Введение

Взрывные работы не потеряли своей актуальности при геофизических исследованиях и в настоящее время.

Несмотря на развитие невзрывных способов возбуждения сейсмических колебаний, взрыв заряда конденсированного взрывчатого вещества (ВВ) остается наиболее эффективным источником энергии для создания мощного волнового импульса в сейсморазведке. Взрывчатые вещества и средства инициирования (взрывания), которые объединяют общим названием – взрывчатые материалы (ВМ), требуют особого отношения к себе, изучения вопросов теории и практического обращения с ними.

Специалисты-геофизики должны владеть специальными знаниями, которые позволят правильно спланировать, организовать, грамотно и эффективно выполнить взрывные работы. В связи с этим в учебную программу по специальности «геофизика» введен курс «Взрывное дело и техника безопасности».

Написание данного учебно-методического пособия обусловлено дефицитом специальной литературы по данной дисциплине. Его цель ‑ помочь студентам в изучении данного курса и приобретении необходимых знаний, что позволит сократить время при подготовке к сдаче зачетов и экзаменов.

1. Общие сведения

1.1. Сейсморазведка – геофизический метод поисков и разведки полезных ископаемых [4, 6, 7]

Сейсморазведка возникла в начале 1920-х гг. Она явилась естественным развитием уже давно существовавших методов сейсмологии землетрясений, в которых времена пробега волн землетрясений, зарегистрированные на сейсмологических обсерваториях, использовались для получения информации о внутреннем строении Земли. Сейсмология, занимающаяся изучением землетрясений, позволяет получать информацию о глобальной слоистости земных недр и основные ключи к определению их состава и строения, обеспечивает измерение скоростей порождаемых землетрясениями сейсмических воли, проходящих через различные слон Земли. Точно так же, но в меньшем масштабе, сейсморазведка дает возможность получить ясную и действительно исключительно детальную картину геологического строения разреза в данном районе.

Сейсмическая разведка является одним из важнейших видов геофизической разведки. Она представляет собой совокупность методов исследования геологического строения земной коры, основанных на изучении распространения в ней упругих волн, возбуждаемых искусственным путем. Упругие волны распространяются во всех направлениях от места их возбуждения и проникают на больную глубину в толщу земной коры. Здесь они претерпевают отражение и преломление на поверхностях, разделяющих породы разного состава. Вследствие отражения и преломления упругие волны частично возвращаются к поверхности земли, где они могут быть зарегистрированы при помощи сложной специальной аппаратуры. Определяя время распространения волн и исследуя характер колебаний почвы, можно определить глубину и форму залегания тех геологических границ, на которых произошло преломление или отражение волны, а в некоторых случаях составить суждение о составе пород, слагающих отдельные слои.

Установлено, что упругие волны распространяются с различной скоростью в разных слоях Земли. В слоях, залегающих на глубинах 30—45 км, упругие волны распространяются со скоростью до, 8000 м/сек, а выше к поверхности Земли - в кристаллических породах - скорость волн уменьшается до 6500 - 5500 м/сек. Скорость распространения упругих колебаний в верхних слоях - в осадочных породах - меняется от 100 до 6500 м/сек в зависимости от состава, возраста пород и глубины залегания.

В сейсморазведке применяются в основном два метода: метод отраженных волн (МОВ) и метод преломленных волн (МПВ). Существуют и другие методы, но они имеют подчиненное значение.

Метод отраженных волн основан на изучении упругих волн, отразившихся от границ раздела геологических пластов (рис. 1).

Рис. 1. Схема сейсморазведочных работ

по методу отраженных волн.

Он является ведущим методом полевой разведочной геофизики и им выполняется наибольший объем работ. Преимущества этого метода заключаются в том, что он позволяет регистрировать одновременно большое число отражений в значительном интервале времени, соответствующих отражающим горизонтам, расположенным на различных глубинах. По сравнению с МПВ он обладает более высокой точностью определения глубин.

Рис. 2. Схема образования преломленных волн:

О – источник; S – точка наблюдения; АВ – преломляющая граница; 1 – луч падающей волны; 2 – луч скользящей волны;

3 – луч преломленной волны

Метод преломленных волн основан на изучении упругих волн, образовавшихся при падении волны на границу раздела сред под предельным углом; преломленные волны образуются только в тех пластах земной коры, в которых скорость больше, чем в вышележащих слоях (рис. 2). Он является одним из основных методов сейсморазведки и широко применяется для решения ряда геологических задач.

Условия возбуждения сейсмических волн следует выбирать с учетом условий приема колебаний, качественного выделения записей полезных волн, обеспечения экономичности и высокой производительности работ.

Исключая упругие способы, для возбуждения сейсмических волн при сейсморазведочных работах преимущественно используются взрывы бризантных и реже метательных взрывчатых веществ.

По целевому назначению различают сейсморазведку нефтегазовую, рудную, угольную и инженерно-геологическую. Итогом сейсморазведочных работ являются рекомендации на проведение разведочного бурения в пределах разведанных территорий.