Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изученности проблемы по теме диссертации 7
1.1. Анализ методов прогноза и способов предотвращения газодинамическими процессами в калийных рудниках 7
1.2. Геологические и горнотехнические условия разработки Старобинского месторождения калийных солей 14
1.3. Цели, задачи и методы проведения исследований 23
Глава 2. Моделирование прогноза выбросоопасных зон 26
2.1. Модели изучаемой среды 27
2.2. Математические алгоритмы сейсмической томографии
2.3. Компьютерное моделирование опережающего прогноза выбросоопасных зон..., 47
2.4. Выводы .:. 70
Глава 3. Методика опережающего прогноза выбросоопасных зон 73
3.1. Техническое и программное обеспечение методики 73
3.2. Система наблюдений в режиме сейсмической томографии 78
3.3. Выводы 80
Глава 4. Способы опережающего управления выбросоопасностью 81
4.1. Управление выбросоопасностью в зонах расположения мульд..81
4.2. Управление выбросоопасностью в зонах комбинированных геологических нарушений. 87
4.3. Выводы 90
Глава 5. Результаты промышленных испытаний методики опережающего прогноза выбросопасных зон и способов опережающего управления газодинамическими процессами в этих зонах 91
5.1. Результаты испытаний методики опережающего прогноза выбросопасных зон 91
5.2. Результаты испытаний опережающих способов управления выбросоопасностью 102
5.3. Выводы 103
Заключение 104
Список использованных источников
- Геологические и горнотехнические условия разработки Старобинского месторождения калийных солей
- Математические алгоритмы сейсмической томографии
- Система наблюдений в режиме сейсмической томографии
- Управление выбросоопасностью в зонах комбинированных геологических нарушений.
Геологические и горнотехнические условия разработки Старобинского месторождения калийных солей
В соответствии с задачами, которые решаются в процессе разведки месторождений, отдельных шахтных полей, при проектировании, строительстве и эксплуатации рудников методы прогноза газодинамических явлений (ГДЯ) можно разделить на два вида: региональный и локальный. Региональный прогноз является долговременным и под ним подразумевается предвидение реакции калийных пластов и вмещающих пород на проведение горной выработки. При региональном прогнозе на всех стадиях разведки, доразведки и эксплуатации месторождений и шахтных полей решается задача оценки вероятности развития газодинамических явлений, а также выделения по площади и в разрезе границ опасных зон.
Метод регионального прогноза ГДЯ является отдельной научной темой и в настоящей работе не рассматривается. Однако следует отметить, что в практике горных предприятий, разрабатывающих месторождения калийных солей, этот метод, в силу ряда причин, находит ограниченное применение.
Локальный прогноз предусматривает оценку вероятности развития ГДЯ на горизонтах и пластах отдельных участков шахтных полей калийных рудников. Его задача заключается в объективном разграничении пластов, опасных по газодинамическим явлениям, на опасные и неопасные зоны на основе комплексного изучения свойств, геологических условий разработки и установленных закономерностей. При локальном прогнозе учитываются и уточняются данные регионального прогноза.
Значительный опыт применения методов локального прогноза зон, опасных по ГДЯ, накоплен в Германии. Так, в условиях калийных рудников повсеместно применяется локальное прогнозирование выбросоопасных зон по геологическим признакам [1-4]. Локальный метод прогноза выбросоопасности основан на установлении зон вторичного метаморфизма, и в качестве прямых признаков используются структурные и текстурные особенности пород в зонах перекристаллизации. Этот метод отличается высокой надежностью и применяется повсеместно, однако для его реализации требуются специалисты высокой квалификации с большим практическим опытом работы на выбросоопасных пластах.
В немецких калийных рудниках также применяется для локального прогноза выбросоопасности метод, основанный на разделении кернов на диски при бурении скважин подземной разведки [5-8]. Заключение о выбросоопасности пород дается на основании количества дисков керна, приходящихся на 1 м длины скважины. Метод, получивший название «фрайбергский прогноз по керну», отличается высокой надежностью. Однако прогноз по керну является трудоемким и дорогостоящим, что позволяет применять его только на отдельных участках. Попытки использовать прогноз по керну в условиях Верхнекамского и Старобинского месторождений закончились неудачей в силу неоднородности пород и наличия большого числа тонких глинистых прослоев, по которым происходило разделение керна на диски [9].
Для пластов Б и В карналлитового состава на Верхнекамском месторождении предложен метод локального прогноза выбросоопасности, в основу которого положены геологические признаки [10, 11]. Основными признаками выбросоопасности пород являются следующие: наличие зон разрывов межпластовой соли, появление антиклинальных складок карналлитовых пластов, появление зон увеличения мощности пластов более чем на 50%. В качестве вспомогательных признаков предлагалось использовать характер газоносности и петрографические особенности пород. Ввиду отсутствия численных критериев метод носит субъективный характер и для его реализации требуются специалисты с большим практическим опытом работы на выбросоопасных пластах.
Локальный прогноз выбросоопасных зон на карналлитовом пласте В в условиях Верхнекамского месторождения проводится вероятностно-статистическим методом, основанным на учете распределения геологических показателей в пределах выбросоопасных и неопасных участков пласта [12, 13]. Исследованиями установлено, что наиболее информативными показателями являются: мощность пласта, абсолютные отметки его кровли, содержание MgCk, КС1 и Вг. Прогнозирование осуществляется с помощью расчета полной вероятности выбросоопасности калийных пластов с последующим построением карт. Применение метода на руднике СКПРУ-1 показало его достаточно высокую надежность.
Для локального прогноза зон, опасных по ГДЯ, на сильвинитовых пластах Верхнекамского месторождения предлагается использовать следующие геологические показатели: увеличение мощности междупластья А - Кр.П, пласта Кр.1, наличие пережимов пластов, уменьшение мощности пласта А - Кр.1 [14, 15, 16]. Указанные геологические показатели установлены по отдельным редким случаям ГДЯ, что не позволило получить количественные критерии для прогноза опасных зон. Для разработки и внедрения метода локального прогноза требуется продолжение исследований с целью получения дополнительных данных и уточнения критериев прогноза по геологическим показателям.
В условиях калийных рудников Верхнекамского месторождения были проведены испытания нескольких инструментальных методов локального прогноза зон, опасных по ГДЯ [17, 18, 19]. При испытании методов глубинных реперов, контактного и комплексного, ВНИМИ были получены положительные результаты, однако из-за высокой трудоемкости, малой технологичности, необходимости применения специальной аппаратуры и оборудования эти методы не нашли применения в промышленных условиях. На Старобинском месторождении калийных солей разработан и внедрен метод локального прогноза выбросоопасных зон по геологическим показателям [9, 20-22]. Для этого прогноза используются следующие показатели: прогиб сильвинитовых слоев, их утончение и замещение каменной солью, появление в забое выработки вертикальных секущих трещин, заполненных карналлитом, появление газовыделений. Метод локального прогноза по геологическим показателям отличается высокой надежностью и является нормативным. Для выявления выбросоопасных зон в пределах подготовленных к отработке выемочных столбов применяется метод проходящих сейсмических волн (сейсмопросвечивание). Сейсмопросве-чивание массива соляных пород производится между параллельными горными выработками при расстоянии между ними 100-150 м. Наличие выбросоопасной зоны в просвечиваемом блоке соляных пород приводит к изменению кинематических и динамических характеристик регистрируемых групп волн [23-25]. Это выражается в осложнении записей прямых и обменно-преломленных волн, изменении их интенсивности и частотного спектра, а также в уменьшении скоростей распространения различных типов волн. Метод сейсмопросвечивания отличается довольно высокой надежностью, однако при этом имеет ряд серьезных недостатков. В реализованном варианте метода сейсмопросвечивания весьма сложно определить контуры выбросоопасной зоны в пределах выемочного столба, и результаты прогноза, как правило, представляют собой полосу шириной 20-30 м между двумя горными выработками без указания положения выбросоопасной зоны. В таком виде результаты прогноза не позволяют применить способы опережающей (до подхода лавы) профилактической обработки выбросоопасной зоны. Кроме того, метод сейсмического просвечивания довольно трудоемок, для его реализации необходим специальный штат квалифицированных сотрудников, требуется дорогая специальная аппаратура и проведение взрывных работ для возбуждения упругих колебаний. Опыт применения метода сейсмопросвечивания показывает, что требуется дальнейшее его совершенствование с учетом требований практики ведения горных работ на выбросоопасном Ш калийном горизонте.
Метод локального прогноза выбросоопасности, основанный на взаимосвязи появления пиковых содержаний окиси бора в породах и внезапных выбросов, разработан для условий Индерского месторождения. Его достоинством является прогнозирование на основе геологического признака, имеющего объективный количественный критерий [26, 27, 15]. Недостаток, этого метода заключается в необходимости постоянного отбора проб соляных пород и последующего их химического анализа по специальной методике. Зависимость между влажностью штыба, полученного при бурении шпуров, и выбросоопасностью пород также использовалась для локального прогноза выбросоопасных зон [15, 28, 29]. Метод локального прогноза выбросоопасности, разработанный на этой основе, из-за высокой трудоемкости, малой технологичности и отсутствия портативной аппаратуры для его реализации не доведен до промышленного внедрения. Неудачей закончились также исследования по применению электрометрии для локального прогноза выбросоопасности калийных пород [30, 31]. Это связано как с весьма неоднородным строением калийных пластов и значительными вариациями их влажности, так и со сложностью интерпретации результатов измерений и малой технологичностью метода.
В последние два десятилетия на основе передовых технологий весьма интенсивно проводились исследования по разработке геофизических методов локального прогноза выбросоопасности калийных пород [32-37]. Однако передовые геофизические технологии «Сонар» и «Радар» не позволяют однозначно решать задачу локального прогноза выбросоопасных зон, и научные работы по данной проблеме продолжаются в Англии, Канаде, России, США и ФРГ.
Математические алгоритмы сейсмической томографии
Как видно из выражения (2.8), алгоритм обратного проецирования представляет собой простое осреднение. Этот алгоритм является наиболее простым и быстрым, а также устойчивым к наличию помех и резких неоднородностей. С помощью алгоритма обратного проецирования можно оценить средние значения параметров волнового поля, а также принципиально решить задачу наличия или отсутствия в пределах исследуемой области аномалий параметров. Результаты реализации алгоритма обратного проецирования используются как начальное приближение в других математических алгоритмах восстановления.
Суть математического алгоритма суммирования разностей заключается в коррекции сечения, полученного при обратном проецировании. При последовательном рассмотрении каждой ячейки предполагается, что все отклонения вычисленного значения параметра волнового поля от экспериментального на концах лучей, проходящих через эту ячейку, являются результатом аномального значения параметра именно в этой ячейке. Итак, за начальное решение принимается результат, полученный методом обратного проецирования f , где /=1,2,.../ и j=l,2,...J. Вначале вычисляется оценка лучевого среднего значения параметра по к-щ лучу: 9 =I?-itf;-Lm (2-9) где Lk - длина к-то луча; ## - длина отрезка к-то луча в пределах ячейки (ij). Затем находится поправка для ячейки (тп,п), вносимая к-м. лучом, проходдщим через нее, в предположении, что отклонение измеренного значения параметра qu и вычисленного параметра qk связано только со значением в рассматриваемой ячейке (щп): Afimk=(qk-qJ-S Jnk, (2.10) где qk - измеренное значение параметра на конце к-то луча; qk - расчетное лучевое среднее значение по к-шу лучу; Sm„k - вес отрезка k-го луча в пределах ячейки (т,п).
Использование выражения (2.10) для нахождения поправки Л/пшк будет не совсем корректно. В случае, когда вес отрезка к-го луча в пределах ячейки (т,п) будет очень мал, тогда поправка Л/тяк будет непомерно большой. Это приведет к резкому увеличению значений параметров волнового поля в пределах восстанавливаемого сечения и, соответственно, к искажению сечения. В соответствии с высказанными соображениями поправку Л/тпк более корректно искать в упрощенной форме, без учета весов отрезков:
Анализируя выражение (2.12), можно предположить, что алгоритм суммирования разностей будет несколько грубым и неустойчивым. В то же время, при наличии в исследуемой области соляного породного массива зоны с аномальными значениями параметров волнового поля, этот алгоритм может дать контрастное сечение, возможно с несколько завышенными величинами параметров в областях минимальных и максимальных значений.
Следующий математический алгоритм сейсмической томографии относится к группе итерационных алгоритмов и отличается большей гибкостью относительно схем просвечивания. Итерационные алгоритмы известны сравнительно давно. Довольно широко итерационные алгоритмы используются в таких областях, как рентгенологическая томография, ядерно-эмиссионная микроскопия, электронная микроскопия, ультразвуковая акустоскопия, оптическая интерферометрия [113-121]. Собственно для определения контуров выбросоопасных геологических нарушений итерационный алгоритм был впервые использован в условиях Старобинского месторождения [78, 80, 122]. Решение задачи восстановления начинается с принятия исходного предположения о величине fg для каждого восстанавливаемого значения параметра волнового поля, а затем следует вычисление оценки измеренной величины qk в конце выбранной траектории. За начальное приближение в итерационном алгоритме принимается результат, полученный алгоритмом обратного проецирования f , где i=l,2,...I и j=l,2,...J. Результат /? считается результатом нулевой итерации. Затем вычисляется оценка измеренной величины Qk в конце выбранной траектории по формуле:
Этот процесс повторяется для всех лучей (к = 1,2,...К) последовательно, пока не будет обработана несколько раз вся система лучей. С каждой итерацией, проведенной для одного луча, восстанавливаемые значения параметров волнового поля уточняются.
Для улучшения сходимости итерационного алгоритма применяется его модификация, получившая название метода одновременного итерационного восстановления. При реализации алгоритма одновременного итерационного восстановления поправки в распределение параметра волнового поля qu вносятся только после просмотра всех К лучей, а итерация q считается выполненной только после того, как все К лучей обработаны. Поправки Af k, рассчитанные по каждому лучу, запоминаются и комбинируются для получения окончательной системы поправок по q-и итерации:
В сейсмической томографии величина Lyk означает расстояние и поэтому всегда неотрицательна. Выражение (3.20) дает поправки по минимаксу. При введении коррекции по минимаксу для всех ячеек, пересеченных лучом, добавляется одна и та же поправка, независимо от длины отрезка луча в пределах ячейки. Такой подход соответствует итеративному обратному проецированию ошибок в процессе нахождения оценки параметра волнового поля методом последовательного приближения. Следует отметить, что знаменатель в (2.20) выражает общую длину луча между источником и приемником. В этом случае разность Aqk распределяется между ячейками, пересеченными к-м лучом, без взвешивания по длинам отрезка луча в пределах ячейки (і,)). В общем случае, независимо от значения р, выбранного как критерий для вычисления qk по (2.13), необходимо, строго говоря, знать длину отрезков лучей в пределах ячеек. Однако, длину отрезка луча # в пределах ячейки (ij) в целях сокращения времени расчетов можно не принимать во внимание и применять лишь коррекцию типа коррекции по минимаксу. В этом случае оценка линейного интеграла (2.13) проводится с использованием средневзвешенного значения fgq. Для этого во все Nk ячеек, через которые прошел к-и луч, добавляют значение//, деленное на число Nk. При Z , равном длине к-то луча величина поправки определяется по формуле:
Алгоритм (2.21) включает в себя Nk отдельных элементов, соответствующих каждой ячейке, пересеченной к-м лучом. Поправки по (2.21) приблизительно соответствуют коррекции по минимаксу, при реализации которой, с целью сокращения расчетного времени, не учитывается длина отрезков лучей. Для того, чтобы алгоритм (2.21) действовал не хуже, чем алгоритм, взвешивающий поправку по длинам отрезков лучей, необходимо дискретизировать пространство между двумя параллельными горными выработками ячейками достаточно малого размера. В этом случае алгоритм со взвешиванием лучей вряд ли даст более точную оценку реальной непрерывной картины строения соляного породного массива. В тоже время необходимо отметить, что алгоритм (2.21) несколько упрощает вычисления, но все же такое упрощение происходит за счет потери точности восстановления. Поэтому естественным улучшением при вычислении поправки Л/?к была бы процедура учета длин отрезков лучей Ьщ в пределах ячейки (i,j). В этом случае алгоритм примет вид:
Система наблюдений в режиме сейсмической томографии
Результаты расчетов погрешностей восстановления исходных моделей I-IV при различных уровнях шума в данных алгоритмом одновременного итерационного восстановления без сглаживания и с межитерационным сглаживанием представлены в табл. 3.5. Как видно из табл. 2.5, увеличение уровня шума в исходных данных с10%до50% сопровождается возрастанием относительной погрешности восстановления А и расстояния в евклидовом пространстве 8е примерно в 5 раз, а погрешность восстановления 8 возрастает примерно в 23 раза. Применение процедуры межитерационного сглаживания позволяет весьма значительно улучшить результаты восстановления модельных сечений. Так при межитерационном сглаживании величина относительной погрешности восстановления А снижается в 4-5 раз, величина расстояния в евклидовом пространстве 8е - в 3-5 раз и величина погрешности восстановления 8 - в 7-28 раз (табл. 2.5). Таким образом, процедура межитерационного сглаживания является эффективной при восстановлении исходных данных с шумами.
Следует отметить, что для улучшения достоверности и геологической интерпретируемости восстановленных сечений, а также подавления артефактов целесообразно использовать еще одну процедуру - пороговую дискриминацию сечений.
Сущность этой процедуры заключается в следующем. Вначале определяются интервалы изменения восстановленных значений параметра волнового поля. Затем задается набор пороговых или граничных величин, разделяющих эти интервалы. Далее определяется количество значений параметров, попадающих в заданные интервалы по всей выборке значений восстановленного сечения. После этого рассчитываются интервальные средние значений параметра для каждого интервала, а затем этими средними значениями заменяются все значения по сечению, попадающие в тот или иной интервал. Эта процедура приближает результат восстановления к удобному для геологической интерпретации с одновременной оценкой средних величин параметра волнового поля в локальных подинтервалах.
Результаты компьютерного моделирования локального прогноза выбросоопасных зон показали, что для успешного решения этой задачи необходимо достаточно плотное пересечение исследуемой области сейсмическими лучами и желательно больший набор углов прохождения лучей просвечивания. В силу специфических условий проведения наблюдений в шахтных условиях (стесненность пространства, невозможность использования стационарных установок на самоходных шасси, необходимость соблюдения требований газового режима) добиться выполнения указанных условий можно только применяя компьютеризированную многоканальную портативную регистрирующую аппаратуру и высокопроизводительные импульсные источники упругих колебаний. В настоящее время имеется обширный класс цифровых портативных и переносных сейсмостанций. Главная их особенность - аналого-цифровое преобразование регистрируемого сигнала и запоминание его в электронном оперативно-запоминающем устройстве (ОЗУ). Этим достигается высокая точность фиксации момента импульсного ударного воздействия и линейность, временного и амплитудного преобразования сейсмического сигнала. Воспроизведение сейсмического сигнала из ОЗУ в квазиреальном времени обеспечивает высокую точность сигнала. Количество сейсмических каналов в регистрирующей аппаратуре должно быть достаточно большим (не менее 12-ти). В противном случае метод будет весьма трудоемким и вряд ли найдет применение в промышленных условиях. Для реализации метода сейсмической томографии в шахтных условиях калийных рудников может быть рекомендована следующая цифровая регистрирующая аппаратура: сейсмостанция «Эхо» производства ВНИИГЕОФГОИКА г. Москва, сейсмостанция IS - 48 производства фирмы «mterseis» г. Саласпилс, модели 8024 и 8048 сейсмостанций «Бизон» (США), сейсмостанций ES - 2420 и ES -4825 фирмы «Джиометрикс» (США), сейсмостанция Максейс - 1600 фирмы «ОЙО», сейсмостанция TERRALOC фирмы «Атлас копко» (Швеция), сейсмостанция ИСН - 01 - 24 производства института им. Этвеша (Республика Венгрия). Применение портативных цифровых сейсмостанций связано с использованием в шахтных условиях и портативных источников сейсмических волн. Портативный импульсный источник упругих колебаний должен обеспечивать идентичность сейсмических импульсов. К настоящему времени проблема портативных источников упругих колебаний в целом остается открытой. Ручные излучатели упругих колебаний (кувалды различной конструкции) не обеспечивают требуемой идентичности возбуждаемого сигнала, по своей сути являются анахронизмом и не позволяют реализовать метод сейсмической томографии в условиях калийных рудников. Другие невзрывные источники упругих колебаний разрабатывались для условий поверхностной сейсморазведки, имеют большую массу и применение их в шахтных условиях невозможно. Известны пороховые (стреляющие) источники упругих колебаний, однако для шахтных условий калийных рудников эти источники бесперспективны. Это связано с тем, что сложно выполнить требования газового режима, необходимо специальное обучение персонала, повышенная опасность, высокая стоимость. Для реализации метода сейсмической томографии в шахтных условиях необходим невзрывной портативный и автономный источник упругих колебаний, обеспечивающий производительность порядка 1 импульса в течение 20 секунд. Такой источник упругих колебаний был разработан, изготовлен и успешно испытан в РУП ПО «Беларуськалий».
В соответствии с распределением параметров упругих колебаний при их распространении в породах Ш-го калийного горизонта параллельно напластованию сейсмическая модель соляного породного массива может быть представлена высокоскоростной тонкослоистой моделью. Основными чертами этой модели является плавное изменение эффективных параметров вдоль напластования, а также наличие регулярных компонент, выдержанных в пространстве. Выбросоопасные геологические нарушения - мульды имеют сложные физические свойства, которые весьма разнообразно проявляются в полях волн просвечивания. Сейсмическая модель выбросоопасного геологического нарушения в соответствии с преобладанием эффектов поглощения и рассеяния потоков энергии сейсмических волн просвечивания может быть представлена поглощающе-рассеивающей моделью. Для количественной характеристики эффектов поглощения и рассеяния можно использовать эффективный коэффициент поглощения-рассеяния, связь амплитуд волн с которым принимается классической - экспоненциальной.
Управление выбросоопасностью в зонах комбинированных геологических нарушений.
Методом сейсмической-томографии на Ш-м калийном горизонте рудников 1 РУ, 2 РУ и 3 РУ ПО «Беларуськалий» обследовано более 40 погонных километров подготовленных к отработке выемочных столбов лав по IV-му сильвинитовому слою. Так, на руднике 1 РУ сейсмические работы методом сейсмической-томографии проводились на 7-й западной панели (лава № 34, верх), на 12-й юго-восточной панели (лава № 43, верх), на 5-й западной панели (лава № 39, верх) и на выемочном столбе лавы № 24-бис. В результате выполненных исследований на 7-й западной панели было оконтурено одно выбросоопасное геологическое нарушение. Горными работами выбросоопасное нарушение было вскрыто в январе 1998 года. При искусственном инициировании произошел выброс соли и газа интенсивностью 87 т. Форма выбросоопасного геологического нарушения была близка к эллипсовидной. Размер большой оси составил около 20,0 м. Контуры нарушения, установленные методом сейсмической-томографии, незначительно вытянуты относительно фактических (примерно на 2,0 м). Область с максимальными значениями ЭКПР практически совпадает с ядром нарушения, представленного брекчированными, перемятыми и перемешанными породами. В дальнейшем, выемочный столб лавы № 34 был отработан и прогноз об отсутствии других выбросоопасных нарушений подтвердился полностью. На 12-й юго-восточной панели методом сейсмической-томографии выбросоопасные геологические нарушения не были выявлены. В 1998 году выемочный столб был отработан лавой № 43 и полностью подтвердился прогноз об отсутствии выбросоопасных геологических нарушений в данной области соляного породного массива. Следует отметить, что вначале выемочного столба на отметке 193 м от монтажного штрека лава пересекла локальное погружение IV-ro сильвинитового слоя под углами, достигавшими 11, и амплитудой прогиба слоев в замковой части 1,1 м. Размах крыльев погружения составил 18,0 м, центральная часть была представлена слоем каменной соли IV-V и V-M сильвинитовым слоем. При переходе лавой прогиба газовыделений и отскакивания кусочков породы из груди забоя не отмечалось. В восстановленных параметрах поля упругих колебаний данный прогиб не нашел отражения. На 5-й западной панели лавой № 39 была отработана примерно половина выемочного столба по IV-му сильвинитовому слою, где полностью подтвердился прогноз об отсутствии выбросоопасных геологических нарушений. При ведении очистных работ лавой был пересечен прогиб IV-ro сильвинитового слоя с углами падения до 12 и амплитудой в замковой части 1,2 м. В пределах выемочного столба лавы № 24-бис очистными работами в 1998 году вскрыто одно выбросоопасное геологическое нарушение, которое не было оконтурено методом сейсмической-томографии. Предварительный анализ геологических условий залегания нарушения показал, что брекчированное ядро мульды было смещено в породы почвы и располагалось ниже IV-ro сильвинитового слоя, по которому проводилось просвечивание. Такое геологическое строение выбросоопасного нарушения встречено на месторождении впервые. Этот факт потребует дополнительного изучения и соответственно, в дальнейшем, корректировки метода сейсмической-томографии.
На Ш-м горизонте рудника 2 РУ в выемочном столбе лавы № 11 (5-я южная панель) методом сейсмической-томографии было оконтурено два выбросоопасных геологических нарушения. Первое выбросоопасное геологическое нарушение было расположено в районе технологической выработки № 4 со стороны транспортного штрека лавы (рис. 5.1). Как показывает анализ восстановленных сечений, алгоритм обратного проецирования проводит существенное осреднение величин ЭКПР прямой продольной волны (Р-волны), по всему сечению и в пределах выбросоопасного геологического нарушения они незначительно отличаются от фоновых, однако контуры нарушения выделяются достаточно контрастно (рис. 5.1,1). Алгоритм суммирования разностей дает более достоверную и геологически интерпретируемую картину (рис. 5.1, II). Значения ЭКПР Р-волны в пределах выбросоопасного геологического нарушения превышают фоновые значения в 1,5+2 раза. Так, фоновые значения ЭКПР по сечению составляют 0,0224 -0,0508 м"1, тогда как в пределах нарушения они возрастают до 0,0791 - 0,1075 м"1. Алгоритм коррекции обратной проекции дает значения величины ЭКПР в пределах выбросоопасного нарушения 0,1244 м"1, что также примерно в два раза больше фоновых значений по сечению. Восстановление сечения алгоритмом одновременного итерационного восстановления показало, что он дает несколько заниженные значения ЭКПР Р-волны в пределах выбросоопасного нарушения, однако они также превосходят фоновые значения в 1,5-г2 раза. Весьма интересные результаты были получены при восстановлении значений ЭКПР обменно-преломленной волны S2P1S2, образующейся в глинисто-карналлитовой пачке (рис. 5.2). Как видно из рис. 7.7, I, алгоритмом суммирования разностей получена инверсная картина изменения значений ЭКПР. Так, в пределах выбросоопасного геологического нарушения на уровне глинисто-карналлитовой пачки, значения ЭКПР S2P1S2 -волны не возрастают, а наоборот, уменьшаются по сравнению с фоновыми в 2ч-4 раза. Этот факт может быть объяснен только тем, что породы глинисто-карналлитовой пачки в локальной области геологического нарушения
Результаты оконтуривания выбросоопасного геологического нарушения на Ш-м калийном горизонте рудника 2 РУ с пороговой дифференциацией величины эффективного коэффициента поглощения-рассеяния Р-волны (5-я южная панель, район технологической выработки № 4): I - алгоритм обратного проецирования; II - алгоритм суммирования разностей. находятся в повышенном напряженном состоянии. Примерно аналогичная картина была получена при восстановлении сечения алгоритмом одновременного итерационного восстановления (рис. 5.2, П). Инверсия значений ЭКПР волны S2P1S2 может служить одним из показателей для оценки степени выбросоопасности геологических нарушений при их оконтуривании методом сейсмической-томографии уже на стадии подготовки выемочного столба к отработке. Этот установленный факт требует дальнейшей экспериментальной проверки и тщательного анализа. На восстановленных алгоритмами сейсмической томографии сечениях, размеры нарушения составили 15,0 м х 25,0 м с координатами центра Х= 141,0 м, Y= 24,0 м. Лавой № 11 оконтуренное геологическое нарушение было пересечено в июне 1995 года. Контуры брекчированной части нарушения совпали с данными метода сейсмической томографии.
