Мов. Давыдов сейсмика. Малоглубинной сейсморазведки для изучения подработанных
 Скачать 6.47 Mb.
|
1 2 Березовскийрудник(СреднийУрал).В геологическом отношении район приурочен к Березовскому золоторудному полю. Горные выработки прохо дят по дайкам плагиогранит-порфиров мощностью 10.. .20 м, располагающих ся во вмещающих вулканогенно-осадочных породах. Дайки содержат кварце¬ вые жилы, к которым и приурочено золотосульфидное оруденение. Инженерно-геологические изыскания с комплексом геофизических иссле дований проводились на окраине г. Березовского, вблизи ствола № 660 (6) по ля шахты «Северная». Территория площадью более 2 га была отведена под строительство производственной базы. Из архивных материалов Березовско¬ го рудоуправления следовало, что в пределах данного участка в начале X X в. проводились горнодобывающие работы, однако их местоположение известно очень приблизительно, а объем неизвестен. По контуру проектируемого со оружения было пройдено 14 скважин механического бурения установкой УРБ-2А-2, глубиной от 10 до 15 м. По результатам бурения, в геологическом строении площадки принимают участие эффузивные горные породы, пред¬ ставляющие собой мелкозернистые порфириты массивной текстуры. Четвер¬ тичные породы участка представлены делювиальными и элювиальными суг¬ линками, которые, в свою очередь, перекрыты с поверхности насыпными грунтами и почвенно-растительным слоем, местами встречаются линзы тор фа. Ни одна из пробуренных скважин не вскрыла отработанное пространство, подземные воды также не встречены. Для выявления горных выработок было пройдено три широтных геофизи ческих профиля (вкрест простирания рудных даек района) и один субмериди¬ ональный профиль. В состав геофизических работ входила сейсморазведка МПВ-MASW, электроразведка методами ПЕЭ П (переменного естественного электрического поля) и ИЧ З (индукционные частотные зондирования). При проведении сейсморазведочных работ использовалась система встречных и нагоняющих годографов с пятью пунктами возбуждения (ПВ) на одну расста новку, с выносами ПВ на 25 м от края косы. В качестве источника сейсмиче ского воздействия использовалась кувалда с металлической подложкой. Для повышения отношения сигнал/шум применялось накопление сигналов (от 2 до 10 суммирований). Технология обработки полученных данных описана ранее. На рис. 2 представлены наиболее показательные разрезы по отрезку ши¬ ротного профиля 2. По результатам сейсморазведки прослеживаются две пре ломляющие границы, разделяющие три структурных горизонта. Поверхност ный слой (до 5 м) относится к рыхлым грунтам (делювиальный суглинок, на сыпной грунт, торф) с низкими сейсмическими скоростями (vp= 150.. .300 м/с). Первая преломляющая граница приурочена к коре выветривания коренных пород (элювиальные суглинки с песком и дресвой), скорости которых варьи¬ руют в широких пределах (vp = 400...1100 м/с). Вторая преломляющая грани ца связана с сильно разрушенными коренными породами, скорость продоль ных волн в которых составляет 900...2100 м/с. На сейсмических разрезах на блюдается общее погружение коренных пород в западном направлении, что a 0 -5 -10 -15 0 -5 -10 -15 0 -5 -10 -15 50 70 90 110 130 150  Рис. 2. Сейсмические разрезы на подработанной территории поля шахты «Северная» Березов¬ ского рудника:а— скоростной разрез продольных волн (vp, м/с); б— скоростной разрез поперечных волн (vs, м/с); в— распределение коэффициента Пуассона (ц, отн. ед.). Жирной линией показаны преломляющие границы подтверждается пробуренными скважинами. Локальные зоны низких значе ний коэффициента Пуассона в поверхностном слое связаны с наличием тор фяных линз. Аномальный характер на разрезах носят области пониженных скоростей vp,приуроченные к провалам второй сейсмической границы с низ¬ кими значениями коэффициента Пуассона (например, ПС 70 м на рис. 2). По электроразведочным данным, в этих же местах наблюдаются положительные  аномалии ПЕЭП, что говорит о наличии вертикальных границ раздела. Кро ме того, на геоэлектрических разрезах ИЧ З эти зоны выделяются понижен ными значениями удельных электрических сопротивлений, что может свиде¬ тельствовать о заполнении выработанного пространства глинистым вещест¬ вом. Все это позволяет идентифицировать аномалии как горные выработки. Продолжения некоторых аномалий линейно прослеживаются на параллель ных профилях, благодаря чему были определены области, затронутые горны¬ ми работами на площади строительства. Всего на исследуемой территории идентифицированы три подземные выработки шириной около 10 м и общей протяженностью 140 м.Таким образом, представленные результаты свидетельствуют, что под¬ земные пустоты отображаются на всех типах сейсмических разрезов, но со¬ вершенно разным способом. На скоростных разрезах продольных волн поло¬ жение выработок выглядит зоной резкого понижения скорости vp , при этом преломляющие границы испытывают погружение в глубину. Разрезы попе речных волн более сложны для визуальной интерпретации: наблюдается не однородная изменчивость скоростной характеристики с положительными и отрицательными градиентами, в ряде случаев проявляется повышение vsв районе выработки. Поведение коэффициента Пуассона выражается в появле нии контрастных аномалий пониженных значений (ц < 0,2) в районе местопо ложения пустотного пространства на фоне относительно однородного распре деления ц во вмещающих породах. Аномалии коэффициента Пуассона мож но объяснить следующим образом: как известно, поперечные волны не рас пространяются в газах и жидкостях, следовательно, при прохождении пустых или затопленных выработок энергия поперечной волны передается за счет возникновения обменной продольной волны, которая после прохождения пу стотного пространства вновь преобразуется в поперечную волну ^s) . Так как скорость продольных волн высокая, то возникает кажущееся приращение скорости поперечной волны в момент прохождения выработанного простран ства. Таким образом, за счет кажущегося увеличения скорости vsпроисходит снижение расчетного коэффициента Пуассона, вплоть до отрицательных ве¬ личин. При обрушении или осыпании выработки обменная волна не возника ет, но коэффициент Пуассона также снижается за счет уменьшения скорости продольных волн в неконсолидированных грунтах. По результатам проведенных сейсморазведочных работ выяснено: выработанное пространство отображается на всех типах сейсмических скоростных разрезов; однако по полученным результатам (разрезы vp и vs ) нельзя однозначно ответить на вопрос о точном положении и со стоянии подземных выработок; точное местоположение пустотного пространства горных выработок можно определить по аномально низким значениям коэффициента Пу¬ ассона; для уточнения состояния выработок нужно принимать во внимание все получаемые упругие параметры среды, привлекая априорную инфор¬ мацию и при необходимости другие геофизические методы исследова¬ ний. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИ Й СПИСО К Метод преломленных волн / под ред. А. М. Епинатьевой. М.: Недра, 1990. 297 с. Park C. В., Miller R. D., Xi a J. Multichannel analysis of surface waves // Geophysics. 1999. Vol . 64, Ко 3. Р. 800—808. Сейсмическая станция «Синус-24М»: руководство пользователя. Екатеринбург: ИГФ Ур О РАН , 2004. 27 с. Поступила в редакцию 20 января 2010 г. 1 2 |