Tomografia sejsmiczna w górnictwie

• Autorzy: Dębski W.

Warianty tytułu

EN

Seismic tomography in mining applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prędkościowa tomografia sejsmiczna jest techniką bezinwazyjnego obrazowania budowy wewnętrznej próbek skalnych, masywu skalnego, struktur geologicznych itp. w skalach począwszy od ułamka metra do tysięcy kilometrów. Otrzymywane tą techniką przestrzenne rozkłady prędkości fal P i S są zwykle interpretowane w kontekście strukturalnej budowy badanego górotworu. Jednakże, z punktu widzenia zastosowań w górnictwie jednym z najważniejszych elementów badania tomograficznego jest próba interpretacji otrzymanego obrazu tomograficznego pod kątem stanu naprężeń w górotworze. Osiągnąć to można albo przez próbę korelacji aktywności sejsmicznej z anomaliami rozkładu prędkości albo przez interpretacje anomalii prędkości pod kątem zmiennego w przestrzeni pola naprężeń. Niezależnie od wybranego podejścia dla poprawnej interpretacji tomogramów bardzo ważna jest ocena wiarygodności otrzymanych pól prędkości. Celem niniejszej pracy jest przybliżenie zasad tomografii sejsmicznej oraz wspomnianego powyżej dwoistego podejścia do praktycznej interpretacji wyników badań tomograficznych.

EN

The seismic velocity tomography is a non-destructive technique of imaging of the structure of rock samples, rock mass, geological structures etc. at scales ranging from centimetres up to thousands of metres. The obtained by use of this technique spatial distributions of P and S waves are usually interpreted in the context of the internal structure of the imaged rock mass. However, from the point of view of applications in mining one of the most important elements of tomographic inversion is the attempt of interpretation of the obtained tomographic image in the context of the state of stresses in the rock mass. This can be achieved either by an attempt of correlation of seismic activity with anomalies of the velocity distribution or by the interpretation of velocity anomalies in terms of lithological parameters. Independently of the chosen approach, for correct interpretation of tomograms very important is the assessment of reliability of obtained velocity fields. The aim of the present work is the approximation of seismic tomography rules and mentioned above dual approach to the practical interpretation of tomographic investigation results.

Słowa kluczowe

PL

sejsmologia górnicza; tomografia sejsmiczna; metoda inwersyjna

EN

mining seismology; seismic tomography; inverse method

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 68, nr 7
• Strony: 67--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz.

Twórcy

autor

Dębski W.

• Instytut Geofizyki PAN, Warszawa

Bibliografia

• 1. Nolet G.: Seismic Tomography., D. Reidel Publishing Company, Dordrecht, 1987.
• 2. Dziewonski A., D. Anderson, Seismic Tomography, Scientific Am., 251, 60÷68, 1984.
• 3. Young R.P., Hutchins A.D., McGaughey J., Towers J., Jansen D., Bostock M.: Geotomographic Imaging in the Study of Mining Induced Sismicity, Pure Appl. Geophys.,129 (3-4):571÷596, 1989.
• 4. Jansen D.P., Carlston S.R., Young R. P., Hutchins D.A.: Ultrasonic Imaging and Acoustic Emission Monitoring of Thermally Induced Microcracks in Lac du Bonnet Granite, J. Geophys. Res. 98 (B-12), 22231÷22243, 1993.
• 5. Dębski W., Young R.P.: Tomographic imaging of thermally induced fractures in granite using Bayesian inversion, Pure Appl. Geophys. 159 (1-3 ), 277÷307, 2002.
• 6. Dębski W.: Wstępne wyniki tomografii akustycznej próbki granitu pochodzącej z Underground Research Laboratory (Canada). Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., M-22(310):331÷337, 1999.
• 7. Gibowicz S. J., Kijko A.: An Introduction to Mining Seismology. San Diego: Academic Press, 1994.
• 8. Dębski W.: Imaging rock structure using acoustic waves: methods and algorithms, in T. Yanagidani , H. Ogasawara H., M. Ando, editors, Seismogenic Process Monitoring, Balkema, 2002, pp. 309÷326.
• 9. Dębski W.: Probabilistic inverse theory. Adv Geophys 52:1-102, DOI 10.1016/S0065-2687(10)52001-6, 2010.
• 10. Dębski W., Rudziński Ł.: Pasywna tomografia sejsmiczna obszaru Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, Geneza i charakterystyka zagrożenia sejsmicznego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, 2010, pp. 80÷87.
• 11. Tarantola A.: Inverse Problem Theory and Methods for Model Parameter Estimation. Philadelphia: SIAM, 2005.
• 12. Dębski W.: Application of Monte Carlo techniques for solving selected seismological inverse problems, Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., 2004, vol. B-34, pp. 1÷207.
• 13. Danek T., Dębski W.: GPU Accelerated Wave Form Inversion Using Monte Carlo Sampling, Lecture Notes on Computer Science, 2010, Para 2010 State of the art in Scientific and Parallel Computing.
• 14. Dębski W., Danek T., Pieta A., Leśniak A.: Waveform inversion through the MC sampling, Expanded Abstract, 2008, ESC 2008 31st General AssemblyW.
• 15. Dębski W.: Study of the image reconstruction accuracy of active amplitude tomography, Rockburst and Seismicity in Mines , Balkema, 1997, pp. 141÷144.
• 16. Dębski W., Young R.P.: Enhanced Velocity Tomography: Practical Method of combining velocity and attenuation parameters, Geophys. Res. Lett., 1999, vol. 26, pp. 3253÷3256.
• 17. Best, A.I., McCann C., Sothcott J.: The relationships between the velocities, Geophys. Prosp., 1994, vol. 42, pp. 151÷178.
• 18. Klimentos T., McCann C.: Relationship among compressional wave attenuation, Geophysics, 1990, vol. 55, pp. 998÷1014.
• 19. Murphy W. F.: Acoustic measures at partial gas saturation in tight sandstones., Geophys. Res., 1984, vol. 89, pp. 11549÷11559.
• 20. Oconnell R., Budiansky B.: Seismic velocities in dry and saturated cracked solids, J. Geophys. Res., 1974, vol. 79, pp. 5412÷26.
• 21. Vanorio T., Prasad M., Patella D., Nur A.: Ultrasonic velocity measurement in volcanic rocks: correlation with microtexture, Geophys. J. Int., 2002, vol. 149, pp. 22÷36.
• 22. Dębski W.: Seismic Tomography by Monte Carlo Sampling, Pure. Appl. Geophys. 2010, vol. 167, pp. 131÷152.

Uwagi

PL

Niniejsza praca została częściowo sfinansowana ze środków Narodowego Centrum Nauki w ramach grantu nr 2011/01/B/ST10/07305.