195888. lajstromszámú szabadalom • Bányaszeizmikus mérési eljárás és berendezés
1 195 888 2 A találmány tárgya bányaszeizmikus mérési eljárás és az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés, különösen mélybányászati, külfejtési és mérnökgeofizikai alkalmazási területre, a gazdaságos termelési technológia tervezéséhez szükséges földtani szerkezeti adatok; vetők, kiékelődések és földfizikai jellemzők meghatározására. A bányászatban a földtani szerkezet meghatározására ismert szeizmikus mérési eljárások, azonosan a felszíni szeizmikus eljárásokkal az út/idő összefüggések meghatározására alapulnak, a berendezésekben pedig általában impulzusos rezgéskeltést és szélességű jelérzékelést használnak. Az út/idő összefüggés meghatározására irányuló ismert szeizmikus eljárás hiányossága, hogy a környezeti zavarokra és a hullámteijedési eltérésekre egyaránt igen érzékeny. Működő bányákban környezeti zavarként a bánya üzeméből adódó rezgések, mechanikus impulzuszajok a leggyakoribbak. Ezek elnyomására az ismert szeizmikus eljárásoknál és berendezéseknél nincs mód, mivel ezek a hasznos jelek széles frekvenciatartományán belül jelentkeznek. Ismertté váltak kísérletek a jel/zaj viszony javítására a tipikusan robbantással keltett rezgésimpulzusok által kiváltott jelek összegzésével. Ezek az eljárások azonban nem hozták meg a várt eredményeket, ugyanis az egymást követően robbantással keltett rezgések spektrumai, elsősorban a robbantási hely körüli kőzet fellazulása következtében eltérőek, és a különböző frekvenciák, a frekvenciafüggő hullámteijedés miatt, az összegzett jel spektrumát közel olyan mértékig zavaiják, mint amilyen mértékű esetleges zajelnyomást az összegzés eredményezhet. Zavarja még az ismert szeizmikus mérési eljárások eredményeinek kiértékelhetőségét az a körülmény is, hogy a robbantással vagy más módon impulzus formában keltett jel spektrumának nagy amplitúdójú, alacsony frekvenciás összetevői elnyomják az ugyancsak információt hordozó magasabb frekvenciás összetevőket. Ehhez járul további zavarként az egyes földtani rétegek, pld. széntelepeknek a frekvenciaspektrumot, egyes részek sávszűrő jellegű kiemelésével, torzító hatása is. Találmányunkkal az ismert szeizmikus mérési eljárások hiányosságait küszöböljük ki. Olyan szeizmikus eljárást és az eljárás foganatosítására szolgáló berendezést hozunk létre, mely a környezeti zavarokra és a hullámterjedési eltérésekre kevésbé érzékeny. A találmányhoz az a felismerés vezetett, hogy az eddig zavarként kezelt jelenség, mely szerint egyes rétegek a frekvencia spektrumot torzítják, ami az ismert út/idő kiértékelési rendszerben valóban zavaró, egy más mérési rendszerben éppen a rétegre vonatkozó hasznos információt jelenthet. A fenti felismerés szerinti eljárás során a vizsgálandó összletet mechanikus rezgéssel gerjesztjük, majd a gerjesztés által létrehozott rezgéseket frekvencia és/vagy fázisszelektíven mérjük, ezekből a vizsgált összlet szerkezeti jellemzőit, továbbá a mért és a gerjesztő rezgésekből a vizsgált összlet szeizmikus átviteli függvényét határozzuk meg, ahol is a kis relatív sávszélesség, illetve a frekvenciaszelektív megjelölés jelen találmány keretei között a 20 % körüli, vagy ennél kisebb relativ sávszélesség megjelölésére, míg a nagy sávszélesség és a szélessáv az egy oktáv körüli relatív sávszélességek megjelölésére szolgál. A zavarelnyomás növelésére előnyös, ha a mért értékek helyett azok időátlagát mérjük. Előnyös továbbá, ha három egymásra merőleges térbeli komponenst szinguláris frekvencián mérünk, és/vagy több térbeli ponton gerjesztünk, valamint, ha a rezgéseknek, az átviteli függvény(ek)nek, illetve ezek deriváltjainak térbeli, előnyösen felület vagy vonalmenti eloszlását mérjük, amikor is az átviteli függvény képzetes része a fázisátviteli eloszlást adja. Előnyös továbbá az amplitúdó, fázisátvitel, az átviteli függvény, stb. polarizáció, illetve irány függő eloszlásának vizsgálatára, ha a gerjesztő rezgések polarizációját és/vagy irányát változtatjuk, és ennek függvényében — célszerűen több térbeli ponton — mérünk. A mérési idő csökkentésére célszerű, ha több domináns frekvenciaösszetevőt egyidejűleg tartalmazó rezgéssel gerjesztünk, és egyidejűleg több frekvenciasávban mérünk, amikor is a rezgéseket célszerűen amplitúdómoduláljuk, szuperponáltatjuk, illetve interferáltatjuk. A találmányi gondolatot megvalósító berendezés adatmegjelenítő egységhez és/vagy adatrögzítő egységhez, integrátor egységen át kapcsolt mérő-adatgyűjtő egységet és vezérlő egységet tartalmaz, a mérő-adatgyűjtő egységből és integrátor egységből álló lánc pedig frekvenciaszelektív, előnyösen sáváteresztő kivitelű, amikor is célszerűen a mérő-adatgyűjtő egységben konvencionális aktív, illetve passzív sáváteresztő szűrő, vagy analóg mintákat súlyozottan átlagoló sáváteresztő szűrő van, illetve az integrátor egységben van sáváteresztő matematikai szűrő. Az integrátor egység pedig előnyösen amplitúdó és/vagy fázisdetektor lehet, de állhat analóg digitál konverterből és ehhez kapcsolt memóriából is, ez esetben az analóg-digitál konverter célszerűen vagy amplitúdó, illetve fázisdetektor után kapcsolt feszültség-frekvenciaátalakítóból áll, vagy pedig mintavevős rendszerű. A berendezés méretét csökkenti, a csatornaidentitást pedig növeli, ha a mérő-adatgyűjtő egység, illetve az analóg mintákat súlyozottan átlagoló sáváteresztő szűrő és/vagy a matematikai sáváteresztő szűrő időmultiplex kivitelű, továbbá ha egyben az integrátort is megvalósítja. A berendezés célszerű kiviteli alakjának vezérlő egysége adatkiértékelő számítógép, mely célszerűen közös sínrendszeren át, az integrátor egységhez, illetve az integrátor egységben elrendezett memóriához, továbbá az adatmegjelenítő egységhez van kapcsolva. A rezgéskeltés vezérlésére és a keltett rezgések adatainak továbbítására előnyös, ha a rezgéskeltő egység a vezérlő egységhez van kapcsolva. A találmány szerinti eljárás és berendezés a kitűzött célt megvalósítja, alapvetően új eredeti mérési eljárást tesz lehetővé, mely a környezeti zajokra nagy-5 10 15 20 25 30 35 4C 45 50 55 60
