Metody sejsmiczne.
Metody sejsmiczne polegają na pomiarach rozchodzenia się fal sejsmicznych wzbudzonych sztucznie przez odpalenie MW lub uderzeniem młotem. Ze względu na metodykę badań, stosowaną aparaturę i wykorzystanie fal sprężystych o różnych częstotliwościach, podzielić je można na dwie zasadnicze grupy:
-metody sejsmiki inżynierskiej,
-metody sejsmiczne - ultradźwiękowe
Obie metody wykorzystują zależność zmiany prędkości rozchodzenia się fal sejsmicznych od zmian ciśnienia oraz od stałych sprężystych ośrodka. Zależność prędkości od stałych sprężystych jest ścisłe:
Vp=√{(E/p)⋅(1-ν)/[(1+ν)(1-2ν)]} [m/s]
Vs=√{(E/2ρ)⋅1/(1+ν)} [m/s]
VR=(0,87+1,12ν)/(1+ν)⋅√{(E/2ρ)⋅1/(1+ν)} [m/s]
Gdzie
Vp - prędkość fali podłużnej m/s
Vs - prędkość fali poprzecznej m/s
VR - prędkość fali powierzchniowej m/s
E - moduł Younga N/m2
ν - liczba Poissona
ρ - ciężar właściwy kg/m3
Pomiary sejsmiczne można stosować przy:
-określaniu zasięgu wpływu krawędzi resztek eksploatacyjnych pozostawionych w pokładach zalegających powyżej lub poniżej pokładu, w którym znajduje się badane wyrobisko,
-obliczaniu kątów wpływów krawędzi,
-obserwacjach zmian ciśnienia eksploatacyjnego w zależności od zmian położenia frontu eksploatacyjnego,
-wyznaczania stałych sprężystych badanego ośrodka.
Metody badań sejsmicznych.
Metoda sejsmiki inżynierskiej. Aparatura do badań składa się z geofonu, układu wzmocnienia i układu rejestracji. Powinna ona zapewniać rejestrację drgań o częstotliwości do kilkuset Hz z dokładnością odczytu czasu 1 milisekundy. Do wykonywania pomiarów stosować można przenośne aparatury sejsmiczne po dostosowaniu ich do pracy w warunkach dołowych. Metodyka pomiarów polega na ustawieniu geofonów wzdłuż badanego profilu i prześledzeniu wzdłuż niego zmian prędkości. Linia profilu powinna przechodzić przez badaną strefę przypuszczalnego zwiększonego ciśnienia oraz w jedną lub obie strony od tej strefy w celu szukania różnicy prędkości. Geofony ustawia się w kilkumetrowych odległościach jeden od drugiego, na twardym spągu wyrobiska. Drgania wzbudza się przez uderzenie młotem w spąg po zewnętrznej stronie rozstawu lub przez odpalenie ładunku wybuchowego. Przesuwając rozstaw geofonów wzdłuż profilu, należy każdy kolejny rozstaw rozpocząć od ostatniego punktu poprzedniego rozstawu, aby uzyskać ciągłość śledzenia fali bezpośredniej. Metoda interpretacji polega na sporządzeniu hodografów prędkości fal przez odczytanie czasów przejścia fal z taśmy rejestracyjnej. Otrzymane prędkości fal sejsmicznych nanosi się na wykres przedstawiający przebieg prędkości wzdłuż profilu pomiarowego z uwzględnieniem warunków geologiczno górniczych. Uzyskane rejony zwiększonej prędkości rozchodzenia się fal sejsmicznych wskazują na działanie zwiększonego ciśnienia.
Metoda ultradźwiękowa. Do badań ultradźwiękowych używa się sejsmoskopów z głowicami emitującymi i odbierającymi drgania o częstotliwości 40 do 500 kHz. Większe częstotliwości ze względu na silne tłumienie nie są wskazane. Odczyt powinien być dokonany z dokładnością do 1μs. Metodyka pomiarów przy obserwacjach zmian ciśnienia ekspl polega na umieszczeniu czujników - nadajnika i odbiornika - w otworach wiertniczych przed zbliżającym się frontem eksploatacji. Pomiarów dokonuje się okresowo co pewien czas(np. zmiana lub doba), rejestrując na stałej bazie czas przebiegu fali. Zmiany ciśnienia ekspl wywołane zmianą położenia frontu eksploatacji wychwycone zostaną przez pomiar prędkości rozchodzenia fal ultradźwiękowych, ponieważ obie wielkości zmieniają się równolegle.