6.5-сурет – Канал толқынының екінші және бірінші модалары
амплитудалары қатынастарының графигі
Орап ӛтетін бірінші және екінші модалар максимумының жылдамдығын
салыстыру, олар қаттың бұзылған, сондай-ақ бұзылмаған бӛлігінде де бірдей
екенін кӛрсетті.
175
6.2
Кӛмір
қабаттарының
бұзылған
аймақтарын
сейсмика-
акустикалық анықтау критерийлері
Сейсмикалық болжау нәтижелерін кен (тазарту) жұмыстарымен растау
кӛмір қаттарында амплитудасы аз тектоникалық бұзылуларды (0,5 Н
пл
дейін).
анықтау үшін сейсмика-акустикалық зерттеулерді қолдану мүмкіндігін
кӛрсетті.
МDGB цифрлы ӛлшеу жүйесінің кӛмегімен барлығы 45 нысан зерттелді.
Олардың ішінде шамамен 66 % (30 нысан) кӛмір қаттарында (к
1
, к
7
, к
10
, к
12
, д
6
).
Осы кезде негізгі сейсмика-акустикалық зерттеу әдісі жалпы тереңдік
нүктесінде түрленумен бейнеленген толқындар әдісі болып табылады, олардың
35 нысаны немесе 77 % зерделенген. Қалған 23 % бейнеленген толқындар
әдістерінің кешені және сейсмика-акустикалық жарықтың ӛтуі арқылы
зерттелді. Бұның негізгі мәселесі жалғыз кен қазбаларынан шахта алаңдарының
үлкен учаскелерін бұзудың келешектегі болжамы болуына байланысты.
Осындай болжам шахталарға шахта алаңдарын аршудың технологиялық
мәселелерін уақытылы және тиімді шешуге мүмкіндік береді. Тек зерттелетін
нысанды контурлайтын қосымша кен қазбасы болған кезде ғана сейсмика-
акустикалық жарық ӛткізу әдісі қолданылды.
6.6-суретте Костенко атындағы шахтада (42-к
7
-В лавасында) жарық ӛткізу
әдісі арқылы сейсмика-акустикалық зерттеулер сұлбасы кӛрсетілген. К
7
қабатының сейсмогеологиялық моделі және топтық жылдамдықтың теориялық
дисперсиялық қисықтары 6.7 (а және б)-суретте келтірілген. Серпімді
тербелістердің ӛршуі, қаттың ортасында да, сондай-ақ жоғарғы бӛлігінде де
бұрғыланған, тереңдігі 2 шпурларда желдеткіш бремсбергте жүргізілді. Шығу
кӛздері ретінде салмағы 200 грамм 12ЦБ патрондар пайдаланылды. Серпімді
тербелістердің ӛршуі 12 ӛршу пункттарында (ӚП № 1-12) жүргізілді, бұл
барлық зерттелетін лава учаскесін 50 м адыммен «жарықтандыруға» мүмкіндік
берді. Осыған орай әрбір ӛршу пунктінде (ӚП) шығу кӛзі қаттың ортасында
және жоғарғы бӛлігінде орналасты.
Серпімді тербелістер 42-к
7
-В желдеткіш бремсбергте, қаттың жоғарғы
бӛлігінде бұрғыланған, тереңдігі 2 м шпурларда орналасқан екі компонентті
геофондармен тіркелді. Қуақаздарды орналастыру, әрбір шығу кӛзі үшін жарық
ӛткізу желпуіштері анағұрлым бірдей болатындай етіп таңдап алынды.
Қабылдау базасының ұзындығы 55 м тең (12 геофон 5 м кейін).
Тербелістердің ӛршу және тіркеуде қабылданған сұлбасы аталған кӛмір
қатпарында бірінші (қаттың ортасындағы кӛзі) және екінші (қаттың жоғарғы
бӛлігіндегі кӛзі) канал толқынын қалыптастыру үшін оңтайлы жағдай жасауға
мүмкіндік берді [179].
Канал толқындарының бірінші және екінші модасын айқындау мақсатында
жолақты сүзу ауқымын анықтау үшін сейсмикалық трассалардың спектрлік
талдауы жүргізілді. 6.7, в, г-суретте қаттың ортасында (в) және жоғарғы
бӛлігінде
(г)
серпімді
тербелістердің
ӛршуі
кезінде
тіркелген
сейсмограммалардың амплитудалы спектрлері кӛрсетілген. Суреттерден
кӛрініп тұрғандай екінші жағдайда сейсмика-акустикалық тербелістер спектрі
176
жиілігі анағұрлым жоғары. Канал толқынының (6.7, а, бб-сурет) және
амплитуда спектрлерінің (6.7, в, г-сурет) бірінші және екінші модаларының
топтық жылдамдығының дисперсиялық қисықтарын талдау, бірінші мода үшін
- 60-180 Гц, ал екінші үшін 200-400 Гц жартылай ауқым тән.
1 және 2 –геофондары және жарылыс пункттары салынатын зерттеулер жүргізілген кен
қазбалары; 3 – шахта құжаттары бойынша бұзылулар; 4 –сейсмика-акустикалық деректер
бойынша бұзылулар
6.6-сурет – Костенко атындағы шахтада сейсмика-акустикалық жұмыстардың
нәтижелері. 42- к
7
-В лавасы. к
7
қат
Құрастыру камерасы
Жел
дет
к
іш
брем
сб
ерг
Ко
н
вей
ер
л
ік
б
рем
сб
ерг
Жел
дет
к
іш
брем
сб
ерг
177
6.7-сурет – Костенко атындағы шахтаның к
7
қатының сейсмогеологиялық
моделі (а); дисперсиялық қисықтар (б); серпімді тербелістер қаттың ортасында
(в) және жоғарғы бӛлігінде (г) ӛршу кезіндегі сейсмограммалардың
амплитудалық спектрлері
Ӛңдеудің келесі кезеңінде таңдап алынған жиіліктер ауқымында
сейсмикалық трассаларды жолақтық сүзу келтірілген. Осыдан шыға отырып,
қат ортасында тербелістердің ӛршуі кезінде алынған және 60-180 Гц жолағында
сүзілген сейсмограммалар канал толқынының бірінші модасына сәйкес келеді.
Қаттың жоғарғы бӛлігінде тербелістердің ӛршуі кезінде алынған және 200-400
Гц жолағында сүзілген сейсмограммалар канал толқынының екінші модасына
сәйкес келеді.
Осылайша, канал толқынының бірінші модасы, шығу кӛзінің қаттың
ортасында да, сондай-ақ жоғарғы бӛлігінде де орналасуы кезінде ӚП 3 және 9-
да сенімді тіркелетіні белгіленді. Осыған орай ӚП3 екінші модасы екі жағдайда
да байқалмайды, ал ӚП9-да ол қаттың жоғарғы бӛлігінде тербелістердің ӛршуі
кезінде - сенімді және ортасында ӛршу кезінде аздап сенімді (кіші амплитуда)
тіркеледі. Сонымен, алынған нәтижелер, бірінші мода әрқашан канал толқынын
қалыптастыруда шығу кӛзінің орналасуына тәуелсіз негізгі роль атқаратынын,
178
ал екінші мода шығу кӛзі қаттың жоғарғы бӛлігінде орналасқан кезде
айтарлықтай түрде байқалатынын кӛрсетеді.
Қаттың жоғарғы бӛлігінде тербелістің ӛршуі кезінде ПВ3-те екінші
моданың болмауын, 42-к
7
-В құрастыру камерасымен тоғысатын кӛмір қатының
1,5 м амплитудамен бұзылуы арқылы түсіндіруге болады. Осы бұзылу
амплитудасы қат ( К
пл.
= 4,5) қуатына қатысты 0,33 тең.
Аз амплитудалы тектоникалық бұзылуды анықтау үшін, динамикалық
параметрлердің (бүйірлік және канал толқындарының цугын орап ӛтетін
максимум амплитудасы) ауытқуын сипаттайтын к, к
1
және к
2
коэффициенттері
есептеледі:
1
2
А
А
К
;
б
1
1
А
А
К
;
б
2
2
А
А
К
,
мұнда А
1
– канал толқынының бірінші модасын орап ӛтетін максимум
амплитудасы; А
2
– канал толқынының екінші модасын орап ӛтетін максимум
амплитудасы; А
б
– бүйір толқынды орап ӛтетін максимум амплитудасы.
к, к
1
және к
2
коэффициенттері әрбір сейсмикалық сәуле үшін анықталды,
ал жарылыстың әрбір пункті үшін қабылдау және ӛршіту жағдайларының
әсерін болдырмау мақсатында осы коэффициенттердің орташа мәндерін, 12
сейсмикалық сәуледен тұратын жарылыстың берілген пунктінен бастап жарық
ӛткізу желпуіші бойынша есептеу арқылы орташаландыру жүргізілді.
6.8-суретте ӚП 1-12 жарылыс пункттері үшін к, к
1
және к
2
коэффициенттерінің
графиктері
келтірілген.
Графиктер
талдауы
коэффициенттердің жарылыс пунктіне тәуелділігінің түрлі сипатын кӛрсетеді.
к коэффициенті үшін мәндерінің ӚП 1 бастап ӚП 12 дейін 0 бастап 1,0 дейін
артуы байқалады. Бұл канал толқынының қалыптасуында екінші мода ролінің
артуына сәйкес келеді. к
1
коэффициентінің ӚП барлық профилі бойынша мәні
бірден артық, бұл практикада қабылданған критерийге сәйкес канал
толқынының бірінші модасының кӛмір қаты арқылы жақсы ӛтетіні туралы және
осыған сәйкес қатта бұзылу болмағаны туралы куәландырады. к
2
коэффициенті
үшін 0 бастап 0,7 дейін ӚП 1 бастап ӚП 12 дейін мәндерінің артуы тән. Бұл
екінші мода энергиясының біртіндеп артуы туралы куәландырады.
Алынған графиктер талдауы келесі қорытындыларды жасауға мүмкіндік
береді:
- канал толқынының бірінші модасы 0,33 Н
пл
∙ (к
1
> 1) амплитудамен
тектоникалық бұзылуын «байқамайды».
- канал толқынының екінші модасы (ӚП 1-4 кезінде к
2
≈
0) ұсақ
амплитудалы бұзылуларға анағұрлым «сезімтал»;
- к
және к
1
коэффициенттері анағұрлым ақпаратты параметрлер болып
табылады;
- 0,5 Н
пл
дейін амплитудамен тектоникалық бұзылудың бӛліну критерийі к
және к
2
коэффициенттерінің азаю тенденциясы болып табылады;
179
- құрастыру камерасымен тоғысқан тектоникалық бұзылу амплитудасы
біртіндеп азаятын лава ішіне таралады, бұл - к
және к
2
коэффициенттерінің ПВ
1 бастап ӚП 12 дейін артуының куәсі.
Бірінші және екінші моданың кинематикалық параметрлерін зерделеу,
бірінші және екінші моданы орап ӛтетін максимумның таралу жылдамдығы
практикалық түрде бірдей және шамамен 1100 м/с тең екенін кӛрсетті.
6.8-сурет – 1-12 жарылыс пункттары үшін к, к
1
, к
2
коэффициенттерінің
графигі. Костенко атындағы шахта. 42-к
7
-В лава. к
7
қат.
Амплитудалы
спектрлер
талдауы
олардың
бірнеше
жергілікті
максимумдармен сипатталатын күрделі пішінін кӛрсетеді, сондықтан критерий
ретінде бірінші және екінші моданың амплитудалы спектрінің пішінін қолдану
практикада айтарлықтай қиын. Амплитудалы спектрлерді спектрдегі жиілігі
жоғары құраушылар үлесінің артуы кезінде канал толқынында екінші моданың
болуын анықтау үшін пайдалануға болады. Спектрлік уақытша талдауды
(СУТН) канал толқындарының бірінші және екінші модасының Эйри
фазасының параметрлерін анықтау үшін қолдану, күрделі толқын картинасына,
бірінші және екінші моданың дисперсиялық қисықтарының бӛлінуінің бір
мәнді еместігіне және интерпретатор біліктілігіне қойылатын жоғары талапқа
байланысты оларды практикалық түрде пайдалану қиындығын кӛрсетеді.
Сондықтан берілген жағдайда критерийлер ретінде Эйри фазасының жиіліктері
мен екінші және бірінші моданың спектрлік сипаттамаларының қатынасы
қолданылған жоқ.
Құрастыру камерасынан жүргізілген 42-к
7
-В конвейер бремсбергінің кен
қазбасы шамамен 520 м қашықтықта 0,3 амплитудамен тектоникалық бұзылуға
180
кездеседі. Осылайша, тау-кен жұмыстары сейсмикалық жарық ӛткізу әдісінің
деректері бойынша сейсмика-акустикалық болжамды растады.
Жоғарыда мазмұндалған материалдар талдауы, анағұрлым ақпаратты
критерийлер ретінде к
, к
1
және к
2
коэффициенттерін пайдалану қажеттігін
кӛрсетеді (6.1-кесте).
6.1-кесте – түрлі амплитудалы бұзылуларды анықтау кезінде к
, к
1
және к
2
коэффициенттерінің пайызбен алынған сенімділігі
0-0,1
0,1-0,3
0,3-0,5
0,5
1,0
> 1,0
223
325
478
158
123
к коэффициенті
0-0,3
6
76
93
100
100
0,3-0,5
33
21
16
-
-
0,5-1,0
59
3
1
-
-
1,0
2
-
-
-
-
к
1
коэффициенті
0-0,5
-
-
3
25
80
0,5-1,0
-
-
15
70
20
1,0
100
100
82
5
-
к
2
коэффициенті
0,03
-
70
80
95
98
0,3-0,5
3
25
17
5
2
0,5-1,0
70
5
3
-
-
1,0
27
-
-
-
-
6.3 Шахталық сейсмика-акустикалық ақпаратты ӛңдеу және
интерпретация әдістемесі
Шахталық сейсмика-акустикалық интерпретацияны ӛңдеу СЦС-3 жүйесі
негізінде жүргізіледі және бірнеше сатыдан тұрады. Әрбір саты ӛз кезегінде
жеке саты ішінен тұрады.
Алдын ала ӛңдеу сатысына келесі іс-шаралар: демультиплексация
(ДЕМUХ) және шахталық сейсмикалық жазбаларды редакциялау, құжат жасау
(РАS, PASFRM) және ЖТН ШТӘ бақылау профилін (COMPROF) (немесе МСП
үшін жалған бақылау профилін) қалыптастыру кіреді. Бұл ӛңдеу іс-шаралары
СЦС-3 жүйесінде стандартты және [177, 178, 179]-да толық қарастырылған.
Бірінші сатысында тау-кен геологиялық ақпарат талдауы негізінде қаттың
берілген учаскесіне тән кӛмір жынысты массивтің сейсмологиялық моделі
салынады және бірінші және екінші модельдің топтық жылдамдығының
теориялық дисперсиялық қисықтарына есептеу жүргізіледі. Есептеулер
ПҒЗУИ-де
жасалған
бағдарламалар
бойынша
жүргізілді.
Алынған
дисперсиялық қисықтар негізінде қаттың берілген учаскесі үшін канал
181
толқынының бірінші және екінші моделінің Эйри фазасы параметрлерінің
ықтимал ӛзгеріс ауқымы анықталады.
Екінші сатыда сейсмикалық трассалардың (FREVIX) спектрлік талдауы
жүргізіледі. Теориялық дисперсиялық қисықтар мен спектрлерді бірлесіп
талдау негізінде бірінші және екінші толқындарды бӛліп алу үшін сүзу ауқымы
анықталады. Сүзілген сейсмикалық жазбалар кейінгі ӛңдеу сатылары үшін
бастапқы деректермен анықталады.
Серпімді тербелістердің импульстік ӛршу кӛзін қолдану кезінде негізгі
мәселе зерттеу нысаны туралы ақпараттық параметрлер таситын «пайдалы»
толқындарды анықтау және табудан тұрады. Бұған шахта жұмыстарын жүргізу
кезінде (сигналдың жиналуы) арнайы әдістерді қолдану арқылы және ӛңдеу
сатысында сүзу және басқа арнайы бағдарламалар арқылы қол жеткізілді [52].
Дірілдік-сейсмикалық модульді қолдану сейсмика-акустикалық зерттеулер
тиімділігін, шығу кӛзінің детерминделген параметрлерін таңдау, сонымен қатар
«пайдалы» сигналдар параметрлерін ұлғайту есебінен айтарлықтай арттыруға
мүмкіндік береді, бұл ӛңдеудің стандартты графтарын арнайы бағдарламаларды
азайту есебінен оңайлатуға мүмкіндік береді. 6.9-суретте 3 сатыдан тұратын
шахталық сейсмика-акустикалық жұмыстар жүргізу сұлбасы келтірілген.
6.9-сурет – Шахталық сейсмика-акустикалық жұмыстар жүргізу сұлбасы
Сейсмика-акустикалық деректерді сейсмикалық әдіске байланысты одан
әрі ӛңдеу екі нұсқа бойынша жүргізіледі. Осы әдістердің әрқайсысында ӛзінің
Өңдеудің I сатысы
Нысанның
сейсмогеология-лық
моделін салу
Математикалық
модельдеу
Сейсмика-акустикалық
тербелістер толқынының
типтерін анықтау және
олардың сипаттамасы
Өңдеу, интерпретация және
геологиялық қорытынды беру
Өңдеудің III сатысы
Өңдеудің II сатысы
Бақылау сұлбасын
таңдау
Берілген бақылау сұлбасы үшін дірілдік-
сейсмика-акустикалық модуль режимін
таңдау
182
сейсмика-акустикалық деректерді ӛңдеу және интерпретация графтарының
әдістемесі болады, олар жеке қарастырылады.
Қат учаскесін шағылған толқындардың екі әдісінің және жарық ӛткізу
кӛмегімен зерттеу кезінде сейсмика-акустикалық ақпаратты ӛңдеу жарық ӛткізу
әдісінен басталады, бұл канал толқынының бірінші және екінші модасының
параметрлерін анықтауға және оларды шағылған толқындар әдісімен
деректерді ӛңдеу және интерпретациясы кезінде пайдалануға мүмкіндік береді.
Бұл жағдайда ӛңдеудің соңғы сатысы шағылған толқындар деректерін ӛңдеу
және интерпретация нәтижелерін кешенді талдау мен жарық ӛткізу болып
табылады, бұл кӛмір қатының бұзылуын сейсмика-акустикалық болжау
ақпараттылығын және ақиқаттығын арттыруға мүмкіндік береді [180].
Шағылған толқындар әдісін ӛңдеуге келесі негізгі сатылар кіреді (6.10-
сурет):
- канал толқындарының дисперсиялық қасиеттерінің жалпы тереңдік
нүктесінің (ЖТН) стандартты алгоритмі бойынша қосындылау нәтижелеріне
орап ӛтетін сейсмотрассалар алу арқылы әсерін азайту мақсатында сүзілген
сейсмотрассаларды гильберт-түрлендіру (HILB);
- ЖТН алгоритмі бойынша сейсмотрассаларды кинематикалық түзетулер
енгізе отырып, қосындылау (SUMI + KINVC). Кинематикалық түзетулер
топтық жылдамдықтың және тік канал толқынының, сейсможазбалар бойынша
алынған тау-кен қазбалары бойымен таралу жылдамдығының теориялық
дисперсиялық қисықтарын салыстыру негізінде есептеледі;
- алынған уақытша қималар талдауы, олардан шағылған толқындарға
сәйкес келетін синфазалық осьтерін бӛліп алу;
- керту әдістерімен тереңдік қимасын салу.
Жоғарыда аталған ӛңдеу сатылары стандартты графқа қарағанда, канал
толқындарының бірінші және екінші модалары үшін параллель жүргізіледі.
ЖТН шағылған толқындар әдісін ӛңдеудің соңғы сатысының бірі канал
толқындарының бірінші және екінші модаларының уақытша және тереңдік
қималарын біріктіріп талдау болып табылады, бұл қат қуатының жартысына
дейін амплитудамен тектоникалық бұзылуларды бір мәнді бӛліп алуға
мүмкіндік береді. Бірінші және екінші модаларда тереңдік қималарында бір
мезгілде бӛлінген шағылдырушы алаңдар қат қуатының жартысынан артық
амплитудамен бұзылу аймақтарына сәйкес келеді. Тек екінші моданың тереңдік
қималарында алынған шағылдырушы алаңдарды қат қуатының жартысына
дейін амплитудамен бұзылатын аймаққа жатқызуға болады.
Соңғы сатыда канал толқындарының бірінші және екінші модаларының
уақытша тереңдік қималарын біріктіріп талдау нәтижелері мен қолдағы тау-кен
геологиялық ақпарат негізінде алынған шағылдыру алаңдарының геологиялық
интерпретациясы жүргізіледі және бұзылғандықтың сейсмикалық болжамын
қорытынды түрінде береді.
Сейсмика-акустикалық жарық ӛткізу әдісі деректерін ӛңдеу және
интерпретация сұлбасы 6.11-суретте кӛрсетілген. Сүзілген сейсмикалық
жазбаларды кӛзбен талдау сейсмограммаларда бүйірлік, каналдық (бірінші
183
және екінші мода) және қатта тіркелетін басқа толқындар типтерінің цугтарын
(уақытша терезелерді) бӛліп алу мақсатында жүргізіледі.
6.10-сурет – Шағылған толқындар әдісінің деректерін ӛңдеу және
интерпретация графы
I мода
II мода
Шағылған толқындар
әдісі
НILB гильберт-
түрлендіру
НILB гильберт-
түрлендіру
1 және 2-моданың шағылдыру
алаңдарын салыстыру
критерийін қолдану арқылы
кешенді талдау
ЖТН бойынша
қосындылау
SUM + KINVC
ЖТН бойынша
қосындылау
SUM + KINVC
1-мода ЖТН уақытша
қимасы және
синфазалық остерін
бӛлу
2-мода ЖТН уақытша
қимасы және
синфазалық остерін
бӛлу
1-моданың тереңдік
қимасын салу
2-моданың тереңдік
қимасын салу
Н
нар
< 0,5 Н
пл
сәйкес келетін
шағылдыру алаңдарын бӛліп
алу
Геологиялық интер-
претация және
қорытынды беру
184
6.11-сурет – Сейсмика-акустикалық жарық ӛткізу әдісінің деректерін ӛңдеу
және интерпретация графы
Бұдан кейін бүйірлік және каналдық (бірінші және екінші мода)
толқындардың сейсмотрассаларында бӛлінген спектрлер амплитудасына
есептеу жүргізіледі. Спектрлерді есептеу СЦС-3 жүйесінің FREVIX
бағдарламасы бойынша сәйкес уақытша терезелерді белгілеу арқылы
Сейсмикалық жарық ӛткізу әдісі
Каналдық, бүйірлік
және басқа толқындар
цугтарын кӛзбен
талдау, бӛлу
FILVIX жолақтық
сүзу
К, К
1
, К
2
Достарыңызбен бөлісу: |