Второе рождение сейсморазведки и многое другое...
О нас Услуги Оборудование Книги по теме Примеры Связь Карта Форум Видео En

Второе рождение сейсморазведки

Гликман А.Г.
НТФ "ГЕОФИЗПРОГНОЗ"
март 2019, Санкт-Петербург

На часах было 5 утра, когда мне позвонили по телефону с шахты Распадская, и несколько раз испуганными голосами прокричали, что если бы не возведенная по моему требованию крепь, то на шахте было бы 60 нулей (то есть, погибших шахтеров). Это было в 8 утра по местному, кемеровскому времени, в момент пересменки, когда встречаются под землей две бригады, каждая из которых состоит из 30-ти человек - 4-й и первой смены. По случайному совпадению, точка встречи обеих бригад на этот раз оказалась в зоне, закрепленной по нашему требованию.

Возведение крепи сопровождалось скандалом и изгнанием нас с шахты, потому что, по мнению геологов, там крепь была не нужна. И требование какого-то командированного возводить крепь там, где она не нужна, было воспринято просто как жуткое хамство.

Внезапное обрушение пород - это такое проклятие для шахт и рудников, которое происходит во всем Мире практически каждый день. Наберите в поисковике «обрушение горных пород» на любом языке, и увидите сами. С этим ничего не сделать. Ни спрогнозировать, ни предотвратить.

Я 16 лет прожил в шахтах, и на своей шкуре ощутил то, что чувствует шахтер, спускаясь к месту своей работы. Это ощущение полной своей незащищенности и зависимости от его величества Случая.

Для меня этот случай означал первую проверку надежности физического эффекта, обнаруженного мною за 5 лет до этого при первом в моей жизни спуске в шахту.

Так сложилось, что при этом я как бы сдавал экзамен по предмету, который преподавал студентам уже 4 года в Ленинградском Горном институте. Предмет этот назывался шахтной геофизикой, а на самом деле, это было курсом сейсморазведки, поскольку сейсморазведка - практически единственный применяемый геофизический метод в шахтах.

Сейсморазведка - это геофизический метод, который для построения разреза использует упругие (акустические) колебания, которые возникают при ударном (или взрывном) воздействии на поверхность земной толщи. Предполагается, что эти акустические волны распространяются в земной толще и по законам оптики проходят и отражаются от залегающих в земной толще геологических структур, и предполагается, что эти процессы можно зафиксировать с помощью сейсмоприемников в виде эхо-сигналов.

Вот тогда, совершенно неожиданно было обнаружено, что породный слой проявляет свойства упругой колебательной системы (УКС). Обнаружил я это летом 1977-го года. Формально я сделал открытие, но на самом деле, я этот эффект просто узнал. Лорд Кельвин (Уильям Томсон) ровно за 100 лет до этого, в 70-х годах XIX века обнаружил электрическую колебательную систему (колебательный L-C контур) и дал определение объектам этого класса, сказав, что объект, который на удар реагирует затухающим гармоническим (синусоидальным) сигналом, является колебательной системой.

Но если земная толща состоит не из отражающих геологических объектов, а из совокупности колебательных систем, то ни о каких отражениях и прохождениях не может быть и речи. В таком случае работают только спектрально-акустические законы.

Какое счастье, что я когда-то прочел это его определение, потому что сейчас такого определения колебательной системы просто не найти. Прочтите, что написано по этому поводу в интернете. Такое впечатление, что это специально так написали, чтобы было никому непонятно.

Вероятность этого открытия по результатам шахтных измерений была близка к нулю. Для этого было необходимо, чтобы в один момент совпало несколько событий, плюс обязательное радиотехническое образование, поскольку понять это могут только радисты.

Дело в том, что спектрально-временные представления как раздел математики читают только радистам, и исключительно по этому спектральному изображению сейсмосигнала, полученного в шахте при акустическом исследовании кровли, я распознал колебательные свойства породного слоя, находящегося над моей головой. На рис.1 приведено это спектральное изображение.

Частотная зависимость амплитуды поля упругих колебаний, распространяющегося вдоль породного слоя
Рис. 1

График на рис.1 - это частотная зависимость амплитуды поля упругих колебаний, распространяющегося вдоль породного слоя.

На самом деле, всё гораздо проще. Фигура, показанная на рис.1, это не что иное как спектральное изображение затухающей синусоиды. Частота f0 - это частота синусоиды, возникающей в породном слое при ударном на него воздействии. А величина этой частоты однозначно связана с толщиной этого породного слоя h. Вот это уже очень важная информация, потому что знание величины h позволяет прогнозировать обрушение этого породного слоя.

Неизбежен вопрос: а что, раньше это было неизвестно? Известно-то оно было, но определять величину h раньше можно было одним-единственным способом. А именно, бурением в кровлю, что в условиях шахты практически невозможно.

Таким образом, мы получили возможность с помощью простого удара по породному слою, залегающему в кровле, при наличии прибора, определяющего частоту (или частоты) сигнала, возникающего при этом ударе, получать не только величину h, но даже строение пород кровли. Вот в этом, собственно, и была идея прибора, позволяющего определять устойчивость кровли.

В течение нескольких лет мы проверяли работу этого прибора и соответствие его показаний реальному строению пород кровли, полученного геологическими методами, а также, насколько точно можно прогнозировать устойчивость пород кровли при использовании этого прибора.

Вот заключающим моментом этой проверки и было требование возведения крепи, о чем написано в начале этой статьи.

Образовавшаяся таким образом методика прогнозирования обрушения пород была всем хороша, но... Для того, чтобы осуществлять такие измерения, необходимо было спускаться в шахту. А в шахте измерения можно делать только в уже существующих выработках. То есть прогнозирование этим методом может быть только оперативным. А вот если бы измерения можно было делать с земной поверхности, не спускаясь в шахту...

И Нечто свыше как будто услышало эти пожелания геологов. И нас выгнали из ЛГИ. А стало быть, мы потеряли доступ в шахты. Я думаю, всем, кто занят созданием чего-либо нового, эта проблема известна. Новое - оно всегда беззащитно, и уничтожить его не составляет особого труда. А удовольствие от этого, видимо, получить можно.

Это произошло в 1993-м году. А если кто помнит, что происходило в России в этом году, тот поймет, что здесь для нас при потере работы было всего два варианта. Либо идти работать в ларек, либо в охрану. Мы выбрали третий вариант, и попытались сделать такие же измерения, как мы делали 16 лет в шахтах, но с поверхности земли, с газона. И первый же наш сейсмопрофиль с поверхности мы запомним на всю жизнь. Он определил всю нашу последующую жизнь. Мы ведь жили в режиме той лягушки, что, попав в бидон с молоком, стала сбивать лапками сметанку. Вот мы и сбили свою сметанку. И очень благодарны руководству ЛГИ за наш вылет из института.

Геофизический метод, с помощью которого мы стали работать, по своей сути является спектрально-сейсморазведочным профилированием (ССП), и так же была названа аппаратура, с помощью которой его можно реализовать.

При первом же профилировании методом ССП мы обнаружили в Земле новый геологический объект, который, как оказалось, никаким другим геофизическим методом кроме ССП, обнаружить нельзя. Поскольку в атмосфере над этим объектом наблюдается превышение радона над фоном, мы, по совету геологов, назвали его зоной тектонического нарушения (ЗТН). Естественно, что все геологи и геофизики нам стали рассказывать, что этот объект можно обнаружить с помощью любого другого, уже известного метода. Но вот ведь какая история получилась... Оказалось, что ЗТН имеют большое количество неизвестных ранее свойств. А поскольку ни один другой геофизический метод ни одного из этих свойств обнаружить не может, то по-видимому, и сами эти ЗТН они тоже выявить не могут. Что в дальнейшем и подтвердилось. А теперь я буду рассказывать, что это за свойства.

Свойство №1. При пересечении профилем ЗТН на ССП-разрезе прорисовывается специфический объект, имеющий очертания типа воронки. На рис.2 показан пример такого разреза.

На рис.2 находится три таких воронкообразных объекта. С центрами около 12-го, 45-го и 66-го метров профиля. Это соответствует трем ЗТН.
Рис. 2

На рис.2 находится три таких воронкообразных объекта. С центрами около 12-го, 45-го и 66-го метров профиля. Это соответствует трем ЗТН.

Свойство №2. Если инженерное сооружение окажется в ЗТН, оно будет разрушаться. Это свойство проверялось несколько лет. Мы делали ССП-профили в непосредственной близости от сооружений, разрушения которых можно было обнаружить чисто визуально. Признаки разрушения: вертикальные и субвертикальные трещины в стенах. Если дом кирпичный, то эти трещины рвут кирпичи. Трещины, проходящие через углы оконных переплетов. Если в доме работает вибрирующая техника, разрушение происходит особенно быстро. Проваливаются крыши, этажи.

Свойство №3. Если бурить через центр ЗТН, то сможем получать родниковую воду. Одна и та же вода, имеющая один и тот же источник, может утолить жажду, но может и затопить шахту. Вода пойдет с глубины, где находится острие найденного воронкообразного объекта. Применительно к ЗТН с центром около 12-го метра вода пойдет с двух глубин - 28 и 55м.

Свойство №4. Горные породы в ЗТН находятся в сильно трещиноватом состоянии. Поэтому при бурении в ЗТН буровой инструмент идет существенно легче, чем вне ЗТН. Часто буровой инструмент даже проваливается. Поэтому выход керна меньше нормативного. Поэтому недостающие куски керна приносят от других скважин. Я очень удивился, когда узнал, что это мировая практика.

Вот в этом и кроется причина обрушения пород в шахтах. Это логично, что обрушение происходит там, где породы разрушены, т.е., в ЗТН. Также по этой логике происходят и аварии на карьерах.

Свойство №5. Воронкообразные объекты - это верхняя часть вертикальных трещин, которые берут начало в околоядерном пространстве. Отсюда и появление радона над ЗТН, и другие глубинные газы, а также метан, и чистый водород. Это является причиной того, что ЗТН проявляют свойства геопатогенных зон. Под влиянием газов в ЗТН, на первых этажах большинства домов встречается наибольшее количество онкологических больных.

Свойство №6. Поскольку ЗТН соответствуют трещинам в коре Земли, то расположение их на поверхности Земли хаотичное. Как поры на нашей коже, они разбросаны хаотично и находятся на всей поверхности нашей планеты. И, стало быть, в соответствии со свойством №3, безводных пространств не существует.

На самом деле, свойств ЗТН гораздо больше, но и того, что сказано, достаточно для того, чтобы считать, что изучение ЗТН - это путь к решению инженерно-геологических и инженерно-геофизических задач.

Изучение ЗТН - это путь к решению большого количества задач, решать которые до этого было невозможно.

Но вернемся к шахтам. Я столько отдал им, что они для меня просто больная тема. Когда я начал изучать свойства ЗТН, я вдруг понял, что для того, чтобы прогнозировать встречу подземных выработок с ЗТН, совершенно не нужно спускаться в шахту. Эти зоны сверху, с поверхности, видны гораздо лучше. Я написал об этом статью, и меня пригласили приехать в шахтерский город Белово, чтобы я смог продемонстрировать эту идею. И я при этой демонстрации смог обнаружить ЗТН, которая оказалась на пути будущего, еще не существующего штрека.

Показав эту точку на плане горных работ, я уехал. Приехав туда через год, я узнал, что в этой точке в результате обрушения пород кровли погибли три проходчика...

Известно, что всё в нашей жизни зависит от людей. Можно создать любую технологию, найти любое решение, но если для людей, от которых зависит принятие решение, эта новая разработка неприемлема, ну так оно и не будет принято. Причина, по которой наша разработка (ССП) не принимается, банальна.

Дело в том, что вот уже больше 100 лет существует сейсморазведка, называемая лучевой. Принцип действия ее определяется существенно более простыми, понятными, очевидными и логичными положениями. И математическое обеспечение ее находится на более высоком уровне, чем у сейсморазведки спектральной. Лучевая сейсморазведка безоговорочно принята во всем Мире. На использование ее отводятся средства, в 20 раз большие, чем на всю остальную геофизику. Но...

Как оказалось, лучевая сейсморазведка оказалась научным заблуждением. За всё время ее существования нет ни одного случая совпадения сейсморазреза с разрезом геологическим, полученным бурением. И, что самое главное, так это то, что ни одно ее положение не может быть доказано экспериментально.

Согласно принципам методологии развития научного познания, основой любого исследовательского метода должен быть физический эффект, который может быть подтвержден экспериментально. Так вот, для лучевой сейсморазведки такого эффекта не существует.

Все ее положения очевидны, но экспериментально это доказать невозможно. Но, как известно, очевидность, не доказанная экспериментально - это путь в тупик. Математика же эксперимент заменить не может. Она служит для того, чтобы описывать экспериментально полученные данные. А поскольку таких данных нет, то в сейсморазведке она служит для описания мысленно заданной информации.

За время существования нашей цивилизации таких случаев было немало. Все эти случаи знают. Это и то, что Земля плоская, и то, что тяжелые предметы при падении летят с большим ускорением, чем легкие, и тот же теплород... Все эти недоразумения были разрулены с помощью экспериментов. Но этого мало. Для того, чтобы перейти от одной парадигмы к другой, нужно еще чтобы с этим согласились действующие в этих областях знания люди. И вот это оказывается самым трудным. Для этого нужно, чтобы прошло время, равное смене одного-двух поколений. История физики оценивает это время примерно в 50 лет. Ну что ж, подождем...


Обсудить статью 



При использовании материалов сайта ссылка на www.newgeophys.spb.ru обязательна Публикации о нас

Начало | О нас | Услуги | Оборудование | Книга 1 Книга 2 Книга 3 |  Примеры | Связь | Карта сайта | Форум | Ссылки | О проекте | En

Поддержка и продвижение сайта "Геофизпрогноз"

Реклама на сайте: