Заключение
Настоящая работа посвящена двум взаимосвязанным задачам: систематизации теоретических основ сейсморазведки и оценке результатов её практического применения на примере угольных шахт Кузнецкого бассейна.
В теоретической части показано, что физической основой сейсморазведки служит зависимость скоростей упругих волн от упругих констант и плотности среды. Скорость продольных волн определяется модулем объёмной упругости и модулем сдвига, тогда как поперечные волны в жидкостях и газах не распространяются ввиду отсутствия сдвиговой жёсткости. Контраст акустических жёсткостей на границе двух сред определяет интенсивность отражённой волны - именно он, а не различие в минеральном составе пород, является условием возникновения регистрируемого сейсмического отражения. Закон Снеллиуса и понятие критического угла лежат в основе метода преломлённых волн; гиперболический годограф и формула Дикса составляют аналитический фундамент метода МОГТ. Перечисленных положений достаточно для решения задач структурного картирования и скоростного анализа разреза.
В аналитической части исследование сосредоточено на задаче прогноза зон разуплотнения и дизъюнктивных нарушений в углепородном массиве. Значительный контраст скоростей продольных волн между угольными пластами (2,3-3,5 км/с) и вмещающими песчаниками (3,1-5,1 км/с) обеспечивает надёжную сейсмическую регистрацию границ угольных пластов на глубинах до 430 м. Численное моделирование на физико-геологической модели, построенной по данным скважины МС-183, подтвердило, что зоны разуплотнения над отработанным пространством проявляются на временны́х разрезах ОГТ по-разному в зависимости от угла падения пород: при горизонтальном залегании - преимущественно как отражённая волна с вступлением около 270 мс, при наклонном (9°) - как гипербола дифрагированной волны с вершиной на отметке 250 мс.
Сравнение метода ОГТ и метода дифрагированных волн (МДВ) показало, что МДВ обеспечивает более компактное и однозначное отображение зон разуплотнения: рассеянные волны, образующие протяжённые гиперболические «хвосты» на стандартных разрезах ОГТ, на изображениях МДВ преобразуются в локализованные зоны синфазности, удобные для прямой геологической интерпретации. Нейросетевой анализ на основе быстрого преобразования Фурье, апробированный на более чем 3000 полевых наблюдениях в Кузнецком бассейне, позволяет выявлять дизъюнктивные нарушения с погрешностью не более 8% при сокращении времени камеральной обработки на 69%.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что комплекс МОГТ + МДВ с нейросетевым анализом динамических атрибутов сигнала даёт возможность прогнозировать структурные дефекты углепородного массива на действующих шахтах Кузбасса с точностью, достаточной для оперативного планирования горных работ.
Библиографический список
Гадыльшина К. А. Искусственная нейронная сеть, уменьшающая численную дисперсию, для постобработки результатов сейсмического моделирования / К. А. Гадыльшина, В. В. Лисица, Д. М. Вишневский, К. Г. Гадыльшин // Геофизические технологии. - 2022. - № 1. - С. 99. - DOI: 10.18303/2619-1563-2022-1-99.
Глухов А. А. О моделировании сейсмических экспериментов по прогнозу зоны разуплотнения пород над отработанным пространством / А. А. Глухов, А. В. Анциферов, П. А. Голубев // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2025. - № 11. - С. 87-98. - DOI: 10.25018/0236-1493-2025-11-0-87.
Писаренко М. В. О прогнозировании малоамплитудной нарушенности угольных пластов / М. В. Писаренко, О. В. Тайлаков, С. В. Соколов, А. А. Колмакова // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. - 2022. - № 2. - С. 356-366. - DOI: 10.46689/2218-5194-2022-2-1-356-366.
Сок А. В. Прогноз дизъюнктивных нарушений в углепородном массиве методами сейсморазведки : дис.... канд. техн. наук : 25.00.16 / А. В. Сок ; Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачёва. - Кемерово, 2022. - 176 с.
Соколов С. В. Комплексные геофизические исследования состояния углепородного массива в условиях Кузбасса / С. В. Соколов, Е. А. Салтымаков, А. Н. Кормин // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2017. - № 2. - С. 66-70.
Тайлаков О. В. Контроль устойчивости дегазационных скважин и процесса гидроразрыва угольного пласта в геофизических наблюдениях / О. В. Тайлаков, Е. А. Уткаев, С. В. Соколов, Е. А. Салтымаков, М. П. Макеев // Уголь. - 2024. - № S11(1187). - С. 152-156. - DOI: 10.18796/0041-5790-2024-11S-152-156.
Aki K. Quantitative Seismology / K. Aki, P. G. Richards. - 2nd ed. - Sausalito : University Science Books, 2002. - 700 p.
Sheriff R. E. Exploration Seismology / R. E. Sheriff, L. P. Geldart. - 2nd ed. - Cambridge : Cambridge University Press, 1995. - 592 p.