CS266855B1

CS266855B1 - Device for detecting spatial directions of seismic wave arrival to the observation point

Info

Publication number: CS266855B1
Application number: CS856825A
Authority: CS
Inventors: Bretislav Rndr Ing Stas
Original assignee: Bretislav Rndr Ing Stas
Priority date: 1985-09-25
Filing date: 1985-09-25
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS682585A1

Abstract

Zařízení umožňuje aplikovat důlně seismické metody pro ověřování a identifikaci lávkového vývoje slojí mezi dvěma vrty, zjišťování úložných poměrů vrstev, existence, průběhu a sklonů tektonických poruch v okolí zájmové dvojice vrtů apod., a to ve všech horninových prostředích dolů z hloubek a do okolí 2 až 3 km i více. Ve válcovitém tělese tvořícím základní nosnou konstrukci, do níž jsou jednotlivé části zařízení vestavěny, je současně s fotoinklinomelrem umístěn jedno- nebo vícekomponentní třísložkový snímač, přičemž podélná osa prvního geofonu je totožná jak s osou x, tak současně se směrovou značkou vyznačující hlavní směr fotoinklinometru, podélná osa druhého geofonu je totožná s osou y, která je od osy x odchýlená o 90° ve směru pohybu hodinových ručiček a podélná osa třetího geofonu je totožná s osou z, která je kolmá k oběma osám x a y a současně je totožná s podélnou osou fotoinklinometru.The equipment allows the application of mining seismic methods for verifying and identifying the bridge development of seams between two wells, determining the depositional ratios of layers, the existence, course and inclinations of tectonic faults in the vicinity of the pair of wells of interest, etc., in all rock environments down to depths of 2 to 3 km and more. In the cylindrical body forming the basic supporting structure, into which the individual parts of the device are built, a single- or multi-component three-component sensor is placed simultaneously with the photoinclinometer, while the longitudinal axis of the first geophone is identical to both the x-axis and the direction mark indicating the main direction of the photoinclinometer, the longitudinal axis of the second geophone is identical to the y-axis, which is deviated from the x-axis by 90° in the clockwise direction, and the longitudinal axis of the third geophone is identical to the z-axis, which is perpendicular to both the x and y axes and is simultaneously identical to the longitudinal axis of the photoinclinometer.

Description

Předmětem vynálezu je zařízení pro zjišťování prostorových směrů příchodů seismických vln k pozorovacímu bodu, potřebných pro realizaci různých variant seismických metod prozařování mezi vrty, pomocí nichž lze získat informace o strukturně lektonických prvcích vnitřní geologické stavby horninového prostředí, a to i ve ztížených přístupových podmínkách, možných jedině prostřednictvím průchodných hlubinných vrtů realizovaných z povrchu nebo důlních vrtů realizovaných z důlních děl pod libovolnými úhly sklonu úpadně, horizontálně či dovrchně.The subject of the invention is a device for determining the spatial directions of seismic waves coming to the observation point, necessary for the implementation of various variants of seismic methods of irradiation between boreholes, which can obtain information about structural lectonic elements of the internal geological structure only by means of through-going deep boreholes drilled from the surface or mining boreholes drilled from mining works at any angles of inclination decliningly, horizontally or superficially.

Zařízení podle vynálezu umožňuje aplikovat nové důlně seismické metody pro ověřování a identifikaci lávkového vývoje slojí mezi dvěma vrty, zjišťování úložných poměrů vrstev včetně průběhů fyzikálně výraznějších rozhraní tvořených povrchy mocnějších petrografických vrstev či stratigrafických komplexů mezi dvěma vrty a zjišťování existence, průběhů a sklonů výraznějších tektonických poruch v okolí zájmové dvojice vrtů, přičemž informace lze získat z hloubek a vzdáleností 2 až 3 (i více) km.The device according to the invention makes it possible to apply new mine seismic methods for verification and identification of footbridge layers between two boreholes, determination of deposit conditions including layers of physically significant interfaces formed by surfaces of stronger petrographic layers or stratigraphic complexes between two boreholes in the vicinity of the pair of interests of interest, while information can be obtained from depths and distances of 2 to 3 (or more) km.

Takovéto zařízení není dosud známo ani z tuzemské ani ze zahraniční odborné literatury·Such a device is not yet known either from domestic or foreign professional literature ·

Podstata zařízení pro zjišťování prostorových směrů příchodů seismických vln k pozorovacímu bodu situovatelnému v libovolné hloubkové úrovni v hlubinném vrtu realizovaném z povrchu nebo v důlním vrtu realizovaném z důlního díla spočívá v tom, že ve válcovitém tělese je současně s fotoinklinometrem umístěn alespoň jednokomponentní třísložkový snímač, přičemž podélná osa prvního geofonu je totožná jak s osou x, tak současně se směrovou značkou vyznačující hlavní směr fotoinklinometru, podélná osa druhého geofonu je totožná s osou y, která je od osy x odchýlená o 90° ve směru pohybu hodinových ručiček a podélná osa třetího geofonu je totožná s osou z, která je kolmá k oběma osám x a y a současně je totožná s podélnou osou fotoinklinometru. Všechny geofony třísložkového snímače mají totožné dynamické charakteristiky i směrové orientace výchylek prvních nasazení vln na seismogramu s ohledem na směr příchodu vln ke geofonům.The essence of the device for detecting the spatial directions of seismic waves to the observation point situated at any depth level in a deep borehole realized from the surface or in a mine borehole realized from a mining work lies in the fact that at least one-component three-component sensor is placed in the cylindrical body. the longitudinal axis of the first geophone is identical both with the x-axis and at the same time with a directional mark indicating the main direction of the photoinclinometer, the longitudinal axis of the second geophone is identical with the y-axis deviated by 90 ° clockwise from the x-axis and the longitudinal axis of the third geophone is identical with the z axis, which is perpendicular to both x and y axes, and is identical with the longitudinal axis of the photoinclinometer. All three-component sensor geophones have the same dynamic characteristics as the directional orientations of the deviations of the first wave deployments on the seismogram with respect to the direction of arrival of the waves to the geophones.

Při příchodu vlny ke geofonu shora vychýlí _ se zápis jejího prvního nasazení dolů, při příchodu vlny ke geofonu zdola vychýlí se zápis jejího prvního nasazení nahoru. Přesná prostorová poloha třísložkového snímače je signali‘ zována horizontálním azimutem úhlové odchylky hlavního směru fotoinklinometru, tedy odchylky osy x od hlavního magnetického poledníku, a vertikálním azimutem úhlové odchylky podélné osy fotoinklinometru, tedy odchylky osy z od vertikály, signalizované odchylkou středu cejchovního kroužku libely od středu libelového vrchlíku fotoinklinometru.When a wave arrives at the geophone from above, the notation of its first deployment is skewed down, when the wave arrives at the geophone from below, the notation of its first deployment is skewed upwards. The exact spatial position of the three-component sensor is signaled by the horizontal azimuth of the angular deviation of the main direction of the photoinclinometer, ie the deviation of the x-axis from the main magnetic meridian, and the vertical azimuth of the angular deviation of the longitudinal axis of the photoinclinometer. vial canopy of the photoinclinometer.

Znalost přesných prostorových poloh os všech složek třísložkového snímače v libovolném pozorovacím bodě podle vynálezu umožKnowledge of the exact spatial positions of the axes of all components of the three-component sensor at any observation point according to the invention will allow

CS 266 855 B1 ňuje zjistit prostorový směr příchodu seismické vlny k němu. Ze známé prostorové polohy ohniska rozruchu v rozruchovém vrtu, za zjištěného času průchodu seismické vlny zájmovým horninovým prostředím, ze zjištěné rychlosti šíření seismické vlny předmětným horninovým proslfedím a ze zjištěného prostorového směru příchodu seismické vlny k pozorovacímu bodu lze stanovit prostorovou polohu zájmového odrazového elementu.CS 266 855 B1 allows to determine the spatial direction of the arrival of a seismic wave to it. The spatial position of the seismic wave in the observation point and the determined spatial direction of the seismic wave to the observation point can be determined from the known spatial position of the disturbance in the borehole well, at the determined time of passage of the seismic wave through the rock environment of interest.

Z realizovaného systému prostřelování mezi dvojicí měřicích vrtů, ze získaného souboru prostorového rozložení a vzájemné směrové a polohové korelace dílčích reflexních elementů lze vysledovat průběhy zájmových strukturně-tektonických prvků vnitřní stavby horninového prostředí v rovině x, z vymezené osami předmětné dvojice vrtů a v hloubkově volitelných rovinách x, y podle konkrétně realizovaného systému prozařování.From the realized system of interpolation between a pair of measuring boreholes, from the obtained set of spatial distribution and mutual directional and positional correlation of partial reflective elements it is possible to trace waveforms of interest structural-tectonic elements x, y according to the specifically implemented irradiation system.

Zařízení podle vynálezu je znázorněno na přiložených výkresech, kde na obr. č. 1 je celá sestava zařízení podle vynálezu spřažení hlavního směru fotoinklinometru vyznačeného značkou 7 s osou prvního geofonu 4 ve složce x 19 horizontálního azimutu 13 odchylky osy x 19 od směru hlavního magnetického poledníku 14, a na obr. č. 2 je vertikální azimut 15 odchylky osy z 21 od vertikály 16.The device according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the whole assembly of the device according to the invention 14, and FIG. 2 is the vertical azimuth 15 of the deviation of the axis z 21 from the vertical 16.

Zařízení podle vynálezu tvoří jedno- či vícekomponentní třísložkový snímač 3 a fotoinklinometr 2, oba vestavěné do společného válcovitého tělesa 1. Válcovité těleso 1 tvoří nosnou konstrukci celého zařízení podle vynálezu, do něhož jsou jednotlivé části vestavěny, a současně ochranný kryt, jehož nejmenší průměr je limitován konkrétním průměrem fotoinklinometru.The device according to the invention consists of a one- or multi-component three-component sensor 3 and a photoinclinometer 2, both built into a common cylindrical body 1. The cylindrical body 1 forms the supporting structure of the whole device according to the invention; limited by the specific diameter of the photoinclinometer.

Fotoinklinometr 2 je běžně komerčně vyráběný fotoinklinometr s fotozáznamem jednak polohy hlavního magnetického poledníku 14, jednak polohy značky 7 vyznačující hlavní směr fotoinklinometru, jednak libelového vrchlíku 18 s konkrétní polohou cejchovního kroužku 17 v bodě pozorování.Photoinklinometer 2 is a commercially available photoinklinometer with a photo recording of the position of the main magnetic meridian 14 and the position of the mark 7 indicating the main direction of the photoinclinometer and the spirit level 18 with the specific position of the calibration ring 17 at the observation point.

Jedno nebo vícekomponentní třísložkový snímač 3 má podélnou osu prvního geofonu 4 totožnou s osou x 19, která je rovněž směrově totožná s hlavním směrem fotoinklinometru signalizovaného značkou 7, podélnou osu druhého geofonu 5 totožnou s osou y 20, která je od osy x 19 odchýlená o 90° ve směru pohybu hodinových ručiček, a podélnou osu třetího geofonu 6 totožnou s osou z 21, která je kolmá na obě osy x 19 a y 20 a současně je totožná se směrem podélné osy fotoinklinometru 8.The one or more component three-component sensor 3 has a longitudinal axis of the first geophone 4 identical to the x 19 axis, which is also directionally identical to the main direction of the photoinclinometer indicated by 7, a longitudinal axis of the second geophone 5 identical to the y 20 axis deviating from the x 19 axis by 90 ° in a clockwise direction, and the longitudinal axis of the third geophone 6 is identical to the axis z 21, which is perpendicular to both axes x 19 and y 20 and at the same time is identical to the direction of the longitudinal axis of the photoinclinometer 8.

Všechny geofony jedno nebo vícekomponentního třísložkového snímače 3 mají totožné dynamické charakteristiky i směrové orientace výchylek prvních nasazení vln na záznamu s ohledem na směr příchodu vln k prvnímu, druhému i třetímu geofonu 4, 5 a 6, a to tak, že při příchodu vlny ke geofonu shora 9 vychýlí se zápis prvního nasazení dolů 10 a při příchodu vlny ke geofonu zdola 11 vychýlí se zápis prvního nasazení nahoru 12.All geophones of one or more component three-component sensor 3 have identical dynamic characteristics and directional orientations of deviations of the first wave deployments on the record with respect to the direction of arrival of waves to the first, second and third geophones 4, 5 and 6, so that when the wave arrives at the geophone from the top 9 the notation of the first deployment is deflected downwards 10 and when the wave arrives at the geophone from below 11 the notation of the first deployment is deflected upwards 12.

Poloha hlavního směru fotoinklinometru signalizovaného značkou 7 je určena horizontálním azimulcm 13 odchylky osy x 19 od smčru hlavního magnetického poledníku 14 a poloha podélné <>sy fotoiiiklinomcíiu je určena veríi kalním aziinulein 15 odchylky osy z 21 vertikáThe position of the main direction of the photoinclinometer indicated by the mark 7 is determined by the horizontal azimuth 13 of the deviation of the x-axis 19 from the direction of the main magnetic meridian 14 and the position of the longitudinal photolinycinia

CS 266 855 Bl ly 16 podle odchylky středu cejchovního kroužku iibely 17 od středu libelového vrchlíku 18 fotoinklinometru.CS 266 855 Bl ly 16 according to the deviation of the center of the calibration ring iibely 17 from the center of the spirit level canopy 18 of the photoinclinometer.

Zařízení podle vynálezu lze využít ve všech horninových proslíedích uhelných, rudných i nerudných dolů.The device according to the invention can be used in all rock areas of coal, ore and non-ore mines.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. Device for detecting the spatial directions of the arrival of seismic waves to an observation point situated at any depth level in a deep well drilled from the surface or in a mine well drilled from a mine at any angles of inclination decliningly, horizontally or superficially, characterized in that in its cylindrical body (1) at least a one-component three-component sensor (3) is placed simultaneously with the photoinclinometer (2), the longitudinal axis of the first geophone (4) being identical both with the x-axis (19) and simultaneously with the direction mark (7) ), the longitudinal axis of the second geophone (5) is identical to the y-axis (20), which is deviated from the x-axis (19) by 90 ° clockwise, and the longitudinal axis of the third geophone (6) is identical to the z-axis (21). ), which is perpendicular to both axes x (19) and y (20) and at the same time is identical with the longitudinal axis (8) of the photoinclinometer (2).

2. The device according to item 1, characterized in that all geophones of the three-component sensor (3) have the same dynamic characteristics and directional orientations of the deviations of the first waves on the seismogram with respect to the direction of arrival of the waves to the geophones.