Шахтный сейсмический прогноз тектонических нарушений по отраженным волнам методом локации

Приведен реальный пример построения границ геологических аномалий по отраженным волнам на сейсмограммах общего пункта возбуждения и общего пункта приема, который базируется на использовании специализированного программного обеспечения. Предлагаемый граф обработки представляет собой процесс последовательного выполнения ряда этапов. После сортировки сейсмических записей используется полосовая и режекторная фильтрация сейсмических записей, подбирается оптимальная полоса пропускания фильтра, разделяются находящиеся в интерференции оси синфазности волн различного происхождения. Процедура выделения осей синфазности информативных волн выполняется по точкам первых вступлений. По данным точкам автоматически строятся эллипсы таким образом, чтобы их фокусы находились в местах расположения пунктов возбуждения и сейсмоприемников, а значение удвоенных полуосей было бы равно произведению скорости распространения волны на время ее первого вступления. Критерием наличия отражающих границ является характерное сближение либо пересечение эллипсов в локальной зоне предполагаемой отражающей границы. Применяемый алгоритм обработки данных позволяет выявлять тектонические нарушения в радиусе до 200 м вокруг забоя горной выработки. Определение положения отражающих границ на больших расстояниях от забоя исследуемой выработки носит оценочный характер. Разработанные алгоритмы и программное обеспечение могут быть использованы геофизическими службами и специализированными геологоразведочными организациями для обработки и анализа результатов сейсмических исследований при прогнозе структуры углепородного массива.

Анциферов А. В., Глухов А. А., Анциферов В. А. Шахтный сейсмический прогноз тектонических нарушений по отраженным волнам методом локации // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 6. – С. 131–139. DOI: 10.25018/02361493-2020-6-0-131-139.

Глухов Александр Александрович¹ — д-р техн. наук, старший научный сотрудник, заведующий отделом, e-mail: Glukhov1964@yandex.ru,
Анциферов Андрей Вадимович¹ — д-р техн. наук, профессор, член-корр. НАН Украины, директор,
Анциферов Вадим Андреевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник,
¹ Республиканский академический научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт горной геологии, геомеханики, геофизики и маркшейдерского дела (РАНИМИ), Донецк, ДНР.

Глухов А.А., e-mail: Glukhov1964@yandex.ru.

1. Dresen L., Rüter H. Seismic Coal Exploration, Part B, Seismics: Handbook of Geophysical Exploration, Section I. Seismic Exploration. Pergamon, 1994. 486 p.

2. Анциферов А. В. Теория и практика шахтной сейсморазведки. — Донецк: ООО Алан, 2002. — 312 с.

3. Анциферов А. В., Глухов А. А. Математическое моделирование в шахтной сейсморазведке. — Киев: Наукова думка, 2012. — 255 c.

4. Захаров В. Н. Сейсмоакустическое прогнозирование и контроль состояния и свойств горных пород при разработке угольных месторождений. — М.: ФГУП ННЦ ГП ИГД им. А.А. Скочинского, 2002. — 172 с.

5. Захаров В. Н., Забурдяев В. С., Артемьев В. Б. Углепородные массивы: прогноз устойчивости, риски, безопасность. — М.: Горное дело, 2013. — 277 с.

6. Antsiferov A. V., Glukhov A.A. Review of seismograms typical for an in-seam seismic technique in conditions of different coal basins / Progressive technologies of coal, coalbed methane, and ores mining. Taylor & Francis Group, 2014, pp. 61—64.

7. Соколов С. В., Салтымаков Е. А., Кормин А. Н. Комплексные геофизические исследования состояния углепородного массива в условиях Кузбасса // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2017. — № 2. — С. 66—70.

8. Lu Jun, Meng Xinghun, Wang Yun Prediction of coal seam details and mining safety using multicomponent seismic data. A case history from China // Geophysics. 2016. Vol. 81. Pp. 149—165.

9. Mason I., Buchanan D., Booer A. Fault location by underground seismic survey // Institution of Electrical Engineers. 1980. Vol. 127. Pp. 322—336.

10. Шепе Ф. Исследование геологического строения пластов каменного угля сейсмическим методом с помощью аппаратуры SUMMIT II EX // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2012. — № 10. — С. 145—154.

11. Gochioco L. M. Advances in seismic reflection profiling for US coal exploration // The Leading Edge. 1991. Vol. 10. No 12. Pp. 24—29. DOI: 10.1190/1.1436798.

12. Friedel M. J., Tweeton D. R., Jackson M., Jessop J.A., Billington S. Mining applications of seismic tomography / SEG Technical Program Expanded Abstracts. Society of Exploration Geophysicists, pp. 58—62.

13. Hongliang W., Maochen G. Seismic wave propagation in coal seams: finite element modeling and field tests // International Journal of Mining and Mineral Engineering. 2014. Vol. 5, No 3. Pp. 229—385.

14. Рубан А. Д., Захаров В. Н., Аверин А. П., Вартанов С. А. Программный комплекс итерационного линейного восстановления строения и нарушенности угольного пласта на основе информативных параметров при сейсмопросвечивании // Горный информационноаналитический бюллетень. — 2010. — № 3. — С. 177—182.

15. Захаров В. Н., Аверин А. П., Вартанов С. А. Анализ алгоритмов лучевой томографии для прогноза нарушенности выемочного столба // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2010. — № 3. — С. 183—190.

16. Waclawik P., Schott W. Utilization of innovation of the ISS method — in seam seismics at the CSM Mine // Gornicze Zagrozenia Naturalne. 2011. Vol. 2. Pp. 517—524.

17. Schott W., Waclawik W. On the quantitative determination of coal seam thickness by means of in-seam seismic surveys // Canadian Geotechnical Journal. 2015. Vol. 52. No 10. Pp. 1496-1504. DOI: 10.1139/cgj-2014-0466.

18. Schott W., Brandt K. Investigation of seam thickness and seam splitting within a longwall panel by an in-seam seismic survey / 22nd International Conference on Ground Control in Mining. 2003. Vol. 2. Pp. 152—156.

19. D. Räder, W. Schott, L. Dresen, H. Rüter Calculation of dispersion curves and amplitudedepth distributions of Love channel waves in horizontally-layered media // Geophysical Prospecting. 1985. Vol. 33. No 6. Pp. 80—86.

20. J. Belisle, R. R. Stewart In-seam GPR and 2-C seismic investigations at the Goderich, Ontario salt mine // CREWES Research Report. 1996. Vol. 8. Pp. 351—355.