Возможности ССП в горном деле

Интеллектуальные спектральные сейсмические сенсоры помогают бороться и с такими грозными врагами горняков, как обрушение пород в шахту и внезапные выбросы угля и газа. Когда из-под земли добывается уголь, соль или руда или производится проходка туннеля, то над штреком без прежней опоры остаются верхние слои породы, которые начинают провисать и постепенно пронизываются мелкими нарушениями и отслоениями. Как правило, отслоения происходят по границам угольных, слюдяных и других прослоек породы со слабым сцеплением с соседними слоями породы. С помощью ССП можно своевременно выявить поверхности ослабленного механического контакта между слоями породы, расположение и размеры опасных отслоений, т.е. получить важную технологическую информацию, позволяющую выбрать оптимальные методы защиты штрека, людей, техники.

На рис. 7.9 показан ССП разрез над конвейерным штреком одной из шахт Донбасса.

Рис. 7.9. ССП разрез геологического массива над конвейерным штреком. Измерения проводились снизу. Уровень "0" соответствует "потолку" штрека.

Нижние 0,5-1 м породы, прилегающие к потолку штрека, не дают сигналов. Пробное бурение вверх от потолка штрека показало, что это – песчаник, который, как представлялось, является сплошным до 10 м толщины. Это было основанием надеяться на стойкость и надежность кровли. Однако на сделанном ССП разрезе четко проявились поверхности ослабленного механического контакта между слоями (на рис. 7.9 – горизонтальные штрихи), которые, как позже было установлено, обусловлены тонкими прослойками угля, сцепление которых с песчаником довольно слабое. Т.е. представление о надежности и стойкости кровли было обманчивым. По результатам ССП в штреке было установлено дополнительное усиленное крепление. И когда верхние слои породы обвалились, именно это крепление позволило избежать человеческих жертв и потери техники.

Внезапные выбросы угля и газа – грозное стихийное бедствие, которое и до сих пор является причиной трагических случаев у горняков. Но ведь эти выбросы являются "внезапными" только для тех, у кого нет информации об их назревании. Выбросы не происходят беспричинно. Их источником являются большие герметические пустоты в породах, постепенно заполненные метаном под высоким давлением и расположенные вблизи от горных выработок. Такие пустоты можно выявить акустическими методами. Имея информацию об их расположении и размерах, можно разными методами осторожно снизить давление газа в них и тем самым ликвидировать угрозу выбросов.

Метод ССП может помочь и в поисках месторождений алмазов. Ведь они могут сформироваться лишь там, где при разрыве кристаллического щита, породы перемещались (выносились) снизу вверх. На ССП разрезах тело трубки выносов обычно выглядит как куполообразный объект с двойной окантовкой на глубинах 70-150 м (рис. 7.10).

Рис. 7.10. ССП разрез геологического массива месторождения "Поморское" (Архангельская область). Серыми линиями выделена трубка выноса пород

С целью повышения эффективности поисков детальные геологические исследования целесообразно проводить лишь в районах, где выявлены такие объекты.