Способ возбуждения сейсмических сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 О ИЗОБРЕТЕ ТЕЛЬСТВУ ПИСАНИ И К АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Казаков А,Г, Методика и техника взрывных работ при сейсморазведке, М.: Наука,1987, с.149, 173 - 176.Патент СССР И,кл, 0 01 Ч 1/13, 1970.(54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к способам возбукдения сейсмических сигналов с использованием взрывчатых веществ.Известен способ возбуждения сейсми- ческих сигналов, заключающийся в разме- щении линии детонирующего шнура (ДШ),в, канале, проходящем под поверхностью земли, преимущественно параллельно поверхности, и его взрьвание. Указанный способ возбуждения сейсмических сигналов обладает направленным действием, что повы- шает интенсивность полезного сигнала и снижает уровень помех.Недостатки этого способа - высокйй: уровень опасности ввиду того, что в ДШ используются высокочувствительные и опасные в обращении ВВ - гексоген и тан, и сравнительно малая мощность заряда из одного ДШ (наиболее распространенными марками ДШ являются ДША и ДШЭ, содержащие 13 г ВВ на 1 м длины). 2(57) Изобретение относится к способам возбукдения сейсмических сигналов с использованием взрывчатых веществ. Цельюизобретения является повышение безопасности взрывных работ и эффективности сейсмических .исследований за .счет согласования акустических свойств ВВ и породы, снижения стоимости ВВ и трудоемкости взрывных работ. Цель изобретения достигается за счет вспенивания непосредственно в породном канале гелеобразного или эмульсионного взрывчатого состава до пористости 10 - 600, после чего. производят инициирование детонации. Известен также способ возбуждениясейсмических сигналов, включающий размещение в канале, проходящем под поверхностью земли, одновременно с детонирующим шнуром текучего взрывчатого вещества в виде, например, взрывчатой суспензии, сенсибилизированной тэном или изапропилнитратом, которое инициируется от детонирущего шнура,Однако ввиду того, что для выполненияспособа необходим детонирующий шнур, а в качестве сенсибилизатора взрывчатой суспензии используются высокочувствительные ВВ,опасность способа остается высокой. Кроме того, одновременное размещение в канале и ДШ, и текучего ВВ технически сложно, трудоемко и требует разработки специального устройства, синхронизирующего подачу в канал ДШ и текучего ВВ, что снижает эффективностьсейсморабот,ственно, уменьшается сама воэможность перемещения состава за счет сил гравитации.Таким образом, вспенивание.состава в породном канале позволяет обеспечить сплошность заряда и гарантировать устойчивую детонацию по всей длине заряда. В связи с этим нет необходимости вводить в канал одновременно с текучим взрывчатым составом детонирующий шнур, обеспечивающий в прототипе устойчивость детонации по всей длине заряда, За счет исключения .детонирующего шнура и использования безопасного в момент погружения (не вспененного) текучего состава существенно снижается опасность взрывных работ и уменьшается стоимость используемых взрывчатых материалов, Кроме того, отпадает необходимость создания специального устройства для синхронизации одновременной подачи состава. и детонирующего шнура, что упрощает процесс размещения ВВ в канале.Другой аспект при реализации предлагаемого способа возбуждения сейсмических сигналов сводится к следующему.При вспенивании гелеобразного или эмульсионного взрывчатого состава происходит снижение его плотности, которое и риводит к уменьшению скорости детонации, Снижение скорости детонации за счет уменьшения плотности позволяет увеличить долю энергии взрыва, идущей на образование сейсмической волны, и таким образом повысить эффективность сейсмических исследований, Объясняется это тем, что для .упругой волны характер функции скорости смещения частиц должен быть безразрывным. Даже малые разрывные импульсы давления, создаваемые продуктами . взрыва, не воспринимаются средой как чисто упругие, Создаваемые ими разрушения и уплотнение среды оказывает на импульс фильтрующее действие, выполажиеая его фронт, Причем в наибольшей мере разрывной характер импульса давления проявляет. ся при взрыве мощных ВВ с большей соростью детонации. Поэтому целесообразно использовать ВВ, имеющие более низкую, чем у тротила и гексогена скорость детонации.Дополнительное увеличение эффективности сейсмических работ при взрыве вспененного в породном канале взрывчатого состава происходит за счет увеличения сцепления ВВ со стенками канала. В этом случае при отсутствии воздушного промежутка между зарядом и стенкой не происходит диссипации энергии упругой волны, Вспенивание взрывчатого состава выполняЦель изобретения - повышение безопасности взрывных работ и эффективности сейсмических исследований путемсогласования акустических свойств ВВ и породы, снижения стоимости ВВ и трудоемкости взрывных работ.В качестве текучего взрывчатого вещества используют водосодержащий гелеобразный или эмульсионный взрывчатый.состав, Обе эти системы имеют сходные реалогические и детонационнье характеристики: высокую степень тиксотропности,крайне низкую чувствительность к механическим. воздействиям (чувствительность кудару для всех этих составов равна нулю) и 15одновременно высокую детонационнуюспособность во вспененном состоянии (в отсутствии взрывчатых сенсибилизаторов, та,кик как тэн, гексоген и др.). При лористости,большей 10 - 15, критический диаметр 20детонации достигает 3 - 5 мм. Вспениваниеэтих составов осуществляют введением всостав газообраэующего вещества - порофора перед его размещением в канале илинасыщением: - сатурированием - под давлением растворимого в составе газа с последующей подачей под давлениемсатурированного состава в канал,Использование в качестве ВВ водосодержащего гелеобразного или водоэмульсионного состава обусловлено тем, что этисоставы не содержат мощных и опасных вобращении индивидуальных ВВ, в невспенен нам состоянии не способны к детонациии соответственно совершенно безопасны в 35обращении.При вспенивании состава происходит.его сенсибилизация и детонационная способность существенно возрастает Критический диаметр детонации гелеобразного 40аммиачно-селитренного состава, содержащего 2"ф воды; снижается с 20 до 3 мм приувеличении пористости с 5 до 15, а припористости, меньшей 5, детонация не возбуждается е зарядах диаметром 30 мм в 45проточной стальной оболочке при инициироьании дополнительным инициатбром,При вспенивании состава увеличивается объем массы ВВ, которая по мере увеличения пористости заполняет все 50пространство породного канала, устраняятаким образом возможнь 1 е нарушениясплошности заряда, которые могут возникнуть за счет неравномерного движения ножевого погружателя или за счет стекания 55массы е участки канала, которые по какимлибо причинам расположены несколько ниже среднего уровня канала.Кроме того, при вспенивании составаувеличивается вязкость системы и, соответ- .ют до пористости 10 - 60%. При меньшей, .чем 10%, пористости составы не обладаютвысокой детонационной способности и необеспечивают надежное инициирование.капсюлем-детонатором и устойчивую детонацию по всей длине заряда. При пористости, большей 60%, возможно образованиегазовых пузырей большого размера (боль.шего, чем критический диаметр детонации),что может привести к затуханию детонации 10во вспененном составе,Гелеобразный взрывчатый состав представляет собой желатинированный полиакриламидом или гуаргамом раствор (иногдаводную суспензию) окиелителя и горючего, 15как правило с добавкой пигментной алюминиевой пудры, Состав не содержит йндивидуальных мощных ВВ и сенсибилизуетсямикропузырьками газа, вводимыми в желатинированный раствор вместе с частицами. 20алюминиевой пудры или полученными при,разложении гаэообразующего вещества -порофора.Водоэмульсионный взрывчатый составпредставляет собой эмульсию типа"вода в 25масле", в которой дискретной фазой является пересыщеннь 1 й водный раствор окислителей (как правило, смесь нитратОваммония; натрия, кальция), а непрерывнойфазой являешься раствор эмульгатора.в нерастворимом в воде органическом горючем типа индустриального масла, мазуТа,:парафина и т.п, За счет крайне малых раз-.меров .капель (диаметром около 1 мкл)эмульсия при детонации ведет себя .как 35квазигомогенный раствор окислителя итор ю ч е го и и рекрасно сенсибилизируетсямикропузырьками газа, полученными при,разложении порофора.П р и м е р. С помощью ножевого погружателя линейных зарядов в почве на глу-,бине 70 см формируют канал.Одновременно по трубопроводу, расположенному с тыльной части ножа, в канал под-.ают эмульсионный взрывчатый состав, 45содержащий 84,7% нитрата аммония;10,3% воды, 1,8% эмульгатора(карбозолин),1,6% индустриального масла И, 1,6% воска. Перед подачей состава в канал к немудобавляют 2% нитрата натрия в виде 50- 50ного водного раствора. Через 1.5 - 20. минпосле размещения состава в канале в составпомещают электродетонатор ЭДС и щюиз.:водят подрыв, Прием возбуждаемых сейс-мическихх сигналов производят 55стандартным способом,С помощью ножевого погружателя линейных зарядов в почве на глубине 70 см.формируют канал. Одновременно по трубопроводу, расположенному с тыльной части ножа исоединенному герметично с выпускным патрубком зарядно-сатурирующего устройства, в канал под давлением 2 - 4 кгс/см передавливают сатурированный углекислым газом (С 02) гелеобразный взрывчатый состав, содержащий 55,6% нитрата аммония, 10% нитрата натрия, 115,8% воды, 8% нитрата монометиламина, 0.15%. фосфата аммония, 1,05% гелеобразователя (например, гуаргамм), 5,4% этиленгликоля и 4% алюминия марки ПАП. Указанный состав перед подачей в канал помещают в эарядно-сатурирующее устройство, в котором после его герметизации из баллона подают под давлением 2 - 4 кгс/см угле 2 кислый газ, В, сатурирующем устройстве состав выдерживают при периодическом перемешивании не менее 10 мин для растворения в нем СОг, Через 1 - 2 мин после размещения состава в канале в состав помещают электродетонатор ЭДС и производят подрыв. Приемвозбуждаемых,сейсмических сигналов производят стан-,дартным способом,Использование предлагаемого способав сейсмических йсследованиях позволит существенно повысить безопасность работ эасчет исключения детонирующего шнура ииспользования водосодержащего взрывчатого состава с низкой чувствительностью кмеханическим воздействиям, повысить эффективность сейсморабот за счет снижениятрудоемкости взрывных работ и расширитьобласть использования экологически безопасного способа сейсморазведки,Формула изобретения Способ возбуждения сейсмических сигналов, включающий размещение текучего ВВ в породном канале под поверхностью земли, преимущественно параллельно поверхности, и инициирование заряда, о т.л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения безопасности взрывных работ и эффективности сейсмических исследований:путем согласования акустических свойств ВВ и породы, снижения стоимости ВВ и трудоемкости взрывных работ, в качестве текучего взрывчатого вещества используют водосодеркащий гелеобразный или эмульсионный взрывчатый состав, который вспенивают в породном канале до пористости 10 - 60%, а инициирование детонации осуществляют после завершения процесса вспенивания. при этом вспениванию. гелеобразного или эмульсионного состава осуществляют введением в состав перед подачей его в породный канал газообразующего химического вещества порофора или путем насыщения под повышенным давлением растворимого1716462 Составитель Н.ЖуковаТехред М. Моргентал Корректор Т.Палий Редактор М,Бандура Заказ 611 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при,ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наа., 4/б Ороизводсванно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 во взрывчатом составе газа с последующей подачей сатурированного взрывчатого состава под давлением насыщения в породный канал.