при MCfl выемочиых полей с шириной до 250 и на маломощных угольных пластах и использовать для этих целей механические источники сейсмических волн, не имеющие ограничений в применении на

1704118 шахтах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, т.е. расширяют функциональные воэможности метода.

Формула изобретения 5

Способ шахтной пластовой сейсморазведки, включающий возбуждение сейсмических волн в пределах заданного участка на профиле источников в одной горной выработке, регистрацию проходящих информа- 10 тивных волн расстановкой приемников в другой горной выработке с перемещением расстановки приемников и источников вдоль профилей с заданным шагом и обработку сейсмозаписей для выделения объек- 15 тов сейсморазведки, отличающийся тем. что, с целью повышения геологической эффективности эа счет оптимизации условий прохождения информативных волн через объект разведки в интервале между 20 выработками, предварительно в зависимости от типа объекта разведки выбирают тип информативных проходящих волн на обьекте. аналогичном подлежащему разведке и вскрытом горными выработками, выполня- 25 ют параметрические измерения скорс выбранных информативных волн вдол молинейного сейсмического профиля, ходящего через упомянутый обьек которым определяют величину предел угла Впадения информативных волн н; ект разведки, при этом приемники рас ляют с uaroM лх <-„-Я-, где L — расстояние между выработкам

n — канальность регистрирующей < мостанции, а возбуждение сейсмиче волн осуществляют с шагом, равным ра янию между точками приема, в пред участка профиля, ограниченного азиму ными углами обзора от крайних приемн в расстановке, равных предельным угл падения информативных волн, выде информативные волны в оптимальном тотном диапазоне их регистрации и и параметрам судят о наличии и полож( объектов разведки в интервале между si ботками.