ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДІВ СЕЙСМОТОМОГРАФІЇ ДЛЯ ВИРІШЕННЯ РІЗНИХ ЗАВДАНЬ У ГІРНИЧО-ГЕОЛОГІЧНОМУ НАПРЯМІ

Автор(и)

  • А. Садчіков Карагандинський державний технічний університет, пр. Н. Назарбаєва, 56, м. Караганда, 100027, Казахстан
  • Н. Желаєва Карагандинський державний технічний університет, пр. Н. Назарбаєва, 56, м. Караганда, 100027, Казахстан
  • Ж. Токушева Карагандинський державний технічний університет, пр. Н. Назарбаєва, 56, м. Караганда, 100027, Казахстан
  • М. Пономарьова Карагандинський державний технічний університет, пр. Н. Назарбаєва, 56, м. Караганда, 100027, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.17721/1728-2713.92.07

Ключові слова:

Карагандинський вугільний басейн, тектонічні порушення, шахтна сейсморозвідка, спрямованість джерела, поперечні хвилі, каналові та граничні хвилі

Анотація

Карагандинський вугільний басейн характеризується складною будовою. Наявність геологічних неузгоджень, таких як тектонічні порушення, розмиви, мінлива гіпсометрія пласта та інші, ускладнює проведення підземних гірничих робіт. Безпечна і продуктивна робота очисних вибоїв при підземному видобутку вугілля передбачає завчасний і надійний прогноз гірничо-геологічних умов будови і стану вуглепородного масиву у гірничих виробках. Найбільш точну і достовірну картину тектонічної будови вуглепородного масиву дозволяють отримати методи шахтної сейсморозвідки для вивчення геологічної будови і умов залягання вугільного пласта і вмісних порід. Основним завданням упровадження сучасних методів шахтної сейсморозвідки було проведення математичного моделювання для оцінки можливості виділення тектонічної порушеності з амплітудою зміщення порядку і вище потужності пласта, з використанням різних методів підземної сейсморозвідки – методу сейсмічного просвічування і методу відбитих хвиль. Для цього було розроблено фізичні моделі ділянок вуглепородного масиву, що включають у себе геометричний опис геологічних структур, розподіл щільності порід, швидкостей поширення хвиль та їхній вплив на стискання і зрушення гірського масиву. Одна з моделей відповідала ділянці пласта без геологічних порушень, а друга – ділянці з тектонічними порушеннями з амплітудами зміщення від 5 до 15 м. Отримані результати можуть бути використані за розробки сучасних ефективних методик прогнозу стану гірського масиву в складних гірничо-геологічних умовах як Карагандинського вугільного басейну, так й інших вугільних басейнів, що мають складну геологічну будову. Спочатку сейсморозвідувальні роботи виконувалися методом відбитих хвиль за методикою загальної глибинної точки. Однак, як і раніше, актуальною залишалась проблема отримання об'єктивного зображення геологічного середовища, пов'язана з особливостями збудження пружних хвиль у шахтних умовах (особливості генерованого хвильового поля, закономірності його поширення, спрямованість джерела). Розроблено і застосовано метод шахтної сейсморозвідки, оснований на реєстрації каналових і граничних хвиль, що дозволяє отримати детальну геолого-геофізичну модель ділянки родовища. За рахунок обробки обох типів хвиль досягається підвищення роздільної здатності методу, що дозволяє отримати інформацію як про вугільний пласт, так і про вмісні його породи, зокрема про стан покрівлі пласта. У роботі наведено методику вимірювань в шахтних умовах, показано результати випробування методики при виконанні польових робіт в умовах шахт, отримано сейсмічні характеристики з високою контрастністю і чіткою простежуваністю відбивних меж. 

Посилання

Azarov, N.YA., Yakovlev, D.V. (1988). Seysmoakusticheskiy metod prognoza gorno-geologicheskikh usloviy ekspluatatsii ugolnykh mestorozhdeniy. Moskva: Nedra.

Antsiferov, A.V. (2002). Teoriya i praktika shahtnoy seysmorazvedki. Donetsk : Alan.

Babkin, A.I. (2010). Spatial interference systems of seismoacoustic observations in the conditions of potash mine workings. Mining information and analytical Bulletin, 1, 261-267. [in Russian]

Babkin, A.I. (2001). Mine seismoacoustics using the method of multiple overlaps (on the example of the Verkhnekamskoye potash deposit). Thesis … Cand. Sci. (Tech.). Perm: Mining Institute Ural branch of the RAS. [in Russian]

Zhou, B., Hatherly, P., Peters, T. (2014). Cola seismic surveying over nearsurface basalts. Experience from Central Queensland, Australia. Geophysics, 79, 2, B109–B122.

Boganik, G.N., Gurvich, I.I. (2006). Seysmorazvedka: uchebnik dlya vuzov. Tver : AIS.

Glukhov, A.A., Zakharov, V.N., Ruban, A.D. (1994). Modeling of the wave field in the problems of mine seismic exploration using the finite difference method. Mining messenger. Moscow: Skochinsky Institute of mining,16–18. [in Russian]

Barthwal, H., van der Baan, M. (2019). Passive seismic tomography using recorded microseismicity: Application to mining-induced seismicity. Geophysics, 84, 1, B41–B57.

Lu, J., Meng, X., Wang, Yu. (2016). Prediction of coal seam details and mining safety using multicomponent seismic data. A case history from China. Geophysics, 81, 5, B149–B165.

Kenzhin, B.M., Smirnov, Y.M., Tsai, B.N., Mustafin, R.K., Sattarov, S.S. (2009). Conducting mine seismoacoustic experiments in the conditions of powerful layers of the Karaganda coal basin. Naukovi pratsi UkrNDMI NAN Ukrayiny, 5 (1), 276–284. [in Russian]

Kulakov, E.V. (2012). Features of seismic waves excited in an array of salt rocks at the Starobinskoye field. Litasfera, 2 (37). [in Russian]

Prigara, A.M. (2003). Forecast of the structure and properties of a mountain range based on seismic modeling. Thesis … Cand. Sci. (Tech.). Perm: Mining Institute, Ural branch, RAS. [in Russian]

Savich, A.I., Koptev, V.I., Nikitin, V.N., YAshchenko, Z.G. (1969). Seysmoakusticheskie metody izucheniya massivov skalnykh porod. Moskva: Nedra.

Sadchikov, A.V., Ponomareva, M.V., Talerchik, M.P. (2016). Research of the mountain range of spent mines. Writings of the University, Karaganda: KSTU, 3, 48–50. [in Russian]

Sanfirov, I.A., Babkin, A.I. (2003). Mining and geological applications of seismic surveys in the interior of the environment. Mining information and analytical Bulletin, 10. [in Russian]

Greenhalgh, S.A., Masonz, I. M., Sinadinovski, C. (2016). In-mine seismic delineation of mineralization and rock structure. Geophysics, 65, 6, 1908–1919.

Tirkel, M.G. (2005). A new version of tomography for seismic prediction of the structure of a mountain range. Donetsk: UkrRIMGS of the NAS of Ukraine, 78–83. [in Russian]

Tsarev, R.I., Prigara, A.M., Zhukov, A.A. (2019). The possibility of seismic shear waves. Materials of the EAGE conference "Engineering and ore Geophysics". Gelendzhik. [in Russian]

Завантаження

Опубліковано

16.01.2025

Як цитувати

Садчіков, А., Желаєва, Н., Токушева, Ж., & Пономарьова, М. (2025). ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДІВ СЕЙСМОТОМОГРАФІЇ ДЛЯ ВИРІШЕННЯ РІЗНИХ ЗАВДАНЬ У ГІРНИЧО-ГЕОЛОГІЧНОМУ НАПРЯМІ. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія, 1(92), 50-54. https://doi.org/10.17721/1728-2713.92.07