CC BY
31
УДК 622:550.834 Т.В. Байбакова
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ РАЗРУШЕНИЯ ПОРОДНОГО МАССИВА ПО СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНЫМ ДАННЫМ
Проведена структуризация материала, накопленного в процессе мониторинга на профиле № 25 Верхнекамского месторождения, сделана попытка определения пространственно- временного поведения волновых характеристик
Ключевые слова: сейсморазведочные данные, месторождение солей, оценка геологических особенностей толщ, волновые характеристики
Семинар № 2
T. V. Baybakova
THE DEFINITION OF DESTRUCTION LEVEL OF ROCK MASS ON THE BASE OF SEISMIC SURVEY DATA
The structuring of data accumulated during monitoring of section № 25 of Verhnekamskoe deposit is conducted. An attempt to define dimensional and timing behavior of wave characteristics is made.
Key words: seismic survey data, salt deposit, geologic feature evaluation of stratum, wave characteristics.
ТЪ ерхнекамское месторождение калийно-магниевых солей
(ВКМКМС) расположено в Соликамской впадине, входящей в состав средней части Предуральского краевого прогиба, который отделяет Восточно-Европейскую платформу от Уральской складчатой области [1]. Безопасность эксплуатации месторождения обусловлена свойствами и структурой водозащитной толщи (ВЗТ), защищающей горные выработки от океана подземных вод. В состав ВЗТ входят породы соляно-мергельной толщи т верхней части продуктивной зоны. Любое нарушение е, сплошности как за сч,т природных, так и за счёт техногенных процессов, ведут к неминуемой гибели рудника.
Задача комплексной оценки аномальных геологических особенностей строения соляной и надсоляной толщ по геофизическим параметрам становится первоочередной. По результатам мониторинговых исследований в пределах аварийной зоны на промплощадке БКПРУ-1 (рис. 1) появилась уникальная возможность прямой оценки информативности регистрируемых геофизических параметров с целью определения признаков подобного рода критических нарушений. Для этого проанализированы результаты цифровой обработки и интерпретации 11-ти циклов сейсморазведочных наблюдений.
Исследования проводились по продольно-непродольной системе. Использовалась интерференционная система наблюдений по общей глубинной точке. Тип системы - центральная с раскрытием и закрытием на концах профилей, шаг пунктов приема и пунктов возбуждения соответствовал геологическим особенностям интервала исследований.
На рис. 2 представлен временной разрез ОГТ непродольного профиля №25 на момент первого этапа мониторинга. Линия приема непродольного профиля совпадает с положением продольного профиля 24, линия возбуждения отнесена на 200 м на север - профиль №26. Просле-
Рис. 1. Обзорная схема
жен ряд отражающих горизонтов - СМТ - кровля соляномергельной толщи; ПП - кровля переходной пачки; Карн -кровля карналлитов; Сил -кровля сильвинитов; МГ -кровля маркирующей глины.
Участки, выделенные на нём, характеризуются снижением значений эффективных скоростей и интенсивности сейсмической записи. Вероятней всего они вызваны снижением значений физико-
механических свойств пород соляной толщи [2].
На профиле №25 проведены 11 этапов сейсморазведочных наблюдений до образования провала 28.07.2007. Накопленный материал позволяет провести анализ информативности сейсмических характеристик (амплитуда, эффективная скорость, частота и отношение сигнал/шум) как по отдельности, так и в комплексе.
Для каждого параметра волнового поля по профилю построены пространственно-временные диаграммы (рис. 3).
На них штриховой красной линией показана зона провала. Так как значения характеристик могли отличаться по уровню в разное время проведения работ, то для анализа в целом за весь период необходимо пронормировать. На рисунке представлен набор параметров для ОГ (ПП). По вертикали располагается время проведения работ.
На диаграмме амплитуд в первые числа мониторинга видны одиночные локализованные места пониженных значений (ПК 80-120, 250-320, 400). Обращаясь к более поздним числам, эти аномалии объединяются в
Рис. 2. Временной разрез ОГТ по профилю №25
а) Амплитуда
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 ПК. м
б) Эффективная скорость
в) Частота
г) Отношение сигнал/шум
одну, образуя целую низкоамплитудную область (ПК 50-300), приуроченную к месту провала.
На диаграмме эффективных скоростей можно заметить передвижение отрицательной аномалии от центра профиля к началу.
Смещение низкоскоростной области, а не расширение её, как это наблюдалось с амплитудами, вероятней всего вызвано процессами разрушения в соляной толще. В интервале провала наблюдается в основном
Рис. 3. Пространственновременные диаграммы
отрицательный градиент скоростей. На 3-5 номер исследований приходится максимальное падение значений.
На частотной диаграмме сложно найти какую-либо закономерность в пределах выделенной аномальной зоны. Контрастная картина наблюдается на рисунке отношение сигнал/шум - со временем расширяется зона пониженных значений. На момент последнего просвечивания мы имеем интервал - ПК 0-300. На месте провала спад значений начинается на 4-м измерении.
Таким образом, выделенная волновая аномалия на временном разрезе, прослеживается в этих же интервалах пикетов на диаграммах (пунктирная линия - зона провала) амплитуд, эффективных скоростей и отношения сигнал/шум. Также можно отметить снижение по абсолютным значениям всех перечисленных характеристик.
На основе полученных результатов рассчитаны разрезы комплексного параметра для профиля №25 (рис. 4). Комплексный параметр представляет собой логическую сумму интерпретационных выводов по отдельно взятому параметру волнового поля. Набор параметров включает частоту, эффективные скорости, амплитуду, отношение сигнал/помеха [3]. Как уже было сказано ранее, частота не несёт определённой зако-номер-ности для рассмотренного типа
Рис. 4. Разрезы комплексного параметра для профиля №«25
аномалии, поэтому для сравнения приведены два разреза: а) с учётом амплитуд, эффективных скоростей, отношения сигнал/шум и частоты; б) без учёта частоты.
На рис. 4, а не наблюдается аномалии, выделенной на временном разрезе и диаграммах в интервале провала - 120-200. Появляются лишь сторонние области повышенных значений, связанных с геологическими нарушениями (ПК 300400), которые выделялись и ранее. Можно предположить, что частота не следует общей тенденции и вносит искажения в расчёт. На рис. 4, б положение повышенных значений комплексного параметра совпадает по времени и пикетам с расположением волновой аномалии. Отсюда можно сделать вывод, что учёт частоты не даёт пространственно-временной локализации аномалии ввиду некоррелируемости её значений с остальными параметрами.
С целью определения момента начала значимых изменений в соляной
толще построены графики изменения параметров волнового поля в зависимости от времени проведения исследований для интервала ПП (рис. 5.) Из ранее выбранных характеристик приведены 3, которые более контрастно отреагировали на неоднородность в соляной толще.
Значения взяты именно на тех пикетах, на которых произошёл провал (на обзорной схеме он обозначен штриховкой) (рис. 1). Если проанализировать
Рис. 5. Графики параметров волнового поля
Среднегодо-
вая
графики в целом, то видно, что максимальное по амплитуде падение значений приходится на 3-5 номер исследований (06.02.2007 - 06.04.2007). Скорее всего, это можно объяснить активизацией водообмена в начале весны, а, следовательно, и «оживления» всех процессов в соляном массиве.
1. Джиноридзе Н.М., Аристархов М.Г., Поликарпов А.И., и др. Петротектонические основы безопасной эксплуатации Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей. - С. - Пб.; Соликамск, 2000 г. - 400 с.
2. Пригара А.М. Использование динамических характеристик сейсмических записей для уточнения прочностных характеристик
Таким образом, проведена структуризация материала, накопленного в процессе мониторинга (06.12.06 -
18.08.07) на профиле №25. Сделана попытка определения пространственно-временного поведения волновых характеристик, а также момента значимых изменений в массиве.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
массивов горных пород / А.М. Пригара, И. А. Санфиров // Горное эхо. - 2002. - №3(9) С. 26-З0.
З. Сейсморазведочный контроль на аварийном участке БКПРУ-1 Отчёт по НИР / Авт.: Санфиров И.А., Барях А.А., Бабкин А.И. и др. Пермь, 2006, Фонды ГИ УрО РАН.
И'.ГЛП
г Коротко об авторе
Байбакова Т.В. - инженер-исследователь, Горный институт УрОРАН, г. Пермь, arc@mi-perm.ru
А
-------------------------------------------------------- РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ
МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
Харламов В.Е., Морозихин И.К., Крылов К.С., Чугунов А.А. Режим нагрузки привода фрезера для оценки изнашивающейся способности зубчатых передач редукторов (722/12-09 от 09.09.09 г.) 9 с.
Определен характер изменения и значение переменных нагрузок в эксплуатационном режиме редукторов торфяных машин.
Ключевые слова: торфяные машины, редуктор, зубчатая передача.
Kharlamov V.E, Morozihin I.K., Krylov K.S., Chugunov A.A. Mode of loading of a drive of a milling cutter for an estimation of wearing out ability of tooth gearings of reducers
Character of change and value of variable loadings in an operational mode of reducers of peat cars is defined.
Key words: peat cars, a reducer, a tooth gearing.
