Способ возбуждения сейсмических сигналов

 

Изобретение относится к способам возбуждения сейсмических сигналов с использованием взрывчатых веществ. Целью изобретения является повышение безопасности взрывных работ и эффективности сейеммческих исследований за счет согласования акустических свойств В В и породы , снижения стоимости В В и трудоемкости взрывных работ.Цель изобретения достигается за счет вспенивания непосредственно в породном канале гелеобразного или эмульсионного взрывчатого состава до пористости 10-60%, после чего производят инициирование детонации.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.(si)s 6 01 V 1/13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4697628/25 (22) 30.05,89 (46) 29.02.92. Бюл. М 8 (71) Московский химико-технологический институт им. Д,И.Менделеева (72) Б.Н,Кондриков, В.Э.Анников, А.Т.Казаков и В.Д.Карпов (53) 550.83 (088,8) (56) Казаков А,Г, Методика и техника взрывных работ при сейсморазведке. M.: Наука, 1987, с.149, 173 — 176.

Патент СССР И- 409447, кл. G 01 Ч 1/13, 1970. (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к способам возбу>кдения сейсмических сигналов с исполь= зованием взрывчатых веществ.

Известен способ возбуждения сейсмических сигналов, заключающийся в размещении линии детонирующего шнура (ДШ).в канале, проходящем под поверхностью земли, преимущественно параллельно поверхности, и его взрывание. Указанный способ возбуждения сейсмических сигналов обладает направленным действием, что повышает интенсивность полезного сигнала и снижает уровень помех.

Недостатки этого способа — высокййуровень опасности ввиду того, что в ДШ используются высокочувствительные и опасные в обращении В — гексоген и тан, и сравнительно малая мощность заряда из одного ДШ (наиболее распространенными марками ДШ являются ДША и ДШЭ, содержащие 13 r ВВ на 1 м длины).

„, БУ„„1716462 А1 (57) Изобретение относится к способам возбу>кдения сейсмических сигналов с использованием взрывчатых веществ. Целью изобретения 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 cOGTBBB до пористости 10 — 607ь, после чего. производят инициирование детонации.

Известен также способ возбуждения сейсмических 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 выполнения способа 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 теку чего ВВ, что снижает эффективность сейсморабот.

1716462 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, 3а 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 уп.рощает 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 BB с большей скоростью 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 путем согласования акустических свойств ВВ и породы, снижения стоимости ВВ и трудоемко- 5 сти взрывных работ.

В качестве текучего взрывчатого вещества используют водосодержащий гелеобразный или эмульсионный взрывчатый. состав, Обе эти системы имеют сходные ре- 10 ологические и детонационные характеристики: высокую степень тиксотропности, крайне низкую чувствительность к механическим. воздействиям (чувствительность к удару для всех этих составов равна нулю) и 15 одновременно высокую детонационную способность во вспененном состоянии (в отсутствии взрывчатых сенсибилизаторов, та,ких как тэн, гексоген и др.). При пористости, большей 10 — 15 („критический диаметр 20 детонации достигает 3 — 5 мм. Вспенивание этих составов осуществляют введением в состав газообраэующего вещества — порофора перед его размещением в канале или насыщением: — сатурированием — под давле- 25 нием растворимого в составе газа с последующей подач ей под д,авлением сатурирован ного состава в канал.

Использование в качестве ВВ водосодержащего гелеобразного или водоэмуль- 30 сионного состава обусловлено тем, что эти составы не содержат мощных и опасных в обращении индивидуальных ВВ, в невспе.нен ном состоянии не способны к детонации и соответственно совершенно безопасны в 35 обращении.

При вспенивании состава происходит. его сенсибилизация и детонационная способность существенно возрастает.. Критический диаметр детонации гелеобразного 40 аммиачно-селитренного состава, содержащего25ф воды; снижается с 20 до 3 мм при увеличении пористости с 5 до 15, а при пористости, меньшей 5, детонация не возбуждается е зарядах диаметром 30 мм в 45 проточной стальной оболочке при инициироьании дополнительным инициатбром;

При вспенивании состава увеличивается объем массы ВВ, которая по мере увеличения пористости заполняет все 50 пространство породного канала, устраняя таким образом возможнйе нарушения сплошности заряда, которые могут возникнуть за счет неравномерного движения ножевого погружателя или за счет стекания 55 массы е участки канала, которые по какимлибо причинам расположены несколько ниже среднего уровня канала.

Кроме того, llðè вспенивании состава увеличивается вязкость системы и, соответ- .

1716462

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 шийся тем, что, с целью повышения 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 водосодержащий 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 B породный канал газообразующего химического вещества порофора или путем насыщения под повышенным давлением растворимого

\ ют до пористости 10 — 60%. При меньшей, . чем 10%, пористости составы не обладают высокой детонационной способности и не обеспечивают надежное инициирование. капсюлем-детонатором и устойчивую дето- 5 нацию по всей длине заряда. При пористости, большей 60%, возможно образование газовых пузырей большого размера (большего, чем критический диаметр детонации), что может привести к затуханию детонации 10 во вспененном составе, Гелеобразный взрывчатый состав представляет собой желатинированный полиакриламидом или гуаргамом раствор (иногда водную суспензию) окиелителя и горючего, 15 как правило с добавкой пигментной алюминиевой пудры. Состав не содержит йндиви дуальных мощных BB и сенсибилизуется микропузырьками газа, вводимыми в желатинированный раствор вместе с частицами. 20 алюминиевой пудры или полученными при. разложении гаэообразующего вещества— порофора.

Водоэмульсионный взрывчатый состав представляет собой эмульсию типа" вода в 25 масле", в которой дискретной фазой является пересыщеннь1й водный раствор окислителей (как правило, смесь нитратОв аммония; натрия, кальция), а непрерывной фазой являешься раствор эмульгатора.в не- 30 растворимом в воде органическом горючем типа индустриального масла, мазуТа,: парафина и т.п, За счет крайне малых раз-. меров .капель (диаметром около 1 Mкл) эмульсия при детонации ведет себя .как 35 квазигомогенный раствор окислителя итор ю ч е r o и и ре крас но се нсибилизируется микропузырьками газа, полученными при. разложении порофора.

Пример. С помощью ножевого погру- 40 жателя 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, 45 содержащий 84,7% нитрата аммония;

10,3% воды, 1,8% эмульгатора (карбозолин);

1,6% индустриального масла И-40, 1,6% во-: ска. Перед подачей состава в канал к нему добавляют 2% нитрата натрия в виде 50%- 50 ного водного раствора. Через 1.5 — 20. мин после размещения состава в канале в состав помещают электродетонатор ЭДС и rrpoveводят подрыв. Прием возбуждаемых сеАс- м ических си гнал ов производят 55 стандартным способом.

С помощью ножевого погружателя линейных зарядов в почве на глубине 70 см. формируют канал. Одновременно по трубопроводу, расположенному с тыльной части ножа и соединенному герметично с выпускным патрубком зарядно-сатурирующего устройства, в канал под давлением 2 — 4 кгс/см передавливают сатурированный углекислым газом (C0z) 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-2. 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 угле2 кислый газ, В, сатурирующем устройстве состав выдерживают при периодическом перемешивании не менее 10 мин для растворения в нем СО2, Через 1 — 2 мин после размещения состава в канале в состав помещают электродетонатор ЭДС и производят подрыв. Прием возбуждаемых; сейсмических сигналов производят стан-, дартным способом, Использование предлагаемого способа в сейсмических йсследованиях позволит существенно повысить безопасность работ эа счет исключения детонирующего шнура и использования водосодержащего взрывчатого состава с низкой чувствительностью к механическим воздействиям, повысить эффективность сейсморабот за счет снижения трудоемкости взрывных работ и расширить область использования экологически безопасного способа сейсморазведки, 1716462

Составитель H.Æóêîâà

Техред М. Моргентал

Корректор Т.Палий

Редактор M.Áàíäóðà

Заказ 611 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при.ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производс. ванно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 во взрывчатом составе газа с последующей подачей сатурированного взрывчатого состава под давлением насыщения в породный канал.