Қазақстан республикасы білім және ғылым



жүктеу 5.16 Kb.

бет17/19
Дата15.03.2017
өлшемі5.16 Kb.
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19

7.3    Кӛмір  жынысты  массивтің  бұзылуын  анықтайтын  толқын 
ӛрісінің параметрлері   
 
Шахталық  сейсмикалық  зерттеулер  жүргізген  кезде  серпімді  тербелістер 
кӛзі мен қабылдағышы қаттың геометриялық ортасында орналасады [179]. Бұл 
жағдайда  канал  толқынында  бірінші  (іргелі)  мода  басым  роль  атқарады.  
Осыған  орай  ӛршу  жағдайын  анықтау  және  кӛмір  жынысты  массивте  толқын 
ӛрісін тіркеу қажеттігі туады.   
Зерттеулер І типтің үш моделінде жүргізілді (жарты кеңістіктегі қат). Қат 
ретінде  жылтыр және  жартылай  жылтыр кӛмірден  (

  =  1300  кг/м
3
;    V
S
  =  1012 
м/с)  құралған  қуаты  6  м  біртекті  қат  таңдап  алынды.  І  модельде  тӛбесі  мен 
топырағында жартылай кеңістік ретінде  - сазтас (

 = 2410 кг/м
3
;  V
S
 = 1682 м/с), 
2  модельде  құмтас  (

  =  2550  кг/м
3
;    V
S
  =  2239  м/с)  қызмет  етті.  Модель  3 
жартылай  кеңістіктің  симметриялы  емес  моделіне  сәйкес  келді  (топырақ-
құмтас, тӛбе-сазтас). Канал толқынының жоғары модаларының кинематикалық 
және  динамикалық  параметрлерін  есептеу  МҒЗКИ  әзірлеген  бағдарлама 
негізінде шығу кӛзі мен қабылдағыштың түрлі жағдайлары кезінде жүргізілді. 
Осыған  орай  серпімді  тербелістердің  ӛршуі  және  тіркелуі  қат  топырағынан 
бастап (Z = 0) оның тӛбесімен аяқталатын (Z = 6) 1,5 м адыммен жүргізілді.  
  7.8-суретте симметриялы және симметриялы емес модельдерде шығу кӛзі 
мен қабылдағыштың түрлі жағдайлары кезінде Ляв канал толқынының бірінші-
үшінші  модаларының  спектрі  максимумының  амплитудасының  ӛзгерісі 
кӛрсетілген.  Шығу  кӛзі  мен  қабылдағыштың  қатта  және  бүйір  жыныстарда 
орналасуының  барлығы  150  жуық  нұсқалары  есептелді.  Талдаудан,  шығу 
кӛзінің қат ортасында (Z
ист 
= 3 м) орналасуы кезінде канал толқынында бірінші 
және үшінші модалар симметриялы, сондай-ақ симметриялы емес модельдерде 
де  басым  болады.  Осыған  орай  үшінші  мода  спектрі  максимумының 
амплитудасы  (А
m3
)  0,67 А
ml
 құрайды. Шығу кӛзі мен қабылдағыш қат тӛбесінен 
немесе топырағынан (Z = 1,5 м) шамамен қат қуатының ширек қашықтығында 
(1,5  м)  орналасқан  кезінде  канал  толқынының  екінші  модасы  спектрі 
максимумының  амплитудасының  ұлғаюы  байқалады,  ол  бірінші  мода  спектрі 
максимумының  амплитудасынан  1,29-1,51  есе  артық.  Осыған  орай,  екінші 
моданың абсолютті мәні Z
ист
  = Z
пр
  = 3 м немесе 22% кезінде бірінші моданың 
максимум  мәнінен  кіші.  Бұл  қорытындының,  шығу  кӛзінің  (қабылдағыштың) 
қат  тӛбесінен  (топырағынан)  -  Z  =  4,5  м  (Z  =  1,5  м)  қашықтықта,  ал 
қабылдағыштың (шығу кӛзінің) қат топырағынан (тӛбесінен) Z = 1,5 м (Z = 4,5 
м)  қашықтықта  орналасуы  кезінде  де  күші  болады.  Үшінші  мода  спектрі 
максимумының  амплитудасы    Z
ист
  =  Z
пр
    =  1,5  м  немесе  4,5  м    кезінде  Ам

айтарлықтай аз және 0,34 Ам
2
 аспайды. Осылайша, қаттағы тербелістерді, оның 
шекараларынан  қуатының  ширегіне  тең  қашықтықта  ӛршіту  және  тіркеу 
кезінде  канал  толқынында  екінші  мода  басым  мән  алады.  Талдау,  екінші 
моданың  басым  мәні  қат-жартылай  кеңістік  шекаралары  «қанықтылығының» 
ұлғаюына  қарай  артатынын  кӛрсетеді.  Симметриялы  емес  модельдерде  қат 
тӛбесі мен топырағында екінші және бірінші модалар амплитудаларының түрлі 
қатынастары  байқалады,  бұл  табиғи,  себебі  жоғарыда  сипатталған  әсер 

 
 208 
 
сақталған  кезде  топырақ  пен  тӛбесінде  түрлі  акустикалық  қаттылықтары  бар 
тау жыныстары түзіледі.     
                                                      
а) 
 
б)  
 
в) 
 
 7.8-сурет –   Симметриялы (а, б) және симметриялы емес (в) модельдерде канал 
толқынының түрлі модаларының  (1, 2, 3) А

спектрі максимумының 
амплитудасы 
 
Спектр  максимумы  жиілігін  зерттеу,  шығу  кӛзі  мен  қабылдағышты  қат 
қуаты  бойынша жылжыту  бірінші үшін  де,  екінші және үшінші  модалар  үшін 
де  жиілік  мәндерін  ӛзгертпейтінін  кӛрсетті.  Жиілік  мәні  практикалық  түрде 
тұрақты болып қалады және сонымен қатар (f
m3
/ f
m2
  ≈ 2,0) қатынасы сақталады.   
Толқынды  құбылыстарды  (сейсмика,  акустика,  радиотолқын  жарығын 
ӛткізу  және  басқаларын)  пайдалануға  негізделген  геофизикалық  әдістердің 
айыру қабілеті толқын ұзындығының шамасымен анықталады.    
  7.9-суретте  Ляв  канал  толқынының  бірінші  және  екінші  модаларының 
Эйри  фазасында  (

)  толқын  ұзындығы  шамасының  (Н
у
)  кӛмір  қаты  қуатына 

 
 209 
 
қатысты  таралуы  кӛрсетілген.  Кӛріп  отырғандай,  екінші  мода  толқынының 
ұзындығы 

Э 
қуаттан аспайды және орташа алғанда 0,75Н
у
 тең. Екінші моданың 
толқын  ұзындығы 

Э
  анағұрлым  кең  ауқымда  (0,9  Н
у
  -  1,75  Н
у
)  ӛзгереді  және 
орташа  алғанда  1,3  Н
у
  құрайды.  Сондықтан  0,5  Н  тӛмен  амплитудамен 
бұзылуды анықтау үшін Лява канал толқындарының екінші  (жоғары) модасын 
пайдалану мақсаттырақ.    
 
 
  7.9-сурет – Канал толқынының 1 және 2 модасының толқын ұзындығының қат 
қуатына қатысты таралуы   
 
Кӛмір  қатының  геологиялық  бұзылулар  аймағында  тау  жыныстары  мен 
кӛмірдің  петрографиялық  және  литологиялық  құрамының,  сонымен  қатар 
олардың физика-механикалық қасиеттерінің ӛзгеруі жүреді. Сондықтан бұзылу 
аймақтарын  модельдеу  сейсмогеологиялық  модельдердің  түрлі  типтерінде 
сыйдырушы  тау  жыныстары  мен  кӛмір  қатының  акустикалық  (
S
V
)  және 
тығыздық (

) қасиеттерінің ӛзгерісі арқылы  жүргізілді. Қарағанды бассейні тау 
жыныстары  мен  кӛмірінің  тығыздықтары  шағын  кӛлемде  ӛзгеретінін  (7.2-
сурет), сонымен қатар олардың канал толқыны параметрлеріне болмашы әсерін 
ескере  отырып,  модельдеу  кезінде  тек  акустикалық  қасиеттер  ғана 
қарастырылды.   
Ляв 
канал 
толқындары 
параметрлерін 
қуатты 
қаттардың 
сейсмогеологиялық модельдері үшін есептеу МҒЗКИ әзірленген бағдарламалар 
негізінде жүргізілді.  Осы  бағдарлама  алгоритмі,  ӛзіне  түрлі  қуаттағы  қабаттар 
мен акустикалық қасиеттер енетін, кӛмір жынысты массивтің жазық параллель 
моделі үшін әзірленді.    
Мұндай  тәсіл  тау  жыныстары  қабаттарының  (қаттарының)  бӛлінуімен 
және ығысуымен, сондай-ақ ұсақталу мен жарықшақтық аймағының болуымен 
сипатталатын  нақты  тектоникалық  бұзылуларды  модельдеуге  мүмкіндік 
бермейді.  Осыған  орай  жазық  параллель  кӛп  қабатты  орта  үшін  қаттың 
геологиялық 
бұзылулары 
бұзылған 
аймақпен 
(бұзылған 
қабатпен) 
теңдестірілетін  сәйкес  қабаттың  акустикалық  қасиеттерін  ӛзгерту  арқылы 

 
 210 
 
модельденді.  Осы қабат параметрлері (қуат, серпімді толқындар жылдамдығы 
S
 және V
p,, 
тығыздығы 

) модельденетін бұзылу аймақтарының параметрлерін 
анықтады.   
Қойылған  мәселені  шешудің  бірінші  сатысы  Лява  канал  толқынының 
бірінші  және  екінші  модаларының  негізгі  параметрлерінің  (жылдамдық   
Э
V
 
және Эйри фазасының жиілігі 
Э
,  амплитудалары 
m
 мен спектр максимумы 
жиіліктері
m
),  сейсмогеологиялық  модельдердің  түрлі  типтері  үшін  кӛмір 
жынысты  массивтің  акустикалық  қасиеттеріне  тәуелділіктерін  салыстырумен 
және  осы  тәуелділіктер  арасында  сапалы  және  сандық  айырмаларды 
анықтаумен  шектеледі.  Есептеулер  модельдердің  түрлі  сериялары  үшін 
жүргізілді.  Әрбір  серияда  модель  қабаттарының  тек  біреуі  үшін  ғана 
S
 
жылдамдығы  ӛзгерді  (қат,  бірінші  қабат,  екінші  қабат,  жартылай  кеңістік).   
Осыған орай басқа қабаттар үшін 
S
  жылдамдығы тұрақты болып қалды және 
7.1-кестеде  келтірілген  мәндерге  сәйкес  болды.  Нәтижелерін  түрлі  сериялар 
бойынша сандық салыстыру үшін толқындар параметрлерін (
н
Э
V
,
н
Э
f

н
m
  және 
н
m
)  олардың  базалық  модельдегі  мәндеріне  қатысты  нормалау  жүргізілді.  
Базалық ретінде  І  типті  модель  таңдап  алынды  (7.1-кесте).    Базалық модельде 
канал толқынының параметрлері: І мода үшін   - 
б
Э
f
1
= 100 Гц;   
б
Э
V
1
  =795 м/с; 
б
m
f
1
 = 105 Гц; 
б
m
A
1
 = 0,1493·10
-7
 ш.б. және 2-мода үшін - 
б
Э
f
2
= 200 Гц; 
б
Э
V
2
 =728 
м/с; 
б
m
f
2
 = 215 Гц; 
б
m
A
2
 = 0,2038·10
-7
 ш.б.  
Сонымен қатар, канал толқындарының бірінші және екінші модаларының 
тәуелділіктерін  салыстыру  үшін,  екінші  моданың  сәйкес  параметрлерінің  осы 
параметрлердің 
бірінші 
модаға 
арналған 
мәндерінің 
(
1
2
Э
Э
V
V
,
1
2
Э
Э
f
f
,
1
2
m
m
f
f
,
1
2
m
m
A
A
) қатынасыныа тең 
э
V

э
f

fm
K

Am
K
 
коэффициенттері есептелді.   
Бірінші серияда  (42 модель) 
S
  жылдамдығы  тек    кӛмір  қаты  үшін 
Sy

700 м/с (нашар, жарықшақ кӛмір)  бастап 
Sy
V
= 1600 м/с (нашар кӛмірлі сазтас) 
дейін  ӛзгеріп  отырды.  Алынған  нәтижелер  талдауы,  Эйри  фазасының 
нормаланған  параметрлері  (
н
Э
V
,
н
Э
f
)  мен  бірінші  және  екінші  мода  спектрі 
максимумының амплитудасының (
н
m
A
) жылдамдыққа тәуелділіктері бір-бірінен 
аз  ерекшеленетінін  (5-6  %)  кӛрсетті.  Деректерді  статистикалық  ӛңдеу,  кӛмір 
жынысты массив құрылысының (модельдер типі) және канал толқыны модасы 
номерінің ӛзгеруі есебінен осы параметрлер мәндерінің шашырауын бағалауға 
мүмкіндік берді.    
Лява  канал  толқынының 
н
Э
V

н
Э
f
  және 
н
m
  параметрлерінің 
Sy
 
жылдамдығына  алынған  тәуелділіктері  6.10  а,  б,  в,-суреттерде  келтірілген. 
Кӛріп отырғандай, 
Sy
 жылдамдығының артуына қарай  
н
Э
V
 және 
н
Э
f
 мәндері де 
ұлғаяды,  ал 
н
m
  амплитудасы  азаяды.    Осыған  орай   
н
Э
V
  жылдамдығы  үшін 

 
 211 
 
параметрлер  мәндерінің  шашырауы  -  15%-дан, 
н
Э
f
  жиілігі  -  ±8%, 
н
m
 
амплитудасы   –  ±15%-дан аспайды.   
 
н
Э
V
  -ның 
Sy
-ға  тәуелділігі  y=ax+b  түрінде  сызықтық  ӛрнекпен 
анықталады және мынадай түрге ие болады    
 
                                       
н
Э
V
 = (0,0016·
Sy
V
– 0,54) ±0,5%.                             (7.2) 
 
н
Э
f
-тың 
Sy
-ға  тәуелділігі  y=ax
2
+bx+c  түрінде  квадраттық  теңдеумен 
анықталады және мынадай түрге ие:    
 
                        
н
Э
f
 = (0,58·10
-6
 
Sy
V
2
+0,0015·
Sy
 – 0,73) ± 8% .                   (7.3) 
 
 (7.2)  және  (7.3)  ӛрнектері  нақты  сейсмогеологиялық  шарттар  үшін  Эйри 
фазасы параметрлерінің салыстырмалы ӛзгерісін бағалауға мүмкіндік береді.   
  
э
V
    және 
э
f
    коэффициенттерінің  мәндері  қаттың  акустикалық 
қасиеттеріне  практикалық  түрде  тәуелді  емес  және 
э
V
K
=  0,96  ±  3%    және                         
э
f
= 2,02 ±3,5% сәйкес тең.   
Am
K
коэффициентінің Эйри фазасы параметрлерінен айырмасы сол: І типті 
модельдерде 
Sy
 - 1,4 бастап 1,25 дейін (І қисығы, 7.10в-сурет) және ІІ мен ІІІ 
типті  модельдерде  (2+3-қисық,  7.10  в-сурет)  1,34  бастап  1,0  дейін  мәндерінің 
артуына  қарай  азаяды.  Бұл  кӛмір  қатында  кӛлденең  толқындардың 
S
 
жылдамдығы  ұлғайған  кезде  екінші  мода  амплитудасының,  біріншімен 
салыстырғанда,  анағұрлым  жылдам    кемитіндігін  куәландырады.  Осыған  орай 
екінші  мода  спектрі  максимумының  амплитудасы  (
2
m
A
)  берілген  жиілікте 
(екінші  мода  спектрі  максимумының  жиілігі)  бірінші  мода  амплитудасынан      
1,5  еседен  артық  асып  кетеді.  Бұл  екінші  мода  параметрлерін  бірінші  мода 
«аясында» тіркеу мүмкіндігі туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді.    
Спектр  максимумының  нормаланған  жиілігінің 
S
  жылдамдыққа 
тәуелділігінің графигі кӛмір қаты үшін модельдердің түрлі типтерінде 7.10 г-е-
суретте кӛрсетілген.  Графиктер талдауынан,  
Sy
 артуына қарай 
н
m
 ұлғаятыны 
шығады.  Осыған  орай  екінші  мода  үшін  бірінші  модамен  салыстырғанда 
н
m
 
жиілігінің  анағұрлым  күрт  ӛсуі  байқалады,  бұл 
Sy
  жылдамдығының  артуына 
қарай 
н
m
 
fm
K
 2,0 бастап 2,75 дейін ұлғаюына алып келеді.   
Бұл екінші моданың ерекше  қасиеті болып табылады, бұны басқа бірдей 
жағдайлар кезінде қат қасиеттерінің ӛзгеруіне байланысты бұзылау аймақтарын 
анықтаудың қосымша критерийі ретінде пайдалануға болады.     

 
 212 
 
 
 
V
э
н
, f
э
н
 –
 Эй
ри
 фаз
ас
ын
ың
 жылда
м
дығы
 м
ен
 ж
иілі
гі, 
норм
ала
нға
н; 
 
A
m
н
 , f
m
н
 –
 ора
п ӛт
уші м
ак
си
м
ум
ын
ың
  а
м
пли
ту
да
сы м
ен
 жи
ілі
гі, 
норм
ала
нға
н;
 
К
н Am
, К
н f

– 
норм
ала
нға
н к
оэф
ф
иц
ие
нт
те
р.
 
  
7
.10

ур
ет  
– 
Ляв
а 
кан
ал 
то
лқы
ны
ны
ң 
но
рмал
ан
ға
н па
рам
етр
лер
ін
ің
 мо
дель
дер
ді
ң т
үр
лі
 т
ип
те
рі
нд
егі
 к
ӛмі
р 
қаты
ны
ң ак
уст
икал
ы
қ қас
иетт
ер
ін
е тәу
елді
лі
гі
   
 

 
 213 
 
Екінші  серияда  (20  модель)  бірінші  қабатта  кӛлденең  толқындар 
S
 
жылдамдығы 1100 м/с (кӛмірлі сазтас) бастап 2900 м/с (карбонатталған құмтас) 
дейін  ӛзгерді.  Нормаланған 
н
Э
V

н
Э
f

н
m
  және 
н
m
  параметрлерінің  бірінші 
қабатта 
1
S
 жылдамдығы мәніне тәуелділігінен алынған графиктер 7.11-суретте 
келтірілген.     
 
 
V
э
н
, f
э
н
 – Эйри фазасы жылдамдығы мен жиілігі, нормаланған; 
A
m
н
 , f
m
н
 – орап ӛтуші максимумының амплитудасы мен жиілігі, нормаланған; 
К
Am
, К
fm 
–екінші мода параметрлерінің біріншіге қатынас коэффициенттері. 
 7.11-сурет – Канал толқынының бірінші (1 м) және екінші (2 м) модаларының 
нормаланған параметрлерінің ІІ және ІІІ типтердегі модельдерде бірінші 
қабаттың акустикалық қасиеттеріне тәуелділіктері   
 
Кӛріп  отырғандай,  ІІ  және  ІІІ  типтегі  модельдерде  бірінші  қабаттың 
акустикалық  қасиеттерінің  ӛзгерісі  Эйри  фазасының 
н
Э
V
  нормаланған 
жылдамдығына аз әсер етеді (7.11 а-сурет). Ол ±0,06 (≈ 6%) сенімділік аралығы 
кезінде 
1
S
  артуына  қарай  1,1  бастап  0,95  дейін  азаяды.  Эйри  фазасының 
нормаланған  жиілігі    ±0,05  (≈  5%)  сенімділік  аралығы  кезінде 
н
Э
f
  0,85  бастап 
1,02  дейін  ұлғаяды,  осы  кезде 
1
S
  жылдамдығы  1700  м/с  аз  болғанда  бірінші 
және екінші модалардың 
н
Э
f
 жиілігінің тӛмендеуі байқалады. Бұны қаттан және 
жылдамдығы  тӛмен  бірінші  қабаттан  (сазтастан)  тұратын  күрделі  толқын 

 
 214 
 
ӛткізгіштің  «тиімді»  қуатының  ұлғаюымен  түсіндіруге  болады.  Бірінші  және 
екінші модалардың Эйри фазасы параметрлерінің қатынасы практикалық түрде 
бірінші  қабаттың  акустикалық  қасиеттеріне  тәуелді  емес,  ал 
э
V
  және  
э
f
коэффициенттерінің мәндері 
э
V
=0,94 ± 0,04 и 
э
f
= 1,99 ± 0,06 тең.  7.11  
(в)-графиктен,  практикалық  түрде  тұрақты  (қисық  1  м)  бірінші  моданың 
нормаланған амплитудасынан 
н
m
 айырмасы – екінші мода амплитудасы (қисық 
2 м)  
1
S
 жылдамдығы мәнінің 0,65 бастап 1,06 дейін артуына қарай ұлғаятыны 
кӛрінеді. Осы кезде 
Am
K
  коэффициентінің  шамасы  0,9  (
1
S
=  1100  м/с)  бастап 
1,43  (
1
S
  =  2900  м/с)  дейін  ӛзгереді.  Канал  толқынының  бірінші  және  екінші 
модаларының  спектрі  максимумының  нормаланған  жиілігі  үшін  бірінші  қабат 
жылдамдығының 
1
S
артуына 
қарай 
түрлі 
тәуелділіктер 
байқалады. 
1
S
V
жылдамдығының артуына қарай бірінші моданың 
н
m
 жиілігі 0,88 бастап 1,0 
дейін артады, ал екінші моданың 
н
m
 жиілігі, керісінше, 1,15 бастап 0,98 дейін 
азаяды.  Бірінші  және  екінші  мода 
н
m
  жиіліктерінің  жай-күйін  сипаттайтын 
fm
K
  коэффициенті 
1
S
 жылдамдығының 2,29 бастап 1,98  дейін артуына қарай 
азаяды.  Алынған  нәтижелер  талдауынан,  бірінші  қабаттың  акустикалық 
қасиеттерінің  ӛзгеруінің  негізгі  критерийлері  ретінде  Лява  канал  толқынының 
бірінші  және  екінші  модаларының  (
н
m
  және 
н
m
f
)  Эйри  фазасының  және  (
н
Э
f

спектрлік  сипаттамаларының  нормаланған  мәндерін,  сонымен  қатар  олардың 
қатынастарын  (
Am
K
  және 
fm
V
  коэффициенттері)  алуға  болатыны  шығады.  
Бірінші  қабаттың  осы  параметрлерге  әсері,  егер  ол  жылдамдығы  тӛмен 
жыныстардан  (кӛмірлі  аргиллит)  құралған  болса,  айтарлықтай  болады.  Бұл 
жағдайда  бірінші  және  екінші  модалар  жиілігі  мәндерінің,  бірінші  моданың 
тұрақты 
m
A
мәні аясында екінші мода амплитудасының, бірінші моданың 
Am
K
 
коэффициенті  мен 
н
m
  жиілігінің,  екінші  моданың 
m
f
  жиілігі  мен 
1
fm
K
 
коэффициентін бір мезгілде ұлғайтқан кезде, азаюы жүреді. Бірінші қабатта тау 
жыныстары литотиптерінің құмайттастан (
1
S
 = 2000 м/с) құмтасқа қарай  (
1
S
 
= 2900 м/с) ауысуы екінші мода 
m
A
 амплитудасының және 
fm
K
 коэффициентін 
азайтқан  кезде 
Am
K
коэффициентінің  болмашы  ӛсуін  тудырады.  Алынған 
критерийлер  қат  топырағының  жағдайын  және  әдетте  бірінші  қабат  болып 
табылатын оның «жалған» тӛбесін бағалауға мүмкіндік береді.   
10  модельдің  үшінші  сериясы   
н
Э
V

н
Э
f

н
m
  және 
н
m
  нормаланған 
параметрлерінің,  сонымен  қатар  (
э
V
,
э
f
K
 
,
fm
K
және 
Am
K
)  сәйкес 
коэффициенттерінің,  модельдердің  ІІІ  типінде  екінші  қабаттың  акустикалық 
қасиеттеріне  тәуелділігін  анықтауға  мүмкіндік  берді.  Алынған  тәуелділіктер 
7.12-суретте келтірілген. Бұдан, екі моданың Эйри фазасының нормаланған 
н
Э
V
 
жылдамдығы 
2
S
 жылдамдығының артуына қарай бірінші мода үшін (1-қисық) 
1,12  бастап  1,0  дейін  және  екінші  мода  үшін  (2-қисық)  1,22  бастап  1,0  дейін 
азаятыны  кӛрінеді.  Осыған  орай  бірінші  және  екінші  модалардың 
Э
V
 

 
 215 
 
жылдамдықтарының қатынасы (
э
V
коэффициенті) – 1,0 бастап 0,93 дейін (
э
V
 
қисығы) болмашы ӛзгереді. Эйри фазасының (
н
Э
f
) нормаланған жиіліктері мен 
спектр  максимумы  (
н
m
)  үшін  бірінші  және  екінші  модаларда  түрлі  тәуелділік 
байқалады (7.12 б, г-сурет).  Бірінші мода жағдайында (қисықтар 1 м)  
н
Э
f
 және 
н
m
 жиіліктері шағын шектерде (0,98-1,01) ӛзгереді және практикалық түрде 1,0 
тең.  Екінші  мода  үшін  (2-қисық) 
2
S
  жылдамдығының  артуына  қарай 
нормаланған 
н
Э
f
 және 
н
m
 жиіліктердің 1,25 бастап 0,98 дейін азаюы байқалады.  
Екінші  және  бірінші  модалардың  Эйри  фазасы  (
Э
f
)  жиіліктері  мен  спектр 
максимумының  (
m
f
)  қатынасы 
2
S
  жылдамдығының  2,6  бастап  1,97  дейін  ( 
fm
K
 және 
э
f
қисықтар) артуына қарай азаяды.    
 
 
V
э
н
, f
э
н
 - Эйри фазасы жылдамдығы мен жиілігі, нормаланған; 
A
н
m
 , f 
н
m
   – орап ӛтуші максимумының амплитудасы мен жиілігі, нормаланған; 
К

, К
fэ ,
К
Am
, К
fm  
–екінші мода параметрлерінің біріншіге қатынас коэффициенттері. 
 7.12-сурет – Канал толқынының бірінші (1 м) және екінші (2 м) модаларының 
нормаланған параметрлерінің  ІІІ типтегі модельдерде екінші қабаттың 
акустикалық қасиеттеріне тәуелділіктері    
Спектр  максимумының  нормаланған  амплитудасы 
н
m
  (6.6,  в-сурет) 
бірінші  мода  үшін  (қисық  1м)  0,90  бастап  1,02  дейін  және  екінші  мода  үшін 

 
 216 
 
(қисық  2  м)  0,78  бастап  0,95  дейін 
2
S
  жылдамдығының  артуына  қарай 
бірқалыпты  ӛседі. 
Am
K
  коэффициентінің  мәні  де  1,18  бастап  1,27  дейін 
2
S
 
жылдамдығы  есебінен  артады.  Алынған  нәтижелер  талдауы,  ІІІ  тип 
модельдерінде  екінші  қабаттың  акустикалық  қасиеттерінің  негізгі  ақпараттық 
ӛзгеру параметрлері Лява канал толқынының екінші және бірінші модаларының 
Эйри фазасы мен спектрінің максимумы жиіліктерінің қатынасы болуы мүмкін 
екенін кӛрсетеді (
э
f
 және 
fm
K
 коэффициенттері). Канал толқынының қалған 
параметрлері шағын ӛзгеріс ауқымымен сипатталады.   
 
 
V
э
н
, f
э
н
 – Эйри фазасы жылдамдығы мен жиілігі, нормаланған; 
A
н
m
 , f 
н
m
   – орап ӛтуші максимумының амплитудасы мен жиілігі, нормаланған; 
К
Am
, К
fm  
–екінші мода параметрлерінің біріншіге қатынас коэффициенттері 
 7.13-сурет – Канал толқынының бірінші (1 м) және екінші (2 м) 
модаларының нормаланған параметрлерінің  әр түрлі типтегі модельдерде 
жартылай кеңістіктің акустикалық қасиеттеріне тәуелділіктері 
30  модельден  тұратын  тӛртінші  серияда  жартылай  кеңістіктің  акустикалық 
қасиеттерінің  канал  толқыны  параметрлеріне  әсері  зерттелді.  Лява  канал 

 
 217 
 
толқынының  нормаланған  параметрлерінің  жартылай  кеңістікте  кӛлденең 
толқындар жылдамдықтарына 
Sn
V
 тәуелділігін алу 7.13-суретте келтірілген. 
  
 
Талдау, түрлі модельдер типтерінде бірінші және екінші модалар үшін 
n
S
 
жылдамдық мәнін есептеу арқылы Эйри фазасының 
н
Э
V
  және 
н
Э
f
  нормаланған 
параметрлерінің  азаюы  байқалады.  Бұл  осы  параметрлердің  жалпыланған 
тәуелділіктерін  алуға  мүмкіндік  берді  (7.13  а,  б-сурет).  Осыған  орай  осы 
тәуелділіктердің  максимум  қателігі  мода  номері  мен  модель  типінің  әсері 
есебінен 
н
Э
V
 жылдамдығы үшін  -  ± 8%, ал жиілігі 
н
Э
f
 - ± 12% құрайды. Бірінші 
және  екінші  модалардың  Эйри  фаза  параметрлерінің  қатынасы 
n
S
 
жылдамдығына практикалық түрде тәуелді және жылдамдық үшін - 
Э
V

э
V
 = 
0,95  ±  0,3%,  әрі  жиілік  үшін 
Э
f

э
f
  =  1,98  ±  0,08%  тең.  Канал  толқынының 
бірінші  және  екінші  модаларының  Лява  канал  толқынының  нормаланған 
спектрлік  сипаттамалары  (
н
m
  және 
н
m
f
)  үшін  модельдердің  түрлі  типтерінде 
бірдей  заңдылықтар  байқалады  (7.13,  в-е-сурет).  Спектр  максимумының 
нормаланған амплитудасы 
n
S
 жылдамдығының артуына қарай ұлғаяды, ал 
н
m
 
жиілігі кемиді. Осыған орай І тип модельдері үшін, ІІ және ІІІ тип модельдеріне 
қарағанда,  осы параметрлердің үлкен ӛзгеру ауқымы тән. Екінші мода спектрі 
максимумының 
m
A
  амплитудасы  мен 
m
f
  жиілігінің  біріншіге  қатынасын 
сипаттайтын 
Am
K
 және 
fm
K
 (
Am
K
 және 
fm
K
 қисықтары) коэффициенттерінің 
графиктерін талдау І тип модельдерінде осы коэффициенттердің, ІІ және ІІІ тип 
модельдерімен  салыстырғанда,  кері  тәуелділіктері  байқалатынын  кӛрсетеді.    
Осы  заңдылықты  кӛмір  сыйдырушы  қалыңдықтың  қатпарлылығын  есепке  алу 
критерийі  ретінде  пайдалануға  болады.  7.2-кестеде  кӛмір  жынысты  массивтің 
түрлі  қабаттарының  акустикалық  қасиеттерінің  негізгі  ақпараттық  ӛзгеру 
параметрлері жалпыланған.   
7.2-кестеде келтірілген деректер талдауы келесі қорытындыларды жасауға 
мүмкіндік береді:    
-  кӛмір  қатында  бұзылудың  болуы  Лява  канал  толқынының  бірінші, 
сондай-ақ  екінші  модаларының  Эйри  фазасы  параметрлерінің  және  спектрлік 
сипаттамаларының  ӛзгерісіне  алып  келеді.  Осы  кезде  екінші  мода 
параметрлерінің  біріншіге  қатынасы  (
э
V

э
f
  , 
Am
K
коэффициенті),  спектр 
максимумының  жиілігінен  басқасы  (
fm
K
коэффициенті),  практикалық  түрде 
тұрақты болып қалады. Бұзылу аймағының акустикалық қасиеттерін және оның 
сәйкес  геологиялық  табиғатын  барлық  қалған  параметрлердің  бір  мезгілде 
ӛзгеру сипаты бойынша анықтауға болады (7.1-кесте).   
Бұдан:   
-  кӛмір  жынысты  массивте  бұзылудың  болуы  кезінде  канал  толқынының 
бірінші  және  екінші  модаларының  Эйри  фазасының  жиілігі  және  спектрлік 
сипаттамалары,  сонымен  қатар 
Am
K
  және 
fm
K
  коэффициенттері  кӛбінесе 
ақпараттық  параметрлер  болып  табылады.  Осыған  орай  сыйдырушы  тау 
жыныстарының әрбір қабаты үшін ӛз параметрлер кешені тән; 

 
 218 
 
-  кӛмір  жынысты  массивтің  бірінші  қабатында  жылдамдығы  тӛмен  тау 
жыныстарының  пайда  болуы  туралы  екінші  модалардың  нормаланған 
жиіліктерінің 
н
Э
f
  және 
н
m
, тек екінші моданың нормаланған амплитудасының 
н
m
  және 
Am
K
  мен 
fm
K
  коэффициенттерінің  ӛзгерісі  бойынша  талқылауға 
болады.  Кӛлденең  толқындардың 
S
  бірінші  қабатта  базалыққа  (сазтасқа) 
қатысты ұлғаюы екінші моданың нормаланған амплитудасының және 
Am
K
 мен 
fm
K
 коэффициенттерінің ӛзгерісіне ғана алып келеді.    
-  кӛлденең  толқындардың 
S
  жылдамдығының  кӛмір жынысты  массивтің 
екінші қабатында азаюы, тек екінші моданың 
н
Э
f
  және 
н
m
  жиіліктерінің  және 
э
f
  және 
fm
K
  коэффициенттерінің  сәйкес  ұлғаюына  алып  келеді.  Екінші 
қабатта жылдамдығы жоғары тау жыныстары тек екінші мода жиілігінің және 
коэффициентінің сәйкес азаюын тудырады;  
-  жарты  кеңістікте  жылдамдығы  тӛмен  тау  жыныстарының  пайда  болуы 
туралы (қуаты 
пл
Н  артық қабат), 
fm
K
 коэффициентінің (
н
Э
f
 және 
н
m
f
) жиіліктік 
сипаттамасының  артуы  және  Лява  канал  толқынының  екі  модасының  да   
н
m
 
амплитудасының (тек модельдер типі үшін) азаюы бойынша тақылауға болады.   
Екінші  қабатта  жылдамдығы  анағұрлым  жоғары  тау  жыныстары  практикалық 
түрде  канал  толқыны  параметрлерін  ӛзгертпейді  және  тек  модельдердің  1 
типінде  ғана  бірінші  және  екінші  модалардың 
н
m
  спектрі  максимумының 
амплитудасын нормалауды, олардың тұрақты қатынасы кезінде (
Am
K
) ұлғайту 
байқалады.   
Жоғарыда  сипатталған  зерттеулер  нәтижелері  қаттың  акустикалық 
қасиеттерін  тұтастай  ӛзгерткен  кезде  алынды.  Бұл  қаттың 
у
Н қуатына  тең  
немесе  одан  жоғары  амплитудамен  геологиялық  бұзылуына  сәйкес  келеді. 
Сондықтан  зерттеудің  екінші  сатысында  амплитудасы  әр  түрлі  геологиялық 
бұзылулардың  Лява  канал  толқынының  бірінші  және  екінші  модалар 
параметріне  әсері  зерделенді.  Бұл  бұзылулар  кӛмір  қатының  жоғары  бӛлігіне 
(модельдердің  І  типі)  қуаты  мен  акустикалық  қасиеттері  әр  түрлі  «бұзылған» 
қабатты  «енгізу»  арқылы  модельденді.  Осыған  орай  кӛмір  қатының  жалпы 
қуаты  (
у
Н =  6  м)  және  қаттың  бұзылмаған  бӛлігінің  (
S
  =  1000  м/с) 
акустикалық  қасиеттері  тұрақты  болуы  керек.  Бұзылуды  модульдайтын 
«бұзылған»  қабат  параметрлері  келесі  ауқымда  ӛзгерді. 
нар
Н
=  0,7  қуаты;  0,5; 
0,4; 0,3; 0,2; 0,1 и 0,05 
у
Н  және жылдамдық 
нар
S
V
= 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 (бұзылған 
қат), 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 
у
S

 
 
 
 
 

 
 219 
 
  7.2-кесте  –  Кӛмір  жынысты  массив  қасиеттерінің  негізгі    ақпараттық 
ӛзгеру параметрлері    
 
Модельдің 
ӛзгеретін 
параметрлері   
Эйри фазасының 
нормаланған параметрлері  
Нормаланған спектрлік 
сипаттамалар   
Қабат  
S
V
 
н
Э
V
 
н
Э
f
 
н
m
A
 
н
m
f
 
1 м  2 м 
э
V
K
 
1 м  2 м 
э
f
K
 
1 м  2 м 
Am
K
 
1 м  2 м 
fm
K
 
Қат 
<-ся 
+/– 
+/– 
=/0 
+/–  +/–  =/0  +/+  +/+  ≈/+  +/– 
+/–  +/– 
>-ся 
+/+ 
+/+ 
=/0 
+/+  +/+  =/0  +/– 
+/– 
≈/–  +/+  +/+  +/+ 
1-қабат 
<-ся 
≈/+  ≈/+  =/0 
+/–  +/–  =/0  =/0 
+/– 
+/– 
+/– 
+/+  +/+ 
>-ся 
≈/– 
≈/– 
=/0 
=/0  =/0  =/0  =/0 
+/+  +/+  =/0 
≈/–  +/– 
2-қабат 
<-ся 
≈/+  ≈/+  =/0 
=/0  +/+  +/+  ≈/– 
≈/–  ≈/–  =/0  +/+  +/+ 
>-ся 
≈/– 
≈/– 
=/0 
=/0  =/0  =/0  ≈/+ 
≈/+  ≈/+  =/0  +/–  +/– 
Жарты 
кеңістік           
I тип 
<-ся 
≈/+  ≈/+  =/0 
+/+  +/+  =/0  +/– 
+/– 
≈/–  +/+  +/+  +/+ 
>-ся 
≈/– 
≈/– 
=/0 
≈/–  ≈/–  =/0  +/+  +/+  ≈/+  =/0  ≈/–  ≈/– 
Жарты 
кеңістік             
II  және  III 
тип 
<-ся 
≈/+  ≈/+  =/0 
+/+  +/+  =/0  ≈/– 
=/0 
≈/+  +/+  +/+  +/– 
>-ся 
≈/– 
≈/– 
=/0 
≈/–  ≈/–  =/0  ≈/+  =/0  ≈/–  ≈/–  =/0  ≈/+ 
;
сипаты
тэуелділік
сапасы
тэуелділік
бэлім
алым

 
Тәуелділік сапасы: 
 + – жақсы (күшті) тәуелділік  
≈ – нашар (болмашы) тәуелділік 
 = – тәуелділіктің болмауы (ӛзгермейді) 
Тәуелділік сипаты: 
 + – ұлғаяды 
– - азаяды. 
 
нар
S
V
<  1,0(
у
S
V
)  болатын  модельдерді  жарықшақты,  жылдамдығы  тӛмен 
аймақпен  сипатталатын  тектоникалық  бұзылулар  модельдері  деп  санауға 
болады. 
нар
S
V
>  1,0(
у
S
V
)  болатын  модельдерді  генетикалық  типтегі  (орын  басу, 
шайылулар,  кӛмір  қатын  жұқарту)  геологиялық  бұзылулар  моделі  ретінде 
қарастыруға  болады.  Қабылдағыш  пен  шығу  кӛзі  қаттың  тӛменгі,  бұзылмаған 
бӛлігінде 
у
Н
 
оның  топырағынан 
у
Н қуатының  ширегіне  тең  қашықтықта 
орналасты.  Қабылдағыш пен шығу кӛзінің осылай орналасуы бұзылмаған қатта 
канал  толқынының  екінші  (жоғары)  модасы  үшін  қолайлы.  Бұл  бірінші  және 
екінші  сатыда  алынған  зерттеулер  нәтижелеріне  салыстырмалы  талдау 
жүргізуге мүмкіндік береді.   

 
 220 
 
  7.14  және  7.15-суреттерде  топтық  жылдамдықтың  дисперсиялық 
қисықтары және түрлі бұзылу («бұзылған қабаттың») параметрлері (
нар
Н
 және 
нар
S
V
)  кезінде  канал  толқынының  бірінші  және  екінші  модаларының 
амплитудалық  спектрлері  кӛрсетілген.  7.14  және  7.15-суреттердегі  қисықтар 
шифры 
нар
S
V
.  (0,7;  1,0  және  1,4 
у
S
V
)  салыстырмалы  мәндеріне  сәйкес  келеді. 
нар
Н
  амплитуданың  түрлі  мәндері  болғанда  (7.14  және  7.15  а,  в,  д,-суреттер), 
топтық  жылдамдықтың  дисперсиялық  қисықтарын  салыстыру,  бұзылу 
аймағының  акустикалық  қасиеттерінің  Эйри  фазасының  параметрлеріне  әсері 
оның 
нар
Н
 амплитудасының азаюына қарай азаяды және 
нар
Н
≤ 0,1
у
Н  мәндері 
кезінде  (7.15  д-сурет)  ол  практикалық  түрде  байқалмайтынын  кӛрсетеді. 
Осыған  орай  бірінші  және  екінші  моданың  топтық  жылдамдығының 
дисперсиялық қисықтарында «қосарлы» Эйри фазасы байқалады, олар толқын 
ӛткізгіштің  күрделі құрылысының  куәсі  болады.  Бірінші  Эйри  фазасы  күрделі 
толқын ӛткізгіш қуатына сәйкес келеді, ал жиілігі анағұрлым жоғары  екіншісі 
фазасы  қуаты  аз  қабатқа  сәйкес  келеді.    Бұзылу  амплитудасына  байланысты 
«бұзылған»  қабат  та,  сондай-ақ  қаттың  бұзылмаған  бӛлігі  де  соңғысы  бола 
алады.  Топтық  жылдамдықтың  дисперсиялық  қисықтары  және  амплитудалық 
спектрлері,  МДGБ  типті  цифрлы  сейсмикалық  станцияның  шекаралық  жиілігі 
болып  табылатын  500  Гц  жиілікке  дейін  құрылған.  Сондықтан  жиілігі  500  Гц 
астам Эйри фазасы графиктерде кӛрсетілмеген. 
Бірінші және екінші модалардың амплитудалық спектрлері, тектоникалық 
бұзылулар  (
нар
S
V

у
S
  қисық  0,7)  үшін  спектр  максимумы  жиілігінің  тӛмен 
жиіліктер  аймағына  ығысуы  байқалатынын  және  спектр  ені  азаятынын 
(жіңішке  жолақты  спектр)  кӛрсетеді.  Осыған  орай  екінші  мода  спектрі 
максимумының  амплитудасы    әрқашан  да  бірінші  модадан  артық  (
А
К
  >  1). 
Бұзылу 
нар
Н
  амплитудасының  азаюына  қарай  максимум  жиілігінің  тӛмен 
жиіліктер  аймағына  салыстырмалы  жылжу  шамасы  және  екі  мода  спектрі 
максимумының  амплитудасының  абсолюттік  мәндері  азаяды  және 
нар
Н
≤ 
0,1
у
Н   болғанда,  практикалық  түрде  бұзылмаған  қат  параметрлеріне  сәйкес 
келеді.  Генетикалық  бұзылу  типтері  (қаттың  шайылу,  орын  басу,  жұқаруы 
аймақтары) үшін олардың қаттың жарты қуатынан астам амплитудасы кезінде 
нар
Н
≥  0,5
у
Н 
нар
S
V

у
S
  (қисық  1,4)  (7.14  г,  е-сурет)  кері  картина  –  спектр 
максимумы  жиілігінің  жоғары  жиіліктер  аймағына  ығысуы  байқалады, 
анағұрлым  кең  жолақты  спектр  және  бірінші  мода  спектрі  максимумының 
амплитудасы  екінші  модадан  анағұрлым  асып  кетеді.  Осы  бұзылулардың 
қаттың жарты қуатынан тӛмен амплитудасы кезінде (
нар
Н
< 0,5 Ну, 7.15 б, г, е-
сурет) бірінші және екінші модалар спектрлерінің максимумы амплитудасының 
қатынасы  теңеледі  және 
нар
Н
=  0,1 
у
Н кезінде  екінші  мода  амплитудасы 
біріншінің  амплитудасынан  асып  кетеді  (7.15,  е-сурет).  Соңғысы  бұзылмаған 
қат жағдайына сәйкес келеді (7.14 б-сурет, қисық 1,0). 
    

 
 221 
 
 
 7.14-сурет – Топтық жылдамдықтың дисперсиялық қисықтары және Н
нар
 
бұзылу амплитудасының түрлі мәндері кезінде канал толқынының бірінші (
___

және екінші (- - -)  модаларының А
m
 амплитудалық спектрлері  
 
 

 
 222 
 

1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19


©emirsaba.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал