О диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения
Наведено розв’язання задачі про дифузійне відбиття коливань від сейсмічної межі, яке може бути покладено в основу перспективних методик прогнозу. Solution of the problem on the diffusive reflection of vibrations from seismic boundary is given. The solution can be the base for promising prediction te...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2013 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2013
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57145 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | О диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения / И.А. Глухов, А.А. Глухов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2013. — № 12. — С. 160-165. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859779061272805376 |
|---|---|
| author | Глухов, И.А. Глухов, А.А. |
| author_facet | Глухов, И.А. Глухов, А.А. |
| citation_txt | О диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения / И.А. Глухов, А.А. Глухов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2013. — № 12. — С. 160-165. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | Наведено розв’язання задачі про дифузійне відбиття коливань від сейсмічної межі, яке може бути покладено в основу перспективних методик прогнозу.
Solution of the problem on the diffusive reflection of vibrations from seismic boundary is given. The solution can be the base for promising prediction techniques.
|
| first_indexed | 2025-12-02T09:17:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 12, 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 12, 2013
160
УДК 550.834.622.12
О ДИФФУЗИОННОМ ОТРАЖЕНИИ СЕЙСМИЧЕСКИХ
КОЛЕБАНИЙ ОТ ТЕКТОНИЧЕСКОГО НАРУШЕНИЯ
Глухов И. А.
(ДонНУ, г. Донецк Украина)
Глухов А. А.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк Украина)
Наведено розв’язання задачі про дифузійне відбиття коли-
вань від сейсмічної межі, яке може бути покладено в основу пер-
спективних методик прогнозу.
Solution of the problem on the diffusive reflection of vibrations
from seismic boundary is given. The solution can be the base for
promising prediction techniques.
В настоящий момент самым информативным среди геофи-
зических методов прогноза геологических нарушений отрабаты-
ваемых угольных пластов по праву считается шахтная пластовая
сейсморазведка. Однако в условиях мелкоамплитудной тектони-
ческой нарушенности, которая характеризуется малыми размера-
ми аномальных зон, а также неоднородностью свойств угля и по-
род вблизи нарушения, ее применение может быть затруднено.
Одним из решений данной проблемы может служить использова-
ние новых информативных критериев прогноза, базирующихся
на учете данных особенностей. В данной статье приведено реше-
ние задачи о диффузионном отражении колебаний от сейсмиче-
ской границы, которое может быть положено в основу перспек-
тивных методик прогноза.
Большинство методик проведения сейсмических экспери-
ментов базируется на предположении о том, что отражение сей-
смических колебаний от тектонического нарушения подчиняется
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 12, 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 12, 2013
161
законам геометрической оптики [1, 2]. Зона потери сплошности
может быть заполнена дроблеными и мятыми породами, вслед-
ствие чего сместитель тектонического нарушения не будет пред-
ставлять зеркальную поверхность, а имеет неровности размером
порядка длины волны и меньше. Поэтому необходимо учитывать,
что отражение имеет более сложный характер. В дальнейшем бу-
дем предполагать, что отражение подчиняется нормальному рас-
пределению:
2
2
2
)(
2
1)( σ
αϕ
πσ
ϕ
−−
= ef , (1)
где α – значение угла отражения согласно законам геомет-
рической оптики соответствует максимуму интенсивности отра-
женных колебаний (см. рис. 1), φ – угол отражения, σ² – мера раз-
броса отклонения угла отражения от угла зеркального отражения.
Проиллюстрируем на простейших примерах, к каким след-
ствиям приводит данное предположение. От пункта возбуждения
ПВ до СП по самому короткому маршруту L1+L2 (рис. 1) колеба-
ния приходят испытывая в точке Р отражение в соответствии с
законами геометрической оптики.
Рис. 1. К расчету влияния диффузно отраженных волн на ре-
гистрируемый сигнал
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 12, 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 12, 2013
162
В то же время, по более длинному маршруту S1+S2 диффуз-
ное отражение происходит в точке Р*. В зависимости от длитель-
ности импульса, они могут либо приходить раздельно, либо ин-
терферировать.
Предположим что, горная выработка расположена под уг-
лом γ относительно плоскости сместителя тектонического нару-
шения. Их пересечение (условное либо реальное) происходит в
точке О. Максимальная амплитуда суммарного сигнала, реги-
стрируемого в точке расположения СП при учете диффузного от-
ражения зависит от параметра σ, характеризующего гладкость
плоскости сместителя, угла γ, расстояний R и r от точки О до ПВ
и СП, соответственно.
Из чисто геометрических соображений можно показать, что
для луча, выходящего из пункта возбуждения под углом β к вы-
работке, угол φ между нормалью к нарушению и диффузно отра-
женным лучом, распространяющимся в направлении сейсмопри-
емника рассчитывается по формуле:
2
sinarcsin
2
πγϕ −
=
S
r , (2)
где ;
)sin(
sin
1 γβ
γ
−
= RS
22
2 )sin(
sinsin
)sin(
cossin
−
+
−
−
+=
γβ
βγ
γβ
βγ RrRRS .
Подставляя (2) в (1), получим формулу для амплитуды диф-
фузионно отраженной цилиндрической волны для заданного угла
β.
( ) 2
2
2
)
2
(
21
1
2
1 σ
αβπϕ
πσ
β
−+−−
+
= e
SS
A (3)
Проинтегрировав полученную формулу по всем β от 0 до π
можно получить суммарное поле отраженных волн в точке, нахо-
дящейся на расстоянии r от точки О для заданных значений R, γ и
σ. При известных R и σ такой интеграл легко посчитать. На ри-
сунке 2 и рисунке 3 представлены результаты расчетов для R=1 и
σ=1.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 12, 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 12, 2013
163
Рис. 2. Данный распределение амплитуды диффузионно от-
раженных волн в зависимости от угла наклона γ и
расстояния r (σ =1,0; R=1,0)
Рис. 3. Зависимость амплитуды диффузионно отраженных
волн от расстояния r (σ = 1,0; R = 1,0, γ = π/6)
Пики амплитуд располагаются на расстояниях, соответ-
ствующих углам отражения сигнала от нарушения в соответствии
с законами геометрической оптики. Анализ графиков показывает,
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 12, 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 12, 2013
164
что амплитудой диффузионно отраженных колебаний пренебре-
гать нецелесообразно, поскольку она достаточно велика.
Рассмотрим пример возбуждения синусоидального сигнала
заданной частоты и длительностью в один период, распростра-
няющегося в среде с заданной скоростью. Используя соотноше-
ние (3) и заменяя интегрирование по β суммой, и дискретизируя
сигнал, можно рассчитать теоретические сейсмограммы диффу-
зионно отраженных волн. Такие сейсмограммы представлены на
рисунке 4.
Рис. 4. Сигналы, полученные вследствие отражения импуль-
са единичной амплитуды от диффузионной границы
бесконечной (слева) и конечной длинны (справа)
(γ = π / 6, σ =1, V = 3000 м/с)
На рисунке 4 видно, что помимо основного пика волны,
пришедшего по кратчайшему пути в соответствии с законами
геометрической оптики, во втором случае (наличие отражающей
границы конечной длинны), есть зона интерференции, проявля-
ющаяся как дополнительный пик колебаний амплитуды, вызван-
ный дифракцией волн на границе нарушения. При помощи чис-
ленных экспериментов было установлено, что расстояние до дан-
ного пика, а также его размеры напрямую зависят от расстояния r
до пункта приема сигнала. Чем меньше расстояние r, тем меньше
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 12, 2013
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 12, 2013
165
амплитуда дополнительного пика и тем дальше он расположен. С
увеличением зоны нарушения скачек амплитуды так же умень-
шается и сам он удаляется от основного пика. Это направление
заслуживает внимания в дальнейших исследованиях.
Таким образом, параметры зоны интерференции и характе-
ристики дифрагируемых волн имеют корелляционную зависи-
мость от параметров нарушения. Этот факт может быть положен
в основу перспективных методик сейсморазведки.
Работа выполнена в рамках НИР «Розробка теоретичних ос-
нов застосування дифрагованих хвильових полів для прогнозу
структури масиву гірських порід методом сейсмічної локації».
СПИСОК ССЫЛОК
1. Анциферов А. В Математическое моделирование в шахтной
сейсморазведке [Текст] / А. В. Анциферов, А. А. Глухов. ––
Киев, Наукова думка, 2012. –– 124 с.
2. Анциферов А. В. Теория и практика шахтной сейсморазведки
[Текст] / А. В Анциферов. –– Донецк: ООО “Алан”, 2002. ––
312 с.
3. Тимошин Ю. В. Импульсная сейсмическая геология [Текст] /
Ю. В. Тимошин. –– М. : Недра, 1978. –– 286 с.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-57145 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T09:17:36Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Глухов, И.А. Глухов, А.А. 2014-03-04T10:52:58Z 2014-03-04T10:52:58Z 2013 О диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения / И.А. Глухов, А.А. Глухов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2013. — № 12. — С. 160-165. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57145 550.834.622.12 Наведено розв’язання задачі про дифузійне відбиття коливань від сейсмічної межі, яке може бути покладено в основу перспективних методик прогнозу. Solution of the problem on the diffusive reflection of vibrations from seismic boundary is given. The solution can be the base for promising prediction techniques. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України О диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения On Diffusion Reflection of Seismic Vibrations from Tectonic Fault Article published earlier |
| spellingShingle | О диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения Глухов, И.А. Глухов, А.А. |
| title | О диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения |
| title_alt | On Diffusion Reflection of Seismic Vibrations from Tectonic Fault |
| title_full | О диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения |
| title_fullStr | О диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения |
| title_full_unstemmed | О диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения |
| title_short | О диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения |
| title_sort | о диффузионном отражении сейсмических колебаний от тектонического нарушения |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57145 |
| work_keys_str_mv | AT gluhovia odiffuzionnomotraženiiseismičeskihkolebaniiottektoničeskogonarušeniâ AT gluhovaa odiffuzionnomotraženiiseismičeskihkolebaniiottektoničeskogonarušeniâ AT gluhovia ondiffusionreflectionofseismicvibrationsfromtectonicfault AT gluhovaa ondiffusionreflectionofseismicvibrationsfromtectonicfault |