Содержание к диссертации
Введение
1. Локализация неоднородностеи интервала малых глубин породного массива, влияющие на решение горнотехнических задач 8
1.1 Литологические неоднородности 15
1.2 Тектонические неоднородности 18
1.3 Горно-технические неоднородности 22
2. Интерпретация данных малоглубинной сейсморазведки 27
2.1 Кинематическая интерпретация 28
2.2 Динамическая интерпретация 36
2.3 Комплексная интерпретация 44
3. Совершенствование процедуры комплексной интерпретации 50
3.1 Оптимизация качественного состава комплекса интерпретационных параметров волнового поля 51
3.2 Оценка количественной структуры набора интерпретационных параметров 72
3.3 Методика комплексной интерпретации 80
4. Опробование процедуры комплексной интерпретации в сейсмогеологических условиях ВКМКС 82
4.1 Картирование зон замещения 82
4.2 Локализация тектонических нарушений 93
4.3 Выявление зон техногенной изменчивости массива 105
Заключение 123
Список используемых сокращений 125
Литература 126
- Тектонические неоднородности
- Комплексная интерпретация
- Оценка количественной структуры набора интерпретационных параметров
- Выявление зон техногенной изменчивости массива
Введение к работе
Актуальность темы диссертации.
В сложных горно-геологических условиях подземной добычи водорастворимых полезных ископаемых при значительных площадях выработанного пространства необходимо широкое применение геофизических методов исследований. Наземная и шахтная сейсморазведка является ключевым методом решения задач, связанных с обнаружением и с мониторингом объектов, влияющих на условия безопасной разработки месторождения. Из всего многообразия подобного рода объектов сейсмическим исследованиям доступны локальные неоднородности метрового диапазона.
Успешное решение задачи локализации неоднородностей обеспечивает эффективность последующего контроля за взаимодействием их с выработанным пространством. К объектам, требующим повышенного внимания, относятся природные структурно-литологические неоднородности и разного рода техногенные осложнения и, связанные с ними инициирующие процессы разрушения породного массива. Возможность прогноза подобных последствий зависит от достоверности определения природы фиксируемых осложнений волнового поля и границ их зон влияния.
Прямые интерпретационные заключения о природе осложнений волнового поля в интервале малых глубин по эталонным «сейсмоизображениям» затруднительны в связи с высокочастотным диапазоном регистрации и существенной «зашумленностью» данного интервала. Повышение точности локализации и идентификации картируемых неоднородностей породного массива возможно при совместном анализе определенного набора независимых характеристик волнового поля.
Для волнового поля количество рассчитываемых кинематических и динамических параметров теоретически неограниченно. Большинство из них взаимозависимо и не несет отдельной информационной составляющей. Набор информативных параметров для конкретных типов неоднородностей индивидуален и требует дополнительных исследований в каждом конкретном случае. Атрибуты волнового поля, выступающие поисковыми сейсморазведочными признаками, с различной контрастностью могут объединяться в единый комплексный параметр. В зависимости от информативности каждый атрибут должен вносить конкретный вклад в объединенное значение комплексного параметра, что формирует физическое обоснование интерпретационного заключения о природе фиксируемых осложнений волнового поля и повышает точность их картирования.
Целью работы является разработка методики идентификации локальных неоднородностей соляной толщи по комплексу независимых параметров результирующего волнового поля малоглубинной сейсморазведки.
Задачи исследований:
1. Создание детальных сейсмогеологических моделей для основных типов структурно-литологических неоднородностей, влияющих на безопасность разработки калийной залежи и связанных с ними критических техногенных осложнений строения и свойств породного массива.
Обоснование набора интерпретационных параметров сейсмического волнового поля для локализации природных и техногенных неоднородностей соляной толщи.
Обоснование процедуры распознавания конкретных типов природных и техногенных неоднородностей породного массива в рамках сформированного набора атрибутов волнового поля.
Разработка методики комплексной интерпретации данных малоглубинной сейсморазведки.
Практическое опробование методики интерпретации на различных природных и техногенных объектах как в режиме локализации, так и мониторинга.
Научная новизна работы:
Установлена наибольшая информативность динамических параметров: амплитуды, частоты, отношения сигнал/шум для сейсмогеологических условий калийной залежи пластового типа при выявлении горно-геологических неоднородностей в высокочастотном поле упругих волн.
Получены идентификационные сочетания атрибутов поля отраженных волн продольного типа для конкретных типов горно-геологических неоднородностей природного и техногенного происхождения.
Сформирована поэтапная детальная сейсмогеологическая модель процесса формирования купольной полости при затоплении соляного рудника.
Разработан на основе решения прямой задачи малоглубинной сейсморазведки механизм количественной оценки информативности отдельных атрибутов волнового поля при выявлении и идентификации природных и техногенных неоднородностей соляного массива.
Практическая значимость результатов исследований.
Детальные сейсмогеологические модели основных типов неоднородностей соляной толщи составляют информационную базу этапа интерпретации данных малоглубинной сейсморазведки.
Методика комплексной интерпретаций данных малоглубинной сейсморазведки с использованием количественной оценки для составляющих волнового поля позволяет формализовать процесс определения природы осложнений волнового ПОЛЯ.
Представленные интерпретационные технологии внедрены в практику наземных и шахтных сейсморазведочных исследований на Верхнекамском месторождении калийных и магниевых солей, реализуемых на различных стадиях производства горных работ.
Методы исследований включали: построение сейсмогеологических моделей локальных природных и техногенных неоднородностей водозащитной толщи, решение прямых задач сейсморазведки для данных моделей, разработку методики локализации изучаемых неоднородностей, практическое опробование методики на реальных материалах наземных и шахтных сейсморазведочных исследований, оценку достоверности результатов применения методики по данным прямого геологоразведочного опробования.
Личный вклад автора заключается:
1. в разработке моделей изучаемых неоднородностей;
в решении прямой задачи сейсморазведки для сформированных моделей;
в разработке интерпретационной методики идентификации и локализации локальных природных и техногенных неоднородностей водозащитной толщи по данным малоглубинной и шахтной сейсморазведки;
в опробовании методики на реальных объектах.
Основные защищаемые положения:
Осложнения волнового поля в пределах калийной залежи максимально полно описываются конкретным комплексом следующих параметров: эффективная скорость распространения упругих волн, частота, амплитуда и отношение сигнал/шум.
Идентификационные сочетания атрибутов волнового поля для горно-технических неоднородностей водозащитной толщи и калийной залежи заключаются в понижении значений амплитуды, частоты, эффективной скорости, отношения сигнал/шум, а для геологических - носит знакопеременный характер, который зависит от строения изучаемых объектов.
Методика комплексной интерпретации волнового поля заключающаяся в: формировании априорной интерпретационной гипотезы о природе выявленного осложнения волнового поля, подборе алгоритмов идентификационных процедур, уточнении границ локальной неоднородности на основании учета информативности отдельных составляющих в процедуре распознавания, прогнозной количественной оценке по результатам скоростного анализа возможных негативных изменений физико-механических свойств.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций основываются на значительном объеме сейсморазведочной и геологоразведочной информации, проанализированной при интерпретации результатов обработки сейсморазведочных данных, подтверждаются результатами бурения геологоразведочных скважин и проходки горных выработок на участках локализации картируемых неоднородностей геологического разреза.
Диссертация отражает результаты исследований, выполненных с 2003 по 2012 гг. по госбюджетной и договорной тематике в ГИ УрО РАН.
Публикации и апробация работы.
По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы, в том числе 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК. Основные результаты исследований и положения диссертационной работы докладывались на различного уровня конференциях и семинарах: «Уральская молодёжная научная школа по геофизике» (г. Пермь, 2005, 2006), международный научный симпозиум «Неделя горняка» (Москва, 2007), международная научно-практическая конференция «Геофизика-2007» (Санкт-Петербург, 2007); 70 EAGE conference & Exhibition (Рим, 2008); международная Научно-Практическая конференция «Геомодель 2010» (Геленджик, 2010); научные сессии Горного института УрО РАН с 2006 по 2012 годы. В 2011 году на тему «Разработка аппарата комплексной интерпретации данных малоглубинной сейсморазведки для решения горно-геологических задач» поддержан грант научных проектов (11-5- НП-414) молодых учёных и аспирантов УрО РАН. В 2012 году проект «
Информационное обеспечение полномасштабного изучения
интерференционных полей разнородных упругих волн на подрабатываемых территориях» (12-05-31102) получил финансовую поддержку в системе РФФИ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и изложена на 139 страницах, включая 62 иллюстраций, 12 таблиц и список использованных литературных источников из 126 наименований. Плодотворной работе над диссертацией способствовала творческая и доброжелательная атмосфера в коллективе и поддержка коллег.
Тектонические неоднородности
При характеристике тектонического строения Верхнекамского месторождения солей необходимо учитывать несколько аспектов: структурно-тектоническое положение Соликамской впадины, структуру подсоляного комплекса пород, общую структуру и внутреннюю тектонику соляной толщи, тектонику надсолевых отложений и проблему большеамплитудных смещений в солях [47].
На основной части ВКМКС (восточнее Камского прогиба) развиты три типа структур. Первый тип - это локальные (протяженностью 10-40км) линейные структуры: положительные - поднятия и валы; отрицательные - прогибы, синклинали (рис. 1.6). Поднятия имеют пологие крылья, они расположены на значительных расстояниях одно от другого. Ориентировка их осей преимущественно субмеридиональная. Валы представляют собой узкие линейные антиклинали с крутыми крыльями и субширотной ориентировкой. Отрицательные структуры - прогибы, синклинали - являются сопряженными структурами по отношению к поднятиям и валам.
Второй тип структур - локальные замкнутые положительные (купола, брахиантиклинали) и отрицательные (мульды, брахисинклинали) структуры. Они встречаются либо в виде разрозненных изолированных структур, либо группируются в цепочки по 2-3 структуры, осложняя строение субмеридиональных поднятий и прогибов. К третьему типу структур отнесены незамкнутые с одной стороны структуры более мелкого порядка, характеризующиеся однонаправленным погружением шарниров: положительные -структурные выступы, отрицательные - синклинали и желообразные прогибы. Последние открываются в Камский прогиб [47].
На площади месторождения выделяется две системы субширотных сопряжённых узких линейных структур - валов и прогибов, приуроченных к зонам Боровицкого и Дуринского региональных разломов. Дуринская система структур имеет сложное строение: здесь выделяются Косиковский и Ерёменский валы, Усовский и Гулинский прогибы и Северо-Быгельская синклиналь (рис. 1.6).
По кровле солей на юге Дуринской площади [99, 100, 47] выделяется отрицательная структура субширотной ориентировки - Гулинский прогиб (рис. 1.7). Он прослеживается с запада на восток более чем на 25км, уходя за рамку исследованной площади. В поперечном разрезе прогиб асимметричен - южный борт круче северного. В центральной части Тулинского прогиба обнаружена узкая зона полного отсутствия солей. Соленосная толща вблизи этой зоны представлена сильно глинистой каменной солью или глиной с пластами и пропластками каменной соли [47].
Сейсмогеологическая модель Тулинского прогиба представлена на рис. 1.5. Сам прогиб заполнен низкоскоростными породами ТКТ и ГЩТ, а тальвег обозначен высокими скоростями в ПдКС, что создаёт повышенный градиент эффективных скоростей. По мере приближения к дну прогиба мощность СМТ и соленосной толщи значительно сокращаются. Борт прогиба характеризуется пониженными скоростями по сравнению с дном, что, возможно, связано с разуплотнением солей в результате пластического течения [3].
Складчатые и разрывные дислокации представляют собой те основные элементы тектоники ВКМКС, которые выявляются, изучаются и картируются в подземных горных выработках. Складчатые структуры почти всех типов, развитые в промышленной зоне ВКМКС, характеризуются западной вергентностью. Флексурные и флексуроподобные складчатые дислокации преимущественно развиты на склонах поднятий, продольного и поперечного изгиба - на сводах мегаантиклиналей. Флексурные складки - складки, образованные внутрислойным течением вещества или (и) скольжением вдоль поверхности напластования и кливажа [35]. Встречаются в виде одиночной или серии флексурных складок, сближенных и перекрывающих друг друга.
Признаком их отнесения к аномальным особенностям ВЗТ является наличие в них вязких разрывов скалывания, указывающих на их принадлежность к зоне разрывных и флексурно-складчатых дислокаций (РФСД). Вязкий разрыв - линия перемещения соседних слоев или складчатых структур без образования трещин скалывания и зон дробления, что свидетельствует о пластичном состоянии пород в момент его образования. Вязкие разрывы образуются в опрокинутых крыльях флексурных складок, группируясь в отдельные зоны.
Все складки внутри соляной толщи, независимо от их порядка и положения в пределах поднятий, имеют общую характерную черту: все они однообразно асимметрично построены - западные крылья у них более крутые, чем восточные, а осевые поверхности опрокинуты в той или иной степени только в одном направлении - на запад [47].
На рисунке 1.8 представлена сейсмогеологическая модель флексурной складки в продуктивной зоне с распределением скоростей по пластам. В самом ядре структуры задана высокая скорость, что должно отражаться в кинематической составляющей волнового поля.
В перегибе (замке) [51] складок могут возникать трещины отрыва по одному или двум направлениям. Одно из них совпадает с простиранием складок, другое - поперечное. Появление продольных трещин объясняется общим растяжением пород в замках складок изгиба; поперечные трещины возникают там, где шарниры складок образуют антиклинальные перегибы. Растяжения, которые испытывают при этом породы, направлены вдоль оси складки и приводят к образованию поперечных трещин отрыва [51]. Таким образом, в районе замка формируется ослабленная зона за счёт трещиноватости.
Комплексная интерпретация
Существуют интерпретационные системы, где обычно совместно используются несколько атрибутов для картирования каких-либо свойств залежи [101, 102, 103]. Атрибуты определяются для выбранной части сейсмического разреза как погоризонтные и/или оконные атрибуты. Размер окна должен, по крайней мере, превышать полупериод записи. Затем атрибуты анализируются и отбираются по совокупности геофизических и петрофизических критериев. После этого могут быть установлены корреляционные связи между атрибутами и значениями петрофизических параметров [1, 52, 53, 66].
В ряде отечественных систем обработки (Птецов С.Н., 1989) также широко практиковалось вычисление целого ряда динамических и кинематических параметров сейсмической записи. Суть отечественной технологии использования атрибутов составлял спектральный анализ записи в окне (по времени) определённой длительности, например 0,1с [27]. Наглядный пример комплексной интерпретации - сейсмостратиграфия [96].
Основной целью данного интерпретационного направления является определение условий и обстановок осадконакопления по особенностям волновой картины на сейсмических разрезах отражённых волн. К ним относятся: взаимное положение и конфигурация осей синфазности, их непрерывность, интенсивность и другие признаки. В основе применения конкретных характеристик волновой картины следующие положения:
а) конфигурация сейсмических границ отображает форму геологических тел и напластований;
б) динамика сейсмических волн обусловлена акустической дифференциацией пород в интервалах среды, ответственных за образования отражений;
в) характер прослеживаемости отражений свидетельствует о степени устойчивости свойств отражающих пачек вдоль напластования.
Использование атрибутов сейсмических волновых полей при решении задач инженерной геологии в рамках метода МПВ рассмотрено в работах Крылатковой Н. А. [45, 66]. При работах МПВ в качестве кинематических атрибутов записи предлагаются: времена регистрации, временные задержки между фазами, между осями синфазности, интегральные или локальные углы наклона осей синфазности и производные от этих параметров (скорости и т.п.). В качестве динамических атрибутов волновых записей предложены интегральная, интервальная и мгновенная амплитуды, их частотные и фазовые характеристики, а также различные производные параметры: энергия сейсмических сигналов, коэффициенты затухания и градиенты этих характеристик по вертикали и по латерали. Применение данного подхода для инженерно-геологических задач обосновывается особенностями наблюдаемых волновых полей, опытом применения подобных характеристик в сейсморазведке МОГТ и анализом возможностей атрибутов с помощью математического моделирования. Есть положительные результаты применения атрибутных изображений при изучении карстоопасных объектов, участков с подземными горными выработками и зон повышенной трещиноватости в геологическом разрезе [26, 46, 66]. Также возможна количественная оценка парных взаимных корреляционных характеристик параметров волн. Для расчёта комплексного параметра вероятности выделения аномалий используют программу, которая на основе способа главных компонент вычисляет веса для каждого из параметров. Физический смысл таких весов, рассчитанных по отношению к эталонному параметру, с наибольшей вероятностью отображающему свойства залежи, либо по отношению к независимому от геофизических параметров, означает количественную меру подобия. Свёртка наиболее информативных (с наибольшими весами) параметров с учётом их весов определяет комплексный параметр вероятности обнаружения залежи [66].
Подобный подход использован и для малоглубинной соляной сейсморазведки (до 400-х м). Объектами малоглубинной сейсморазведки становятся не залежи углеводородов и нефтяные ловушки - а различные неоднородности соляной толщи, которые также по разному выражаются в волновом поле. Поэтому разумно перенести и адаптировать некоторые принципы и методики комплексирования сейсмических параметров нефтяной сейсморазведки на малоглубинные объекты. Исследования последних лет [9, 17, 58, 73, 94] на Верхнекамском месторождении калийных солей направлены, прежде всего, на поиск связей между пониженными физико-механическими свойствами среды и группой сейсмических параметров в целях картирования подобных аномалий геологического разреза для обеспечения безопасности производства горных работ. По результатам исследований данных связей уменьшение значений регулярности и частоты сейсмической записи, интенсивности, скоростей распространения упругих волн свидетельствует об ухудшении прочностных свойств пород горного массива.
В данном случае комплексирование сейсмических атрибутов следует понимать как совместный анализ определённых кинематических и динамических характеристик волнового поля, например, объединённых в один параметр [65, 71]. Точность локализации аномалий повышается за счет селективного отбора составляющих наиболее чувствительных к определённому типу нарушения. В составе набора для расчета комплексного параметра (КП) на данный момент введено 8 количественных характеристик волнового поля: амплитуда, частота, отношение сигнал\шум, эффективная скорость, градиент скоростей, интервальная скорость, ширина спектра, временной сдвиг. Формируя различные наборы этих атрибутов, рассчитывают КП [61].
Функции, описывающие поведение указанных характеристик вдоль профиля, преобразуют в промежуточные, принимающие значения 0 или 1. Промежуточной функции присваивают нулевое значение, если на данном пикете исходная функция не выходит за доверительный интервал, и единицу - если выходит.
Оценка количественной структуры набора интерпретационных параметров
В представленных примерах расчет значений комплексного параметра основывается на равновесном суммировании всех характеристик, что не в полной мере соответствует реальным закономерностям. Анализируемые характеристики волнового поля имеют различную информативность для аномальных зон, и их необходимо вносить в комплексный параметр с определёнными весовыми коэффициентами.
Для определения значений весовых коэффициентов дополнительно рассчитывается эталонное волновое поле, где в качестве исходного сигнала используется единичный импульс (длина 1мс). Во временной области рассчитывается отклик модели среды на единичный импульс бесконечно малой длительности, так называемая импульсная характеристика среды. Она представляет собой трассу, имеющую нулевые значения в моменты прихода сейсмических волн в точку регистрации, заданную на модели. Суммарный временной разрез при таких условиях отражает сейсмогеологическую модель объекта изучения во временном масштабе.
Для обоих вариантов волновых полей (синтетического и эталонного) рассчитан набор характеристик: амплитуды, частоты, эффективные скорости и отношение сигнал/помеха.
В дальнейшем рассчитаны линейные коэффициенты корреляции [38] между оценками одноименных характеристик эталонного и синтетического волновых полей для заданных интервалов времени. Для интервалов локализации неоднородности определяется среднее арифметическое коэффициентов корреляции с учетом знака. Вес каждого параметра определяется по отношению к максимальной величине данной оценки.
Для сквозной зоны замещения из всех атрибутов максимальной величиной корреляции эталонного и синтетического волновых полей характеризуются амплитуды. В соответствии с этим определены весовые коэффициенты, с которыми необходимо рассчитывать комплексный параметр (табл. 3.7).
На рис. 3.16 представлены эталонный временной разрез, а на рис. 3.17 -разрезы комплексного параметра с вариантом сочетания параметров для сквозной зоны замещения, рассчитанные при равновесном суммировании (а) и с весовыми коэффициентами (б). Сравнивая разрезы, можно отметить более чётко локализованную неоднородность, границы менее размытые и отсутствуют мелкие аномалии.
Для экранированной зоны замещения эталонный временной разрез и скоростная характеристика представлены на рис. 3.18. Нормирование к значению эффективных скоростей привело к следующим весовым коэффициентам: амплитуда - 0,65; частота - 0,07; сигнал/шум - 0,83; эффективные скорости - 1. После анализа всех сочетаний сейсмических характеристик для данной неоднородности в главе 3.1.2 выбраны 6 и 7-й варианты. По результатам расчёта с весовыми коэффициентами определен вариант №7. Таким образом, итоговый вариант расчёта КП для локализации экранированной зоны замещения представлен в табл. 3.8.
При сравнении разрезов КП с равновесным суммированием и весовыми коэффициентами (рис. 3.19) следует отметить снижение интенсивности краевых эффектов, вызванных интерференционными явлениями.
Максимальные значения КП в основном сосредоточены в районе ПО и 170 мс, что соответствует интервалам ПП-Ек (зона ВЗТ и верхняя часть карналлитовой зоны) и Ек-Сил (нижняя часть карналлитовой и верхняя часть сильвинитовои зон), соответственно. По итогам проведённых исследований основных неоднородностей соляной толщи составлена обобщающая таблица сочетаний волновых атрибутов и их весовых коэффициентов для каждого типа нарушения (табл. 3.12).
Таким образом, по результатам решения прямой задачи для основных неоднородностей соляного месторождения рассчитаны разрезы КП с различными сочетаниями сейсмических атрибутов. Получены весовые коэффициенты, отражающие информативность анализируемых параметров. Их учёт в КП повышает надёжность локализации в разрезе.
Выявление зон техногенной изменчивости массива
По результатам мониторинговых исследований [122, 123] в пределах аварийной зоны на промплощадке БКПРУ-1 (рис. 4.17) проанализированы результаты цифровой обработки и интерпретации 11-ти циклов сейсморазведочных наблюдений.
Исследования проводились как по продольной, так и непродольной системам наблюдения. При непродольном профилировании линии пунктов возбуждения и приёма располагались таким образом, чтобы проекция линии ОГТ попадала непосредственно на место предполагаемого провала. На рис. 4.18 представлен временной разрез ОГТ (а) непродольного профиля №25 на момент второго этапа мониторинга. Выделен ряд отражающих горизонтов - СМТ -кровля соляно-мергельной толщи; ПП - кровля переходной пачки; Карн - кровля карналлитов; Сил - кровля сильвинитов; МГ - кровля маркирующей глины.
Осложнения волнового поля (ПК 20 - 200 и ПК 320-400), отмеченные на временном разрезе, характеризуются снижением значений эффективных скоростей и интенсивности сейсмической записи. Вероятней всего, они вызваны снижением значений физико-механических свойств пород соляной толщи [71]. Оба участка приурочены к краевым частям мульды оседания. На разрезах комплексного параметра с равновесным суммированием, помимо аномалий в районе течи и будущего провала, присутствует область повышенных значений на пикетах 300-400 в интервале СМТ-ПП. Нужно отметить, что эта зона пропадает при расчёте с весовыми коэффициентами (рис. 4.18,в), проявляются лишь области в районе провала и течи. Повышенные значения КП в районе будущего провала (ПК 120-200) локализованы в интервале Карн - Сил, что говорит о начале негативных изменений в продуктивной толще.
На профиле №25 проведено 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 [16].
Разрезы комплексного параметра по всем профилям (рис. 4.19 - 4.20) демонстрируют изменение прочностных свойств массива от этапа к этапу.
Наиболее контрастная аномалия на всех разрезах - это интервал 0-50ГЖ (место, где зафиксирована течь в выработке) связана с ослабленной зоной, которая «гуляет», что может быть, по причине перераспределения напряжений в массиве. Для каждого параметра волнового поля по профилю построены пространственно-временные диаграммы [13] (рис. 4.21 - 4.24), где штриховой чёрной 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 к среднему, полученному из всех данных. По вертикали располагается время проведения работ (табл. 4.1). Повышенные значения КП соответствуют минимальным значениям характеристик волнового поля - амплитуды, отношения сигнал/шум, эффективной скорости и частоты.
На первой диаграмме амплитуд (рис. 4.21) повышенные значения КП в районе провала сосредоточены, начиная с 6-го наблюдения. На диаграмме амплитуд для горизонта ПП 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 одну, образуя целую низкоамплитудную область (ПК 50-300), приуроченную к месту провала. Для интервала Ек и Сил нет чёткой локализации аномалий. Появление максимальных значений КП на пикетах 200-280 в последних циклах наблюдений говорит о том, что негативные изменения распространяются на запад.
На диаграмме градиента эффективных скоростей (рис. 4.22) в СМТ зоны с наибольшим изменением скорости рассредоточены по профилю и попадают на левую границу места провала (ПК 200). Повышенный градиент на пикетах 300 400 приурочен к геологической аномалией, не связанной с провалом. На диаграмме ПП максимальные изменения скоростей происходили в районе провала на момент 1-7 исследований и в интервале пикетов 300-400 в первые этапы работ.
Для горизонтов Ек и Сил градиент скоростей отмечается в начале профиля (место течи) и в конце (особенно на последних этапах исследований).
На частотной диаграмме (рис. 4.23) сложно найти какую-либо закономерность в пределах выделенной аномальной зоны.
Контрастная картина наблюдается на рисунке 4.24 отношение сигнал/шум -особенно ярко выразилось на диаграммах СМТ и ПП расширение зоны пониженных значений со временем от 0-го пикета к месту провала. На момент последнего просвечивания мы имеем интервал - ПК 0-250. В интервал провала аномалия переместилась на время 4-го измерения - для СМТ диаграммы, - и на момент 6-го этапа - для ПП. Для горизонтов Ек и Сил наблюдается несколько иная картина: на диаграмме Ек пониженные значения отмечаются лишь с 3-го этапа и сохраняются в начальной части профиля (место течи) до последней даты исследований, не расширяясь до места провала. Такая же закономерность и на диаграмме Сил, только аномальные значения наблюдаются с первых этапов исследования. Уже в последние даты аномалия появляется по обе стороны от места провала.
Вводя весовые коэффициенты для каждой характеристики, можно снизить влияние зоны, которая не связана с изучаемой полостью (ПК 300-400).
Анализируя всю полученную информацию, можно предположить, что в зоне провала негативные изменения происходили лишь в интервале СМТ и ПП, и аномальные значения смещались от места течи к месту будущего провала на всём протяжении мониторинга. Повышенные значения КП для карналлитовой и сильвинитовой толщ сосредоточены в начальной части профиля до последнего этапа исследований. Перемещения аномалии к месту провала не отмечается, но по его левой границе есть небольшие повышения значений КП.
Таким образом, проведена структуризация материала, накопленного в процессе мониторинга (06.12.2006 - 18.08.07) на профиле №25. Подобная схема анализа применялась также и для других профилей, пересекающих опасные зоны разуплотнения.
Интересным представляется материал, собранный по профилю №47 [114, 115, 118] (рис. 4.26). На протяжение полутора лет сейсмических наблюдений фиксировались негативные изменения до момента образования провала 25.11.2010г. Карстовую полость на пикетах 320-400 засыпали 28.07.2011г, а затем продолжили мониторинг, который осуществлялся по профилю №56.
Похожие диссертации на Комплексная интерпретация данных малоглубинной сейсморазведки при решении горно-технических задач
