Спосіб сейсмічної діагностики вугільного пласта попереду вибою виробки

Спосіб сейсмічної діагностики вугільного пласта попереду вибою гірничої виробки, що включає збудження і приймання сейсмічного сигналу у вибоях двох свердловин однакової довжини, пробу 3 кою сейсмоприймача віссю максимальної чутливості перпендикулярно площині пласта у свердловинах, пробурених на глибину не менше величини потужності пласта в середній його частині паралельно площині пласта й осі виробки, а як діагностичний показник напруженого стану пласта використовують енергетичний показник високочастотного діапазону спектра багатократних хвиль, який нормують до енергетичного показника всього спектра сигналу. Схема реалізації способу у вибої гірничої виробки показана на фіг. 1 (у перетині по площині вугільного пласта) та на фіг. 2 (у перпендикулярному перетині площині пласта по вибоях свердловин). Спосіб реалізується таким чином. У гірничій виробці 1 (див. фіг. 1), у кутових частинах її вибою 2 в площині вугільного пласта (див. фіг. 2, позиція 3), в середній частині його потужності паралельно його площині й осі виробки бурять дві однакової довжини свердловини 4 (див. фіг. 1) на глибину не менше величини потужності пласта. Така довжина свердловин дозволяє виключити негативний прояв у параметрах сейсмічного сигналу деструкції крайової частини пласта у вибої виробки опорним гірським тиском. У вибої однієї із свердловин 5 (див. фіг. 1 та фіг. 2) у напрямі безпосередньої покрівлі 6 (див. фіг. 1) пласта збуджують пружний імпульс, який, поширюючись по пласту й ефективно відбиваючись від межі пласт - безпосередня покрівля, далі так само ефективно відбивається на межі вугільний пласт - безпосередня підошва (див. фіг. 2, позиція 7). Ефективність відбиття пружних коливань на межах пласта з його безпосередньою покрівлею і підошвою обумовлена великою відмінністю акустичних жорсткостей вугілля і порід покрівлі і підошви і, відповідно, великою акустичною контрастністю вказаних меж. У результаті послідовних багатократних відбиттів сейсмічний імпульс поширюється по пласту по протяжній траєкторії 8 (див. фіг. 1 та фіг. 2) і приймається у вибої 9 іншої свердловини сейсмоприймачем, який встановлюють віссю максимальної чутливості перпендикулярно площині пласта для ефективного приймання сейсмічного сигналу, що поширюється приблизно перпендикулярно потужності пласта. Багатократність перетинання сейсмічним сигналом вугільного пласта і, відповідно, велика протяжність відстані, що проходиться ним по пласту, визначають багатократність прояву у параметрах сигналу особливостей стану пласта, в тому числі і його напруженого стану. В області підвищених напружень у вугільному пласті, внаслідок певного зменшення об'єму пор і тріщин, знижується загасання високочастотних складових пружних коли 64448 4 вань, що виявляється у зростанні їх енергетичних показників. Для оцінювання енергетичних змін спектра сигналу за способом розраховують енергетичний показник високочастотного діапазону спектра багатократних хвиль, граничну частоту якого з боку високих частот визначають по перевищенню значень частотних складових сигналу не менше ніж удвічі фонових значень на цих частотах. Ширина частотного діапазону для розрахунку енергетичного показника може становити порядок декількох десятків герц. З урахуванням деякої неоднозначності джерела коливань по потужності енергетичний показник, що розраховується за способом, нормують до енергетичного показника всього частотного діапазону спектра сигналу, усуваючи за рахунок цього із значень діагностичного показника енергетичну складову джерела коливань. Певна літологічна неоднорідність вуглевмісного масиву може виявлятися у фонових змінах значень діагностичного показника в межах 10-15 %, тому про входження вибою виробки в область підвищених напружень (див. фіг. 1, позиція 10) можна достовірно судити по перевищенню значень діагностичного показника над фоновими не менше ніж в 1,5-2 рази. Подальше зростання значень діагностичного показника є ознакою наближення вибою виробки до геодинамічно небезпечної області (див. фіг. 1, позиція 11) з високою імовірністю виникнення в ній гео- і газодинамічних явищ (раптових викидів вугілля і газу, гірських ударів і обвалів покрівлі виробки). Пропоноване за способом використання багатократних хвиль за рахунок відстані, котра проходиться цими хвилями по пласту, що значно перевищує базу між джерелом і приймачем пружних коливань, дає можливість розташовувати джерело і приймач в неглибоких свердловинах і, відповідно, встановлювати їх з необхідною точністю як по потужності пласта, так і по відстані між ними. Пропонований за способом критерій оцінювання зміни спектра багатократних хвиль по енергетичному показнику високочастотного діапазону їх спектра з нормуванням цього показника до енергетичного показника всього спектра сигналу забезпечує високу достовірність визначення зростання напруженого стану вугільного пласта попереду вибою виробки до підходу вибою до геота/чи газодинамічно небезпечної області. Джерела інформації 1. Пат. 49685 Україна, МПК (2009) G01V1/00, E21F5/00. Спосіб сейсмічної діагностики геодинамічного стану гірського масиву попереду вибою підготовчої виробки / О.С.Трифонов, М. Г.Тіркель, В.В.Туманов (Україна); власник УкрНДМІ НАН України. - № u200911044; Заявлено 02.11.2009; Опубл. 11.05.2010, Бюл. №9.-6 с. 5 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 64448 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601