Яндекс.Метрика
21.05.2013 | 43

Сибирские ученые научились «видеть» под землей

Специалисты из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А.Трофимука СО РАН провели работы по разведке месторождений каменного угля с помощью методов электротомографии. Осуществлялось это на севере Новосибирской области (в районе Тогучина) под руководством доктора технических наук Игоря Николаевича Ельцова.

«Когда мы приехали на объект, там уже были выполнены определенные геофизические исследования - скважинный каротаж, - рассказывает аспирант лаборатории электромагнитных полей ИНГГ СО РАН Алексей Николаевич Фаге. – Однако сетка скважин получилась довольно редкой, и в том месте, где начали делать разрезную траншею, находились одна или две. Они, конечно, не позволили составить сколько-нибудь полную геологическую картину. Поэтому когда размеры угольного карьера стали значительными, а результата по-прежнему не было, обратились к нам, чтобы попробовать выяснить, в чем проблема».

Как говорит ученый, для этого был использован метод электротомографии (аппаратура для которого, кстати, разработана в ИНГГ СО РАН). Выглядит это так: растягиваются косы из кабелей, к которым прикреплены электроды – они затем последовательно включаются со станции, являющейся координатором-измерителем, и позволяют выяснить электрическое сопротивление находящихся под землей пород. Таких манипуляций проводится достаточно много, и за некоторое время можно получить весьма детальное описание разреза. Затем информация обрабатывается в специальной программе и визуализируется в виде двух- или трехмерной модели электропроводности. Тогда можно делать какие-то выводы, помогающие решить поставленные задачи.

«Профили в карьере мы расположили несколько хаотическим образом – это было связано с тем, что предполагаемый угольный пласт вроде как шел в одну сторону: сделали «засечку» там. Потом показалось: он идет в другом направлении – и мы поменяли положение профилей. Буквально, гонялись за ним», - улыбается Алексей Фаге.  

По его словам, участок оказался очень сложным: мало того, что пласт с полезным ископаемым был смят, так еще и место, где непосредственно располагался карьер, характеризовалось дополнительной неоднородностью. Прочные коренные породы были повсеместно разрушены, а образовавшееся пространство со временем заполнилось более рыхлыми осадочными отложениями. «Первый слой, который мы увидели – суглинки с характерными линзами песка, их мощность была от 9 до 15 метров, - говорит молодой ученый. - Еще одна особенность: начиная с глубины 40 метров, там располагался значительный горизонт напорных вод, их статический уровень в скважине находился где-то на глубине 6 метров. То есть, если бы стали в этом месте бурить, то, с учетом траншеи глубиной 15 метров, получили бы хороший фонтан».

За день, как сообщает Алексей Фаге, вполне реально было пройти восемьсот метров профиля, обработка данных занимала еще три-четыре часа. Изменение рельефа местности не мешает электротомографии, но угол наклона плоскости все-таки оказывает определенно влияние, которое, однако, учитывается в компьютерной программе интерпретации. По словам ученого, стоимость работ для одного километра составляет примерно 100 тысяч рублей, но он позволяет провести предварительные исследования и бурить только по мере необходимости: вместо десяти скважин – одну или две, например. «С учетом того, что бурение конкретно на этом объекте сорокаметровой скважины стоило 50 тысяч, то наш метод оказался существенно дешевле. Нам удалось найти правильное место, и в результате был найден угольный пласт», - резюмирует Алексей Фаге.

Метод электротомографии заинтересовал кемеровских угольщиков: нынешним летом они хотели бы проверить, как он будет работать на их участках, где имеются мощные пласты угля, которые выходят под рыхлые наносы. «Еще этим заказчикам было бы любопытно  посмотреть на возможности мониторинга подземных вод, потому что они тратят очень большие деньги на предсказание депрессионной воронки (пониженной поверхности подземных вод), -  говорит Алексей Фаге, поясняя, - она образуется, когда строят новый разрез, и может распространяться на несколько километров вокруг.  Соответственно, владельцы обязаны нивелировать ущерб от своей деятельности, нанесенный жилым участкам, которые попадают в зону воздействия. Уже не раз было такое: расчеты делаются, исходя из предположения, что водоносный горизонт ведет себя одинаково по всей окружности депрессионной воронки, а на самом деле он крайне неоднородный. Где-то ее влияние действительно распространяется на километры, а где-то – всего на десятки метров».   

Екатерина Пустолякова