Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Исследование эффективности и разработка методики акустического каротажа при изучении горно-геологических особенностей месторождений каменного угля

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Исследование эффективности и разработка методики акустического каротажа при изучении горно-геологических особенностей месторождений каменного угля"

РГб од

На правах рукописи

2 Г* МЛЛ Л и'

СКОБОЧКИН ЮРИИ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА ПРИ ИЗУЧЕНИИ ГОРЮ -ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИИ КАМЕННОГО УГЛЯ

Специальность 04.00.12 - Геофизические метода поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата гоолого -минералогических наук

Екатеринбург 1996

Работа выполнена в Уральской государственной горно-геологической академии и Акционерном обществе открытого типа научно-производственном предприятии "Научно-исследовательский и проектно-конс-трукторский институт геофизических исследований геологоразведочных скватак" (АО НПП ВНИГИС).

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Козырин А.К.

Официадьные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

старший научный сотрудник Виноградов A.M.;

кандидат геолого-минералогических наук, доцент Крылатков С.М.

Ведущее предприятие: Уральский комитет по геологии и использованию недр (УРАЛГЕОЛКОМ)

Защита, состоится "27 " декабря 199 6 г. в_часов

на заседании диссертационного совета Д 063.03.02 в Уральской государственной горно-геологической академии, 620144, г.Екатеринбург, ул.Куйбышева, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральской государственной горно-геологической академии.

Автореферат разослан " 12- " ноября 199 6_ г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ю.Б.Давыдов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТА

Актуальность проблеиы.Пошшенше требования, предъявляемые в настоящее время к прогнозу горно-геологических особенностей угольных месторождений, могут быть обеспечены толысо с помощью разработки к внедрения новых геофизических методов 'и гоолого-гео-физических методик изучения угленосных отложений.Одним из таких методов в угольной геофизике является метод акустического каротажа

Акустический каротаж (АК) по сравнению с другими методами геофизических исследований скважин имеет ряд преимуществ.На показания АК при использовании трех и более элементных зондов не влияет минерализация бурового раствора, в значительней степени исключаются влияние изменения диаметра скважины. Метод обладает хорошей разрешающей способностью и отличается значительным проникновением волн в порода через стенку сгсвзжшш. При акустическом каротаже определяется комплекс информационных параметров упругих волн. Метод экономичен, а методика интерпретации сравнительна проста.

Физические предпосылки применения акустического метода исследования скважин для решения задач углеразведки определяются как самой физической сущностью метода, так и опытом использования ого в нефтегеофизике. Однако изучение угольных месторождений предъявляет особые требования к параметрам аппаратуры акустического каротажа и методике интерпретации получаемых данных.

С 1976 года в НПО "Сошпромгеофизика" разработан и серийно выпущен целый ряд аппаратуры акустического каротажа угольных и

рудных скважин-ПАРУС-1, ПАРУС--4. ПАРУС-6, ПАРУС-8. Поэтому вместе с развитием аппаратурных разрлйоток метода встала весьма актуальная задача по его методическому обеспечению и оценке эффективности при решении задач углеразведки.

Целью работы являлось повышение эффективности прогноза горно-геологических условий эксплуатации месторождений каменного угля на основе разработки методического обеспечения аппаратуры акустического каротажа типа ПАРУС.

Основные задачи исследования :

1) изучение закономерностей изменения упругих свойств пород и углей в зависимости от их лито логической принадлежности, стадии преобразования пород и метаморфизма углей, геодинамических, условий залегания;

2) установление связей петрофизических и упруго-деформационных параметров угленостных отложений с их акустическими свойствами;

3) исследование возможностей метода акустического каротажа в комплексе методов ГИС при изучении трещиноватых и тектонически нарушенных пород в разрезе угольных скважин;

4) оценка влияния геолого-технических условий угольных скважин на результаты акустического каротажа;

5) разработка методики интерпретации данных акустического каротажа угольных скважин;

6) оценка эффективности метода при изучении горно-геологичос-ких особенностей месторождений.

Общая иетодика исследований заключалась в комплексном геолого-геофизическом изучении акустических свойств угленосных отложений на основе количественного учета эпиметагенетических

преобразований пород и углей, литолопгческой принадлемгасти, гео-динам;песких условий залегания, юс трощпноватости и тектонической нарушенности.

Исходными данными послужили результаты лабораторных исследований на образцах керна, как в атмосфзрных условиях, так и приближенных к пластовым, изучение образцов керна непосредственно на скважине с жесткой привязкой юс к геофизическим измерениям; сопоставление данные метода АК с результатами геолого-геофизических и лзбораторных исследований.

Научная новизна :

1) изучены и впервые количественно установлены закономерности изменения упругих параметров угленосных отложений от их штомоги-ческоЯ принадлежности, стадии преобразования и гоодгаамических условий залегания:

2) выявлены и количественно установлены корреляционные уравнения сеязи петрофизических и упруго-деформационных параметров углевмещавщих пород и углей с их акустическими свойствами;

3) обоснована и совместно с А.Ф.Косолаповым разработана методика выделения и оценки зон выветрелых пород (окисленных углей) и аномальных горних давлений по данным АК;

4) оценено влияние геолго-технических условий угольных сквпхин на результаты АК;

5) обоснована и разработана методика выявления трвшдаоватых и тектонически нарушегпшх зон в разрезах угольных скважин по данным АК и комплекса ГИС;

Основные защищаемые положения :

I) закономерности изменения акустических, свойств угленосных

- б -

отложений в зависимости от юс: литологической принадлежности, стадии эпигенеза, современной глубины залегания, геолого-гехнических условий скважин обеспечивающие достоверное выделение в разрезах угольных скважин пластов пород и углей, зон выветрелых пород и окислешшх углей, интервалов аномальных горных давлений.

2) корреляционные зависимости акустических параметров горных пород от их физическими свойствами позволяющие оперативно определять петрофизические и упруго-деформационные характеристики угленостных отложений по данным АК .

3) методика прогноза трещиноватых и тектонически нарушенных зон в разрезах угольных скважин с оценкой достоверности получаемых результатов, основанная на методе последовательно-статистического

анализа геологических данных, результатов АК и комплекса ГИС.

Практическая ценность работы заключается в разработке и внедрении методического обеспечения аппаратуры АК углеразведачных сквакин, повышающего качество, достоверность и эффективность методов ГИС при изучении горно-геологических особенностей угольных месторождений.

Результаты научных исследований и практика их внедрения использовались в лекциях, читаемых автором во ВНЖГИС на курсах повишения квалификации специалистов отрасли.

Часть материалов представленных в диссертации вошла в "Методическое руководство по исследования угольных скважин методом АК" утвержденного Мингео СССР. Методическое руководство и аппаратура ПАРУС-1, ПАРУС-1М, ПАРУС-4, 'ПАРУС-в, ПАРУС-8 внедрены автором в ПГО "Запсибгоология", "Центрказгеология", "Приморгеология", "Якутгеология", "Волковгеология", "Укруглегеология", трестах

"ДзльсостуглерззБедка" и "Кузбассуглеразведка", экспедиции "Кзра-гандзуглэразпедка".

Апробация работы.Основные положения работа докладывались и обсуждались на V и VIII Всесоюзных угольных совещаниях в Ростове-на-Дону, 1977 и I3S6 гг..Всесоюзном научно-техническом семинаре, г.Октябрьский, 1984 г., Дальневосточной конференции геологов-угольщиков, г. Артем, 1986 г., 10-м Всесоюзном научно-техническом семинаре, БСЕГИНГЕО, г. Москва, 1989 г., научно-практической конференции, г.Воркута, 1990 г., научно-техническом семинара, г.Екатеринбург, 1992 г.,совещании по геологии и минеральным ресурсам республики Башкортостан, г.Уфа, 1994 г., Международной геофизической конференции и выставке, г. С-Пэтербург, 1995 г.

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 22 статьях, тезисах докладов, A.c. на изобретение и 21 научно-исследовательских отчетах.

Структура работы. Диссертация состоит из Введения, 4 глав, Заключения и содержит 107 страниц машинописного текста, 42 рисунков, 6 таблиц и списка используемой литературы из 99 наименований и приложения.

В работе обобщонн результаты геофизических, геологических, лабораторных и аппаратурных исследований, выполненных автором лично, а также совместно с другими исполнителями в 1973-1995 гг. в Кузнецком, Карагандинском, Партизанском, Донецком и др. угольных бассейнах.

Тома диссертавди непосредственно связана с планами научно-исследовательских работ бывшего Министерства геологии СССР и Госгеолкома РСФСР в рамках общесоюзной научно-технической проблв-

-а-

•р т о

мы ХТ тдз|т) "Разработка научных основ, методов и технических средств для комплексного геофизического изучения угольных месторождений СССР", а также раздела НА проблемы 0.05.07 ГКНТ СССР Изучать в шахтах и скважинах Донецкого, Кузнецкого, Сахалинского бассейнов геологические.геохимические, температурные, газодинамические и физические характеристики МР и ЗЕНСГП с целью определения влияния на нормальные геофизические поля, научное обоснование и разработка новых наземных и скважинннх методов,методик и аппаратуры для определения МР и ЗЕНСГП .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Рассматривается актуальность работы, цель и основные ее задачи. Дана общая методика их решения. Представлены научная новизна и защищаемые положения диссертации. Указано количество публикаций.

Исследования Ешюлкеш под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора А.К.Козырина, которому автор выражает свою глубокую признательность.

Автор считает своим долгом выразить особую благодарность А.Ф. Косолапову и В.А.Гаранину, совместно с которыми еыполноны многие исследования, вошедшие в настоящую работу.

Консультирование при проведении научных экспериментов и оформлении диссертационной работы осуществлялось зам. директора по научной работе, к.г-м.н. Поляковым А.П., за что автор выражает ему свою признательность.

Автор благодарит д.т.н. Е.С.Кучурина, д.т.н. Ю.А.Гуторова,

д.т.н. Л.Е.Кнеллера за цоишо советы и замечания, высказанные в процессе ознакомления с работой.

В проведении исследований, опробовании, внедрении в производство аппаратуры и методических разработок автору оказали помощь и содействие сотрудники отдела угольной геофизики ВНИИГИС, опытно-методических партий ВНИИГИС в Кузнецком, Донецком и Печорском бассейнах, руководство и специалисты ПГО "Запсибгеология", "Центр-казгеология", "Донбассгеология", "Ворошиловградгеология", "Севказ-геолгия", "Приморгеология", трестов "Дальвостуглерэзведка", "Куз-бассуглеразведка", которым автор выражает свою благодарность.

В первой главе рассмотрено аппаратурное и методическое состояние метода акустического каротажа углеразведочных скважин.

Оценены достоинства и недостатки макетов аппаратуры АК угольных скважин ВИРГ-АК-65, ВИРГ-АК-68, САЗ-60 с фазокорреляционной записью данных на станции типа ЛАК. Отмечен большой вклад в разработки и опробовании этой аппаратуры Г.В.Дахнова, Г.Н.Рабиновича, А.Л.Перельмзна, В.Н.Хлыстовз, А.А.Голубевз и др.

Приведены основные характеристики аппаратуры ПАРУС-1 (разработчики Д.В.Белоконь, Н.И^Карпухин и др.), ПАРУС-1М (А.Ф.Косолапо в, Ю.А.Скобочкин, С.Н.Филиппов, В.А.Гаранин), ПАРУС-4 (А.И.Лебедев, В.Н.Лохмэтов, А.М.Казаков и др.), ПАРУС-6 (В.Г.Рафиков, И.М. Казаков, В.П.ВандоЕ и др.), ПАРУС-8 (В.Г.Рафиков, И.М.Казаков, Е.Л.Виноградов И др.). Рассмотрены возможности перечисленной аппаратуры и области ее применения. Опробование и внедрение выше перечисленной аппаратуры в Кузнецком, Карагандинском, Донецком, Партизанском и др. угольных бассейнах проводилось при непосредственном участии автора или под его руководством.

Приведен анализ работ по исследованию акустических свойств угленосных пород. Они базировались на теоретических и экспериментальных исследованиях нефтегазовых скважин, выполненных Ю.В.Резни-ченко, Е.В.Карусом, О.Л.Кузнецовым, И.П.Дзебанем, Б.Н.Ивакишм, В.Г.Грацинским, Г.М.Авчяном, И.Уайтом, М.Вилли и др.

Лабораторными изучениями образцов угленосных пород, выполненных С.А.Топорцом, Н.Б.Доргман, В.Я.Групиной, А.К.Матвеевой, Е.Г.Мартыновым, В.А.Городовой, Е.Л.Счзстливцевым установлена зависимость скорости распространения продольных волн и коэффициента анизотропии от степени метаморфизма углей, прочности пород. Показана необходимость при оценке устойчивости пород определения не только скорости, но и затухания упруги волн.

Рассмотрены результаты лабораторных и опытно-методических работ, проведенных в Донбассе В.И.Хлыстовым, А.А.Голубевым, Г.Я.Рабиновичем, А.С.Бабко-Малым и др. аппаратурой типа ЛАК, положившими начало исследованиям возможностей метода АК:при литологическом расчленении разрезов угольных скважин, определении физико-механических свойств пород и углей, качественном выделении зон трещиноватых пород в разрезе скважины. Ими получен ряд корреляционных уравнений, позеолякщих оценивать упругие модули, пористость и прочность угленосных пород Донецкого угольного,бассейна.

Вместе с тем недостаточный объем лабораторных и полевых исследований, отсутствие данных по динамическим параметрам АК, низкая точность определения скорости распространения упругих волн, отсутствие учета многих влияющих факторов но позволили разработать в достаточной степени обоснованную методику применения метода при изучении горно-геологических особенностей угольных месторождений.

- и -

Внедрение в основных угольных бассейнах страны аналоговой аппаратуры АК углеразведочных скважин типа ПАРУС остро поставили проблему методического обеспечения метода. Для этого необходимо было изучить закономерности изменения упругих свойств угленосных пород и углей от их литологической принадлежности и стадий эпигенеза, геодинамяческих условий залегания, елияния геолого-тзх-нических условий скважин на результаты каротажа, разработать методику интерпретации полученных данных и оценить эффективность метода при решении задач углеразведки, что и являлось целью настоящей работы.

Во второй главе представлены результаты исследований закономерностей изменения акустических, упруго-деформзционнш: и петрофи-зичоских параметров пород и углей в зависимости от их литологкчес-кой принадлежности, стадии эпигенеза и метаморфизма, гзодинамичес-ких условий совремегаого залегания. Приведена разработанная автором совместно с А.Ф.КосолапоЕым техника и методика лабораторного изучения образцов керна в условиях приближенных к пластовым.

В своих исследованиях аЕтор опирался на работа В.В.Гречухи-на, В.Н.Дахнова, Г.М.Иванова, Б.И.Воеводы, А.А.Климова, А.Г.Черникова, Б.И.Вайткуса и др. Ими установлено, что физические свойства осадочных пород определяются суммарным влиянием гензтических и эпигенетических геологических факторов, а также локально надожен-| ними явлениями. При этом принцип универсальности физических свойств угленосных отложений гласит: при одинаковой степени метаморфизма углей одинаковогопетрографического состава наблюдаются одинаковые изменения физических свойств однотипных пород Ене зависимости от геологического возраста сопоставляемых отложений и юс

месторождений. Правило справедливо при равенстве палеогеометри-ческих градиентов по угленосным отложениям сопоставляемых районов

Изучение закономерностей изменения акустических характеристик пород и углей проводилось методом вероятно-статистического анализа результатов АК более чем 80 скважин 10 месторождений Кузбасса по углям марки от Д до Т и вмещающих их породам.

В результате проведенных исследований автором установлено, что коэффициент затухания (ар ) и интервальное время (д1р ), величина, обратная скорости распространения упругих волн, закономерно увеличиваются при изменении литологической принадлежности пород от песчаника к алевролиту, аргиллиту, углистому аргиллиту и углю. Для каждого литотипа пород и углей закономерно уменьшение Мр и Ор с увеличением стадии преобразования и метаморфизма.

Для различных литотигов однородных негрещиноватых пород и углей определенной стадии преобразования и метаморфизма установлены средние значения АХр и си>. Представлена сеоднэя таблица.. Коэффициент вариации средних значений при этом составляет 10-15% для Д1р и 20-30% для № .

Проведешше автором лабораторные исследования показали, что с увеличением скорости распространения упругих волн в образцах влияние эффективного давления (Рэф) уменьшается, а с увеличением влаж-.ности возрастает.Изменение среднего значения ЬЪр от Рэф. т.е. глубины современного залегания, составляет 10 %.

Выявлены и совместно с А.Ф.Косолаповым изучены закономерности изменения акустических параметров угленосных пород в зависимости от глубины залегания. Установлены связи относительных коэффициентов изменения Км и Ка для пород по данным АК ( , <х°к ) и ла-

борэтооных (At .а ) (на керне в атмосферных условиях) исследо-

? Р

взний имеющих вид:

Aí<*^•'Дílt = - а 1е И 1.0 Н = 0.36, 5 = 0,21; р р ^

К = аак/ак = - в 1я Н + 1.0 Н = 0,63, Б = 0,2Э.

а р Р

Значения коэффтщетоз "а" и "5" определены для каждой стадии преобразования пород.Полученные зависимости позволяют приводить параметры АК к единой глубине или атмосферным условиям т.е. интерпретировать результаты АК с учетом глубины залегания и сопоставлять керновые данные с результатами каротажа.

На большом количестве фактического материала лабораторных исследований в атмосферных и приближенных к пластовым условиям, а также результатов АК автором доказана неприемлемость применения формулы "среднего времени" используемой в нефтегеофизике для определения летрофизических параметров угленосных пород. Установлены корреляционные линейные уравнения связи объемной плотности и коэффициента пористости с ДгР . Представлено графическое решение в виде номограмм, обеспечивающее оценку пористости и плотности пород и углей с учетом их стадий преобразования и метаморфизма с учетом совренной глубины залегания.

По результатам изучения акустических характеристик сухих и водонзсыщенных образцов угленосных пород, а также анализа данных АК установлена линейная корреляционная связь между 7=Ур /У. и Ур .

Отмечено, что для сухих образцов изменение 7 от Ур меньше, а для насыщенных больше, чем по данным АК. Установленная по результатам АК зависимость описывается уравнением

7 = 0-156 + 10 V +1.1.

Предложена методика оперативного определения коэффициента Пуассона и других упругих модулей по данным АК и ГПОТ на основе установленной связи 7 с Ур .

В третьей главе рассмотрены вопросы геолого-технического влияния скважин на результаты АК. Изучена форма кривых временных параметров против каверн угольных пластов; проведен расчет изменения динамических парамотров АК при прохождении границ каверн и пластов с различной акустической жесткостью. Предложен способ устранения "ложных" выбросов при прохождении границ каверн и пластов методом встречной экстраполяции.

Предложена методика расчленения разрезов угольных скважин по данным АК.

Выделение пластов пород и углей производится на основе установленных закономерностей изменения »р в зависимости от их литологической принадлежности, стадии эпигенеза с учетом влияния геолого-тектонических условий скважин и современной глубины залегания. Отмечено, что литологическое расчленение осуществляется в основном по Параметр ар может быть использован при расчленении однородных ненарушенных пород. В основном он используется при определении интервалов слоисто-трещиноватых пород в разрезах угольных скважин.

По установленным закономерностям изменения акустических параметров от глубины современного залегания угленосных пород, обоснована и в соавторстве с А.Ф.Косолаповым разработана методика выде-• ления зон выветрелых пород и аномальных горных давлелений (АГД) в разрезах углеразведочных сквахин.

На диаграммах АК границы зон выветривания определяются по началу превышения градиента параметров Л^ к о,-- над нормально озкида-омш, связанным с глуЯиноЗ залегания пород. Критерием надежности выделения' зон выветривания (из расчета превышения двойной ошибки измерений) считается Г0%~ое препинание значений Л1р и 30%-ое для -ск>. В соответствии с классификацией разработанной Н.Н.Амосовым зоны окисления углей и выветривагшя пород подразделяются на нижнюю, среднюю и верхнюю. По данным АК они характеризуются превышением 10, 15 и 20-Я-ным значений Дtp и 30, 60 и более 60 Ж-ным оР над нормально ожидаемыми для данной глуб1шы.

При достаточной изученности разреза угленосной толщи методом АК на стадии разведки и установленных градиентах параметров дгр,ар от нормального горного давления прогнозирование и оценка интервалов АГД в разрезах скезкин осуществляются путем выявления относительных отклонений значений коэффициентов Кд1;р , К^ в каждой конкретной скважине от нормально ожидаемых для данной глубины.

Уменьшение , Ка_ характерны для зон с аномально высоким , а увеличение - аномально низким геодинамическим давлением. Приведены примеры выделения зон виветрелых пород и АГД.

Предложена и разработана новая технология выявления в разрезах угольных скважин зон трещиноватых и тектонически нарушенных пород отношением величин о», АГр, 2гг к их средним значениям для дашгого литотипа пород определенной стадии преобразования,диаметра скважины к его номинальному. В зависимости от значений этих отношений степень предполагаемой нарушенное™ пород определяется коэффициентами структурного ослабления, имеющими 3 градации (класса): I)квазиоднородныв и слаботрещиноватые; 2) интенсивно-трещиноватые;

3)тектонически нарушенные.

Соответствие интервала пород в разрезе той или иной градации определяется диагностическими коэффициентами:

дк(Хч) = тог^схи) / ро№,)] , где р (Хч) / р0(Хч) -отношение вероятностей для фиксированной градации ,р (Хч) - вероятность в 1-градации или диапазоне распределение признака X.,характеризующего объект первого класса : Р (Хч)- то же для объекта второго класса.Имея несколько признаков (комплекс характеристик),описывающих объекты двух разных классов , (например, интенсивно-трещиноватые и тектонически нарушешше породы в разрезе скважины) и диагностические коэффициенты,распознавание класса сводятся к суммированию этих коэффициентов и сопоставления их с пороговыми значениями.

Оценка достоверности получаемых результатов производится на основе теории последовательно-статистического анализа и теории информации.Приведенные примеры по Кузнецкому и Партизанскому уголытм бассейнам подтверждай? эффективность методики.

По данным АК (полученным при технической и методической помощи автора ) Солее чем 50 скважинам Саранского участка Карагандинского бассейна оценена возможность прогноза тектонических нарушений по изменению в одноименых пластах по площади изучаемого участка. Показана возможность прогноза направления движения крыльев разрывных тектонических нарушений.

В четвертой главе изложена методика определения физико-механических свойств.Оперативное определение петрофкзических и упруго-деформационных пород и углей производится по номограммам, разработанным автором на основе установленных корреляционных уравне-

ний или по программам обработки дашгах ГИС подсистемы АСОИГИС "Уголь". Приведены примеры комплексного определения модулей упругости, коэффициента Пуассона .плотности, скорости,пористости пород и углей в разрезе скважин.Оценена точность определения указанных параметров.

Предложена методика привязки херновых данных к результатам АК методом парной корреляции, позволяющая повысить точность и достоверность определения физико-мехашисских характеристик угленосных отложений.

Приводится техника и методика изучения физико-механических сеойств образцов керна угленосных отложений непосредственно на скважине с помощью полевой станции, разработанной автором совместно с А.Ф.КосолаггоЕым и В.А.Гараниным.

Отмечено, что в настоящее Еремя ниболее обоснованзя геолого-геофизическая методика изучения прочностных свойств пород и углей по данным ГИС разработана под руководством В.В.Гречухинэ :

А.А.Юпмовым.В.Г.Бзюшювым.С.Б.Ионшнм.А.Г.Чершжовым для Печорского угольного бассейна ; Б.И.Воеводой, А.В.Савченко, Л.А.Ивановым и В.И.Дараганом для Донецкого бассейна : Б.И.Вайткусом,

A.Г.Черниковым, В.В.Мамушкиной для Кузнецкого угольного бассейна.

Отмечено,что недостатком методики является отсутствие учета

влияния на прочность пород и углей слоистости, трещиноватости ,уг-1 ла наклона пластов и глубины современного их залегания. Они учтены в методике, разработанной А.Ф.Косолаповым при участии автора,

B.А.Гаранина и О.С.ЕолгаровоЙ. В главе приводятся основные положения методики, корреляционные уравнения коэфгфициентов, характеризующие однородность и анизотропию прочности пород и углей, окончатель—

ные полные выражения уравнений определения прочности угленосных отложений на сжатие и растяжение. Представлены примеры определения физико-механических свойств угленосных отложений по данным АК, ГГКП и наклонометрии пластов.

Опробование и внедрение методики, проведенное автором диссертации, доказали ее эффективность при изучении угленосных отложений Кузнецкого, Карагандинского, Донецкого, Партизанского и др. угольных бассейнов. Полученная при этом точность и надежность определения физико-механических свойств угленосных отложений соответствует требованиям, предъявляемым к изученности горно-геологических особенностей угольных месторождений. Исключение составляют результаты определения плотности и влажности горных пород, которые могут использоваться как оценочные.

В заключение приведет основные результаты, полученные при выполнении автором исследований, состоящие в следующем:

1. На основании вариационного анализа статистического материала изучены и установлены количественные значения распределения акустических параметров углей и вмещающих их пород в зависимости от литологической принадлежности стадий метаморфизма и преобразования.

2. В соавторстве с А.Ф.Косолаповьш разработана техника и метода« оперативного изучения образцов горных пород в условиях, близких к пластовом.

3. Выявлена и установлена корреляционная линейная связь между динамическими и кинематическими параметрами однородных нетрещи-поватых угленосных пород и углей различной стадии преобразования и метаморфизма.

-

Оценено влнящто геолого-технических условий скезкш; из параметра АН. Предложен способ исключений искажения кинематических и динамических параметров АК, на границах каверн и пластов с различной акустической жесткостью.

5. Изучены и совместно с А.Ф.Косолаповым установлены закономерности изменешя акустических параметров угленосных пород в зависимости от геодинамических условий их залегания. Предложен способ приведения интервального времени и коэффициента затухания упругих волн,регистрируемых при АК, к единой глубже.

6. Обоснована и разработана методика расчленения разрезов уг-леразведочных скважин по данным АК, обеспечивающая: достоверное выделение пластов пород и углей с учетом их литологической принадлежности, степени эгаггинеза, геодинамических условий залегания,геолого-технических условий скеэжин; выделение и оценку зон выветре-лых пород (окисленных углей) и аномальных горных давлений в разрезах угольных скважин.

7. На основе последовательно-статистического анализа геологических даштох и результатов АК в комплексе ГКС обоснована и разработана методика выделения интервалов трещиновагости и тектонически нарушенных пород в скважинах с оценкой достоверности получаемых результатов.

8. Предложена и совместно с А.Ф.Косолаповым, В.А.Гараниным разработана полевая станция и методика оперативного изучения физико-механических свойств образцов керна непосредственно на скважине.

Э. На основе изученных и установленных корреляционных связей плотности, пористости, коэффициента Пуассона со скоростью распрос-

транения упруги волн разработана методика оперативного определения основных петрофизических и упруго-деформационных параметров пород и углей с учетом их стадий преобразования и метаморфизма.

10. При участия автораразработана методика обеспечивающяя достоверное определение прочностных параметров угленосных отложений по данным АК и наклонометрш с учетом стадий преобразований пород, интенсивности слоистости-трещиновэтости, ее угла наклона и современной глубины залегания.

11. Оценена эффективность метода АК при литологическом расчленении разрезов скважин, выделения в них трещиноватых и тектанически нарушенных интервалов, определении мощности и строения угольных пластов, выявлении и оценке зон аномальных горных давлений, выветрелых пород и окисленных углей, физико-механических свойств угленосных отложений.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. 0 возможности эффективного применения акустического каротажа на угольных месторождениях Кузбасса (Совместно с Косолаповым А.Ф., Гараниным В.А. ¡//Регион., развед. и прошел.геофизика: Экспресс-информация.- М.: ВИЭМС, серЛХ, вып. 4, 1975.-с.12-20.

2. Полевая станция для определения физико-механических свойств угленосных отложений по данным акустичекого каротажа (Совместно с Косолаповым А.Ф., Гараниным В.А., Знайченко А.Н.)// Регион, развед. и промысл, геофизика: Экспресс-информация - М.: ВИЭМС, N 13, 1976.- с. П-13.

3. Основы литологического расчленения угленосных отложений Кузбасса по акустическому каротажу (Совместно с Косолаповым

А.Ф., Гараниным В.А.)//Экспресс информация. - М.: ВИЭМС, N 5, 1977,- с. 9-14.

4. Методика определения физико-механических своЯств угленосных отложений по данным акустического каротажа (Совместно с Косо-лаповым А.Ф., Гараниным В.А., Знзйченко А.И.)// Материалы V Всесоюзного угольного совещания: Сб.- Ростов-на-Дону, 1977,- • с.23-24.

5. A.c. N 64S29I, Акустический зонд/(Совместно с Косолаповым

A.Ф..Филипповым С.Н., Гараниным В.А.)//1978.- с. 4.

6. Геофизическая методика определения упругих свойств угленосных отлокений Кузбасса (Совместно с Косолаповым А.Ф., Гараниным

B.А.)// Регион. разЕед. и промысл, геофизика. М., 1978.-N 20.-с.28-31.

7. Результаты применения метода акустического каротажа угле-р.азведочшх скважин Кузбасса (Совместно с Косолаповым А.Ф., Гараниным В.А.)// Современные геолог, и геофиз. методы поисков и разводки месторождений твердых горючих ископаемых,- JT., 1979.- с. 125-129.

3. Методическое руководство по исследованию угольных скважин методом акустического каротажа.(Совместно с Косолаповым А.Ф., Гараниным В.А., Болгаровой О.С.)// Уфа.ВЦ статуправления БАССР, 1983, 127 С.

9. О возможности применения метода акустического каротажа при выделении низшей границы многолетнемерзлых пород (Совместно с Косолаповым А.Ф.)// Комплекс геофиз.исслед. гидро-геологичоских скважин: Тез.докл.на Всесоюзном научно-технич. семинаре, Октябрьский, 1934. с.27. .

10. Применение геофизических методов для изучения горно-геологических условий угольных месторождений {Совместно с Коеолаповым

A.Ф., Крупивдм Б.Е.,Гараниным В.А.)// Осноеныо направления науч.-техн. прогресса при поисках и разведке твердых горюч, полезных ископаемых: Тез.докл. на ЛИ Всесовзн. угольном совещании.-Ростов-на Дону, 1986.- с. 84-85.

11. Возможности применения данных комплекса методов ГИС для изучения тектоники и напряженного состояния горных пород (Совместно с Коеолаповым А. Ф. .Гараниным В.А., Крупяным В.Е.)// Пути повышения эффективности и достоверности геолого-развед. работ на уголь: Тезисы докл. на Дальневосточ. конференц. геологов-уголь,-Артем, 1986.- с. 333-334.

12. Прогноз устойчивости пород кровли разрабатываемых угольных пластов по данным акустического каротажа (Совместно с Крупи-ным В.Е.)//Пути повышения эффективности и достоверности геолого-развед. работ на уголь.: Тез. докл. на V Дальновосточ. конференции геологов-уголыцикоЕ.- Артем, 1986.- с. 349-342.

13. Методические рекомендации по применению геофизических исследований в скважинах при проведении гидрогеологических и инженерно-геологических работ (под ред. Гершановича И.И.)- М.: ВСЕГИНГЕО, 1986.- с. 67.

14. Применение и перспективы дальнейшего развития комплекса геофизических методов для прогноза горно-геологических условий угольных месторождений (Совместно с Коеолаповым А.Ф., Крупшшм

B.Е..Гараниным В.А.)// Пути повышения эффект, теорет. исследов. скважин при поиске и разводке угля и рудного сырья: «Сб.- 1988, Деп, ВИНИТИ, 3805-В88.- с. 21-23.

15. Возможности изучения напряженного состояния горних пород в естественннх условиях (Совместно с Крупиным В.Е., Болгаровой 0.C.V/ 1988, Доп. ВНЖГИС, 8655-В88.- с. 13.

16. Выявление тектонической нарушенное™ пород по данным акустического каротажа и индукционной паклонометрии (Совместно с Башаровой С.К., Болгаровой O.e., Мухутдиновым Б.А.)//Использование новых геофиз. методов для решения инженерно-геолог. и гидро-геол. задач: Тез. докладов 10-го Всесоюзного научно-технического семинара,- М., 1989.- с. 105-106.

17. Эффективность метода акустического каротажа при изучении геолого-технических условий угольных месторождений //Состояние и внедрение геофиз. методов при поиске и разведке угольных месторождений Союза: Тез. докладов.- Воркута, 1990.- с. 80-81.

18.Унифицированная аппаратура акустического каротажа ПАРУС-8 (Совместно с Рафиковым В.Г., Шишловым A.A., Казаковым И.М., При-шивалко А.И.)// Разведочная геофизика, вып. 95,- М.- 1991.-C.III-T20.

19. Структурно-тектоническое расчленение разрезов угольных скважин методом акустического каротажа в комплексе ГИС(Совместно с Морозовым В.Б.)//Научно-технические достижения и передовой опыт в обл. геологии и разведки недр,- М.: Недра, 1992.-вып. I, с. 26-39.

20. Возможности геофизических методов при инженерно-геолог. изысканиях и решение геоэкологических задач (Совместно с Гараниным В.А., Епископосовым К.С.,Мухутдиновым Б.А.)//0пасные геологич. процессы в Уральском регионе и геоэкологические исследования. Научно-технический семинар - Екатеринбург, 1992.- с. 9-II.

21. Апиар.атурно-мптодичоский комплекс "Уголь" ( Совместно с

Поляковым А.П., Косолаповым А.Ф., Болгаровым А.Г..Епископосовкм К.С.)//Геология и минерально-сырьевые ресурсы Башкортостана,- Уфа, 1994.- с. 68-69..

22. Компьютизированная технология исследования сквакин месторождений твердых полезных ископаемых (Совместно с Даниленко В.Н., Зараменским H.N., Ыамлеевым Т.С.Дрысовым A.A., Ахметзяновой Л.М.) //Меэдународная геофиз. конференция и выставка. С-Петербург, т.II,- 1995,- 3.014.

Соискатель

Скобочкин Ю.А.