PL105879B1 - Sposob lokalizacji ognisk wstrzasow - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób lokalizacji ognisk wstrzasów wystepujacych w kopalniach.

Znane i stosowane aktualnie metody lokalizacji ognisk wstrzasów polegaja na okresleniu odleglosci ogniska od stanowisk sejsmografów, na których zarejestrowano fale sejsmiczne wywolane wstrzasem. Wyznaczenie lokalizacji sprowadza sie do okreslenia wartosci predkosci rozprzestrzeniania sie fal sejsmicznych n& drodze „ognisko wstrzasu-stanowisko sejsmografów", zwanej promieniem sejsmicznym oraz czasu przebiegu fali po tej drodze.

W stosowanych metodach lokalizacji, zapisy wstrzasów na stanowiskach; sejsmografów pozwalaja jedynie .okreslic momenty czasowe tp i ts, w których fale sejsmiczne podluzne P i poprzeczne S osiagnely poszczególne stanowiska sejsmografów. Na podstawie wyznaczonej lokalizacji ognisk wstrzasów okresla sie w sposób empirycz¬ ny wartosci wspólczynnika Ksp lokalizacji ognisk, przez który, zeby otrzymac dlugosc promienia sejsmicznego mnozy sie odczytane z wyników rejestracji nastepnych wstrzasów wartosci róznicy czasów zarejestrowania fali podluznej F i fali poprzecznej S tzw. A tsp. Podobnie na podstawie znanej lokalizacji ogniska wstrzasów, okresla sie w sposób róznicowy wartosci predkosci pozornej fali podluznej P dla poszczególnych par stanowisk sejsmografów, jako stosunek róznicy dlugosci poszczególnych promieni sejsmicznych do róznicy czasów zarejestrowania fali P na poszczególnych stanowiskach. Odczytane z wyników rejestracji róznice czasów zarejestrowania fali P dla poszczególnych par stanowisk mnozy sie przez wartosci predkosci pozornych otrzymujac dlugosci promieni sejsmicznych.

Niedogodnoscia znanych sposobów lokalizacji ognisk wstrzasów jest to, ze bazuja one na wartosciach pozornych, które zmieniaja sie w bardzo szerokich granicach i nie maja scisle okreslonych zwiazków z wartoscia¬ mi rzeczywistymi predkosci rozprzestrzeniania sie fal, lub jak w przypadku wspólczynnika lokalizacji Ksp, wartosci rzeczywiste predkosci rozprzestrzeniania sie fal sejsmicznych podluznych P i popizecznych S sa w nim zawarte w formie uwiklanej.

Celem wynalazku jest usuniecie wad omówionych sposobów lokalizacji ognisk wstrzasów wystepujacych w kopalniach, poprzez stosowanie rzeczywistych wartosci predkosci rozprzestrzeniania sie fal sejsmicznych2 105 879 podluzych P i poprzecznych S na okreslonych promieniach sejsmicznych oraz powiazanie ich z wlasnosciami sprezystymi górotworu jak stala Poissona v i modul Younga E.

Istota wynalazku polega na tym, ze w celu okreslenia rzeczywistej wartosci predkosci Vp rozprzestrzeniania sie fali sejsmicznej podluznej P, wykonuje sie punktowe odstrzaly ladunków materialów wybuchowych, których momenty wybuchu rejestrowane na wyznaczonym najblizszym stanowisku sejsmografów, sluza do obliczenia, dla promieni sejsmicznych laczacych punkty odstrzalów z tym stanowiskiem sejsmografów, wartosci Vp, wspólczynnika Ksp lokalizacji ognisk wstrzasów oraz wspólczynnika a okreslonego wzorem: a = Atsp Atpo w którym: Atsp, — stanowi wartosc róznicy czasów zarejestrowania podluznych fal sejsmicznych P i poprzecz¬ nych S; Atpo — stanowi wartosc róznicy czasów momentu wybuchu i momentu zarejestrowania fali podluznej P na wyznaczonym stanowisku sejsmografów.

Wspólczynnik a charakteryzuje wlasnosci sprezyste górotworu poprzez zwiazek ze stala Poissona zaleznos¬ cia: \ a + 2a Obliczone wartosci wspólczynników Ksp, a oraz wartosci predkosci Vp sluza do ich interpolacji lub ekstrapolacji dla promieni sejsmicznych laczacych znane ogniska wstrzasów z wyznaczonym stanowiskiem sejsmografów, na podstawie których nastepnie obliczone wartosci wspólczynników Ksp. a oraz wartosci predkosci Vp dla promieni sejsmicznych laczacych ogniska wstrzasów z pozostalymi stanowiskami sejsmogra¬ fów, zestawia sie w diagramy biegunowe. Kazdy punkt na diagramie biegunowym charakteryzuje sie tym, ze posiada wartosci parametrów Ksp, Vp oraz a, zwiazane zaleznoscia: VP = KSpXa Nowe wstrzasy wystepujace w rejonach, dla których sporzadzono diagramy biegunowe, lokalizuje sie w pierwszym etapie w sposób przyblizony na podstawie srednich wartosci wspólczynnika Ksp lokalizacji oghisk wstrzasów, nastepnie droga kolejnych przyblizen, wykorzystujac wartosci wspólczynników Ksp, a oraz wartosci predkosci Vp, z diagramów biegunowych.

Najblizsze stanowisko sejsmografów rejestrujace wstrzasy wywolane odstrzalem ladunków punktowych, wyznacza sie z istniejacej sieci stanowisk sejsmografów, wzglednie wyznacza sie okresowe dodatkowe stanowisko sejsmografów zlokalizowane w poblizu miejsc wykonania tych odstrzalów.

Celem przykladowego zilustrowania sposobu lokalizacji ognisk wstrzasów wedlug wynalazku, na fig. 1 przedstawiono lokalizacje stanowisk sejsmografów oraz miejsc odstrzalów punktowych ladunków materialów wybuchowych, jak i lokalizacje ognisk wstrzasów, Na fig. 2 przedstawiono lokalizacje ognisk wstrzasów rejestrowanych przez wszystkie stanowiska sejsmografów wraz z diagramem biegunowym wartosci parametrów Ksp, Vp oraz a dla jednego stanowiska sejsmografów z zaznaczonym obszarem mozliwego wystepowania dalszego wstrzasu.

Na figurze 3 przedstawiono nomogram zaleznosci wartosci parametrów Atpo, Atjsp i wspólczynnika a lub odpowiadajacej jej wartosci stalej Poissona v, natomiast na fig. 4 nomogram zalleznosci wartosci wspólczynnika Ksp od Vp oraz wspólczynnika a i odpowiadajacej jej wartosci stalej Poissona v .

Zgodnie z wynalazkiem, w poblizu zaznaczonego na fig. 1 rejonu wystepowania wstrzasów rejestrowanych przez stanowiska I, II, III, IV sejsmografów, usytuowuft sie dodatkowe stanowisko V sejsmografów i w punktach A, B, C, D wykonuje sie odstrzaly ladunków malych ilosci materialu wybuchowego, powodujac powstanie slabych wstrzasów zarejestrowanych na stanowisku V sejsmografów. Równoczesnie z rejestracja wstrzasów wywolanych wybuchami, rejestruje sie momenty czasowe ich powstania, co pozwala na okreslenie znanymi sposobami wartosci wspólczynnika Ksp lokalizacji ognisk wstrzasów, wartosci predkosci Vp rozprzestrzeniania sie fali podluznej P oraz okreslenie wartosci wspólczynnika a na czterech promieniach sejsmicznych laczacych punkty A, B, C, D ze stanowiskiem V sejsmografów* Wspólczynnik a oblicza sie z wzoru: a = AtSP Efpó przy czym: Atsp — stanowi wartosc róznicy czasów zarejestrowania sejsmicznych podluznych P i poprzecznych S, A tpo—stanowi wartosc róznicy czasów momentu wybuchu i czasu zarejestrowania fali podluznej P na stanowisku V sejsmografów.

Na podstawie interpolacji okresla sie wartosc tych parametrów dla czterech nastepnych promieni sejsmicznych laczacych znane ogniska 1, 2, 3, 4 wstrzasów ze stanowiskiem V sejsmografów. Ogniska tych wstrzasów zarejestrowanych przez stanowiska sejsmografów I, II, III, IV iV lokalizuje sie na podstawie bezposrednich obserwacji. Na podstawie znajomosci wartosci parametru a na promieniach A—V, B—V, C—V iD—V interpoluje sie wartosci wspólczynnika a oraz wspólczynnika Ksp i predkosci Vp dla promieni 1-V,105 879 3 2—V, 3—V, i 4—V co pozwala na okreslenie wartosci tych parametrów na promieniach sejsmicznych laczacych ogniska 1, 2, 3,4 wstrzasów ze stanowiskami 1, II, III i IV sejsmografów.

Dla wartosci predkosci Vp wspólczynnika Ksp oraz a sporzadza sie diagramy biegunowe. Na fig. 2 przedstawiono przykladowy diagram wykonany dla stanowiska IV sejsmografów. Przy zarejestrowaniu nastepne¬ go wstrzasu o nieznacznej lokalizacji, w pierwszym etapie lokalizuje sie go w sposób przyblizony na podstawie srednich wartosci wspólczynnika Ksp, obliczonego dla kazdego stanowiska sejsmografów oddzielnie, otrzymujac zaznaczony na fig. 2 obszar mozliwosci wystepowania wstrzasu 5 o stosunkowo znacznym rozmiarze.

Z diagramu biegunowego dla stanowiska IV sejsmografów, charakteryzujacego sie najmniejszym gradientem wartosci wspólczynnika a, okresla sie jego wartosc równa 0,763, i na tej podstawie za pomoca nomogramu przedstawionego na fig. 3 okresla sie z wartosci Atsp, wartosc Atpo - róznicy czasu jaki uplynal od momentu wystapienia wstrzasu w ognisku do momentu zarejestrowania fali podluznej P na tym stanowisku. Nastepnie oblicza sie wartosci Atpo jakie uplynely od powstania wstrzasu do momentu zarejestrowania fali P na danym stanowisku sejsmicznym i na ich podstawie okresla sie wartosci wspólczynnika a dla pozostalych stanowisk I, II i III sejsmografów, korzystajac z nomogramów przedstawionych na fig. 3 i 4. Dropa kolejnych przyblizen okresla sie dokladniejsze wartosci predkosci Vp i wspólczynnika Ksp z diagramów biegunowych, zaciesniajac obszar mozliwego wystepowania wstrzasu 5 do momentu, gdy kolejne przyblizenia nie zmniejszaja jego powierzchni.

Na podstawie wartosci wspólczynników Ksp, a i wartosci predkosci Vp okresla sie wartosci predkosci Vs rozprzestrzeniania sie fali poprzecznej S i wartosci modulu Younga E górotworu, przy czym na podstawie zmian tych parametrów w czasie mozna sadzic o zmianie stanu naprezen lub stopnia spekania górotworu.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe /*¦

1. Sposób lokalizacji ognisk wstrzasów, wystepujacych w kopalniach metoda wspólczynnika (Ksp) lokalizacji ognisk wstrzasów, znamienny tym, ze-w celu okreslenia rzeczywistej wartosci predkosci (Vp) rozprzestrzeniania sie fali sejsmicznej podluznej P, wykonuje sie punktowe (A, B, C, D) odstrzaly ladunków* materialów wybuchowych, których momenty wybuchu rejestrowane na wyznaczonym najblizszym stanowisku (V) sejsmografów sluza do obliczenia, dla promieni sejsmicznych laczacych punkty (A, B, C, D) odstrzalów z najblizszym stanowiskiem (V) sejsmografów, wartosci (Vp), (Ksp) i wspólczynnika (a) okreslonego wzorem: (t)-(^SL) Atpo w którym: (Atsp) — stanowi wartosc róznicy czasów zarejestrowania fal sejsmicznych podluznych P i poprzecz¬ nych S; (Atpo) — stanowi wartosc róznicy czasów momentu wybuchu i momentu zarejestrowania fali P na wyznaczonym stanowisku (V) sejsmografów i nastepnie interpolacji lub ekstrapolacji ich wartosci dla promieni sejsmicznych laczacych znane ogniska (1,2,3,4) wstrzasów z wyznaczonym stanowiskiem (V) sejsmografów, na podstawie których obliczone wartosci (Ksp), (Vp) i (a) dla promieni sejsmicznych laczacych ogniska (1,2, 3, 4) z pozostalymi stanowiskami (I, II, III, IV) sejsmografów zestawia sie w diagramy biegunowe.

2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze wstrzasy (5) wystepujace w rejonach, dla których sporzadzono diagramy biegunowe, lokalizuje sie w pierwszym etapie w sposób przyblizony na podstawie srednich wartosci wspólczynnika (Ksp) lokalizacji ognisk wstrzasów, a nastepnie droga kolejnych przyblizen wykorzystu¬ jac rzeczywiste, wartosci (Ksp, Vp i a) z diagramów biegunowych oraz, ze na podstawie w/w wartosci okresla sie wartosci (VS), (&) i (E) dla oceny stanu naprezen i stopnia spekania górotworu.

3. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze najblizsze stanowisko (V) sejsmografów rejestrujace wstrzasy wywolane odstrzalami ladunków punktowych (A, B, C, D) wyznacza sie z istniejacej sieci stanowisk sejsmografów, wzglednie wyznacza sie okresowo dodatkowe stanowisko sejsmografów zlokalizowane w poblizu miejsc wykonywania tych odstrzalów.105 879 A, A, Fig. 1 ' ifl ^105 879 AU.] 52 a rusnosM 0521 v o (jo nos 0>j« u« tuz a v 0 5^8 0*« oeos 0 871 09". <> 11)00 U 26 0 50 D32 0553 Ifi i« At.p