VIII.3.1.а. Метод каналовых волн
В 1963(?) г в журнале Geophysics появилась статья западногерманского физика Крея ([25]), в которой он дал подробное описание метода сейсмолокации тектонических нарушений непосредственно из выработок угольной шахты. Это было подробное, с указанием планов горных работ и реальных выработок, описание практического осуществления идеи, изначально столь же очевидной, как и вся идея сейсморазведки.
Идея метода каналовых волн имеет следующий вид.
Как известно, угольные пласты по своим акустическим характеристикам существенно отличаются от вмещающих пород. Отсюда, вроде бы, само собой разумеется, что пласты угля могут оказаться как бы звуковыми волноводами. А если это действительно так, то оценивая звукопроводность этих волноводов, можно было бы выявлять находящиеся в них разрывные нарушения. Схема эксперимента (в плане), описанного Креем, приведена на рис. VIII.2.
Рис. VIII.2.
На рис. VIII.2 показан в плане участок угольного пласта, подлежащего исследованию. В каждом из штреков 1 и 2 в борта угольного пласта установлены (ввинчены) сейсмоприемники, по 8 штук в каждом штреке. Сигналы с этих сейсмоприемников поступают на 16-канальную сейсмоаппаратуру.
Допустим, что в угольном пласте имеется разрывное нарушение, не имеющее выхода на штреки. Как раз тот случай, когда встреча с тектоническим нарушением происходит внезапно и доставляет наибольшие неприятности. В таком случае, при ударе в борт угольного пласта на уровне 6-го ряда сейсмоприемников, приемники 4 и 5 1-го штрека зарегистрируют отражение сигнала от этого нарушения, а в районе приемников 5, 6 и 7 2-го штрека образуется акустическая тень. То есть эти приемники не зарегистрируют прямого сигнала.
В силу простоты и очевидности описанных процессов, а также вследствие убедительности материалов, приведенных в статье Крэя, все угледобывающие страны, в том числе, и СССР, начали разработку аппаратуры, реализующей эту идею. Не знаю как в других странах, а у нас это дело было поставлено на широкую ногу, поскольку за внедрение этой аппаратуры чиновники Минуглепрома СССР рассчитывали получить Государственную премию.
В связи с этим последним фактором в стране было создано 28 геофизических отрядов, каждый из которых эксплуатировал в опытном порядке аппаратуру метода каналовых волн (как ее назвали). При этом со стороны Минуглепрома было поставлено перед каждым отрядом требование, чтобы эффективность этой аппаратуры на каждой шахте была бы не ниже 80%. Мне непонятно, как эффективность геофизической аппаратуры можно оценивать в процентах, но соответствующие документы именно о такой эффективности шахты давали.
Недаром методологи считают, что очевидность в физике - это путь в тупик. Правильнее, наверное, было бы сказать - недоказанная очевидность.
Давайте допустим, что мы согласны с предложенной идеей картирования нарушений угольного пласта. Но наверное, прежде, чем выпускать в серию аппаратуру, неплохо было бы все-таки эту идею проверить на каком-нибудь очень простом примере. Ну, скажем, что будет, если удар нанести в противоположную стенку штрека. Или сейсмоприемники установить на противоположных стенках штрека…
То есть проверить, позволяет ли описанный метод выявлять штрек. Штрек - это ведь тоже разрывное нарушение угольного пласта. Причем такое явное, какого природа сделать не может.
Как оказалось, подобного рода исследования самостоятельно и без информирования руководства проводились геофизиками всех 28 отрядов. При этом было установлено, что параметры сейсмосигналов не зависят от того, в какую из стенок штрека наносится удар и в какую из стенок штрека установлены сейсмоприемники. Более того, на параметры сейсмосигнала не влияет даже наличие между штреками 1 и 2 дополнительных, как бы промежуточных штреков (так называемых, разрезок). И таким образом, можно сказать с уверенностью, что предложенным Креем методом штреки выявлять нельзя. Но если этот метод не позволяет увидеть штреки, то что уж говорить о природных нарушениях.
То, что Крэй ввел всех в заблуждение, стало ясно уже к 1982 году. Однако сама по себе идея подобного выявления тектонических нарушений настолько элементарна, очевидна и заманчива, что это научное направление существует до сих пор. Более того, в научной литературе развивается математическое обоснование этого, якобы, высокоэффективного метода.
Дело в том, что о высокой эффективности метода каналовых волн можно прочесть в нескольких монографиях. В первую очередь, у Н.Я. Азарова3. Этот господин, будучи директором Донецкого филиала ВНИМИ – организации, занимавшейся изготовлением и внедрением аппаратуры метода каналовых волн, защитил докторскую диссертацию, ключевым моментом которой были документальные "подтверждения" о 80-процентной эффективности метода. Эта диссертация и составила основу монографии.
Для меня эта тематика давно потеряла интерес. Я работал со всеми вариантами аппаратуры этого метода и знаю фактическое положение дел. Знаю, какими средствами добывались свидетельства о высокой эффективности метода каналовых волн, и чего стоят монографии и статьи по этому методу. Но вдруг, во время проведения традиционного летнего семинара 1-5 июля 2002 г "Геомеханика и геофизика" Институтом геофизики СО РАН, моим экспериментальным данным была противопоставлена информация по методу каналовых волн со ссылкой на монографию Азарова.
Мне кажется, что этот случай должен послужить прецедентом для разработки каких-то этических правил в науке. У нас никогда не привлекались к ответу лица, совершившие подлог в науке. А ведь на самом деле, как можно видеть на показанном примере, подлог типа того, что совершен г-ном Азаровым, может иметь последствия, существенно более глубокие, чем просто использование средств на изготовление заведомо никому не нужной аппаратуры.
Кстати, отметим, что средствами спектрально - акустических измерений задача выявление тектонических нарушений из подземных выработок решается. Правда, из подземных выработок можно картировать нарушения не угольного пласта, а вмещающих пород ([17]). Но для технологов разницы здесь нет. Однако после того как оказалось возможным тектонические нарушения картировать с дневной поверхности, мы этот метод не используем из-за сравнительно высоких трудозатрат при его реализации.
3 В настоящее время, Н.Я. Азаров – председатель счетной комиссии Украины.
