Nowe możliwości obrazowania emisji sejsmicznej indukowanej podziemnymi pracami górniczymi dla kopalń LGOM

• Autorzy: Leśniak A. , Pięta A. , Szostek K. , Koziarz E.

Warianty tytułu

EN

Modern methods of visualization of seismic emission induced by underground mining works for LGOM mines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prezentowane rezultaty dotyczą nowoczesnych sposobów obrazowania źródeł emisji sejsmicznej indukowanej podziemnymi robotami górniczymi. Badania dotyczą rozwiązań, które mogą być osiągnięte dla poprawy dokładności lokalizacji oraz automatycznej oceny błędu lokalizacji dla standardowych konfiguracji sieci pomiarowej, typowej dla kopalń miedzi LGOM oraz sieci czujników jednoskładowych, wzbogaconej opcjonalnie o czujniki trójskładowe. W artykule przedyskutowano sposób wizualizacji struktury prędkościowej ośrodka geologicznego, wpływającej na efektywność klasycznej procedury lokalizacji dla różnych typów sieci pomiarowej oraz dla różnych rozmieszczeń czujników, w oparciu o zaimplementowane w kopalni „Rudna” programy „Litos-Wstrząsy” i zintegrowany z nim „Lokalizator 3C”. W dyskusji uwzględniono model jednorodny i izotropowy oraz model niejednorodny (warstwowy) o budowie odzwierciedlającej budowę ośrodka geologicznego w rejonie oddziałów wydobywczych ZG „Rudna”. Z uwagi na typową dla polskich kopalń rud miedzi płaską konfigurację sieci pomiarowej oraz fakt, że dla klasycznych metod lokalizacji źródeł emisji występuje znaczny błąd określania głębokości źródeł wstrząsów sejsmicznych, zaprezentowano sposób wizualizacji dostosowany do tego typu warunków. W dalszej części przedstawiono nowoczesną metodę „czasu odwróconego”, potencjalnie pozwalającą na znaczne poprawienie dokładności lokalizacji, nawet w skrajnie trudnych przypadkach sieci płaskiej, złożonej z czujników jednoskładowych i nakładających się w czasie źródeł emisji sejsmicznej. Metoda ta pozwala również na oszacowanie wielkości błędów lokalizacji źródeł emisji wraz z przybliżoną oceną wieloznaczności sejsmicznego zagadnienia odwrotnego. Dyskutowany sposób obrazowania zjawiska emisji sejsmicznej został dopasowany do charakteru metody i poparty przykładami dla danych syntetycznych.

EN

The modern methods of visualization of seismic emission process induced by underground mining works are presented in the article. The solutions used in mining practice for quality enhancement of seismic source location and automatic evaluation of errors of seismic source location are discussed. In the analysis not only the standard configuration of seismic sensors network used in copper mines of LGOM is analyzed but also the standard network supported by additional 3C geophones. The presented results were obtained using two integrated computer programs Litos-Wstrząsy and Lokalizator 3C, implemented in “Rudna” mine. The detailed discussion of velocity model of geological medium and its influence on effectiveness of standard source location method for different configurations and types of seismic networks is presented. The two standard velocity models are discussed – the homogeneous and heterogeneous (stratified) ones. Their geometrical and physical parameters of the velocity structure are typical for one of mining panel from “Rudna” copper mine. The most important consequence of flat seismic network used in that mine is relatively large error of z-component of localized seismic sources when the standard location methods are used. In the next part of the paper the modern “time reversal” method is presented. It allows improvement of seismic source location quality even for flat networks and superimposed seismic events. The methods allow also the source location error estimation together with the ambiguity of the source location inverse problem. The discussed results are illustrated with the synthetic examples.

Słowa kluczowe

PL

źródła sejsmiczne; sejsmiczność indukowana; wizualizacja

EN

seismic sources; induced seismicity; visualization

• Wydawca: KGHM CUPRUM Spółka z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe
• Czasopismo: Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 3
• Strony: 73--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Leśniak A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza

autor

Pięta A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza

autor

Szostek K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza

autor

Koziarz E.

• KGHM Polska Miedź S.A. Oddział Zakłady Górnicze "Rudna"

Bibliografia

• [1] Fink M., 1999, Time-reversed acoustics, Scientific American; 555:67-73.
• [2] Gajewski D., Tessmer E., 2005, Reverse modelling for seismic event characterization: Geophysical Journal International, 163, 276-284.
• [3] Kremers S., Fichtner A., Brietzke G., Igel H., Larmat C., Huang L., Käser M., 2011, Exploring the potentials and limitations of the time-reversal imaging of finite seismic sources: Solid Earth.
• [4] Levander A., 1988: Fourth-order finite-difference P-SV seismograms, Geophysics, 53-11, 1425-1436.
• [5] Saenger E.H., 2011, Time reverse characterization of sources in heterogeneous media, NDT & E International 44, 751-759.
• [6] Steiner, B., Saenger E.H., Schmalholz S.M., 2011, Time reverse imaging with limited s-wave velocity model information, Geophysics 76 (5), MA33-MA40.
• [7] Wright, R.S. Jr., Lipchak B., Haemel N., 2007, OpenGL Superbible: comprehensive tutorial and reference, Fourth Edition.