Parametry ogniska sejsmicznego

1
Parametry ogniska sejsmicznego

• Grzegorz Kwiatek1,2
• 1. GFZ German Research Centre for Geosciences
• 2. Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk

2
Witam!
3
Parametry wstrzasu sejsmicznego

• Podstawowe parametry
• Lokalizacja (X,Y,Z)
• Magnituda
• Dodatkowe parametry mozliwe do uzyskania na KGHM
  w stosunkowo prosty sposób bezposrednio z
  sejsmogramów
• Rozmiar uskoku
• Energia fal sejsmicznych (oraz stosunek ES/EP)
• Statyczny spadek naprezen
• Naprezenie pozorne
• Srednie przemieszczenie na uskoku (w ognisku)
• Efektywnosc sejsmiczna Savage-Wooda
• Dynamiczny spadek naprezen
• Inne parametry
• Dynamiczny spadek naprezen (RMS)
• Efektywnosc radiacji

Legenda Obliczane standardowo, obliczane
automatycznie w FOCI, wkrótce obliczane
automatycznie w FOCI, niemozliwe do obliczenia na
KGHM przy obecnym stanie sieci.
4
Spektrum Fouriera sygnalów

• Fragmenty fali P i S (amplituda fali w okreslonym
  czasie) -gt FFT -gt Spektra fali P i S (amplituda
  fali o okreslonej czestotliwosci)

5
Spektrum Fouriera sygnalów

• Spektrum Fouriera fragmentu sygnalu fali P lub S
  pozwala okreslic (conajmniej) dwa niezalezne
  parametry rejestrowanego wstrzasu poziom
  spektralny oraz czestotliwosc narozna.

6
Moment sejsmiczny i Magnituda momentu sejsmicznego

• Moment sejsmiczny obliczany jest na podstawie
  poziomu spektralnego z fali P i/lub S.
• Najbardziej wiarygodna estymata sily wstrzasu
  sejsmicznego.
• Moment sejsmiczny jest wartoscia statyczna
  jego wartosc jest proporcjonalna do finalnego
  sredniego przemieszczenia uskoku o okreslonej
  powierzchni.
• Moment sejsmiczny przeliczany jest na magnitude
  momentu sejsmicznego.

7
Promien uskoku

• Obliczany z wykorzystaniem czestotliwosci
  naroznej.
• Zalezny od wybranego modelu uskoku (zazwyczaj
  przyjmuje sie, ze plaszczyzna uskoku ma postac
  kola o promienu r, mozliwe sa tez inne modele np.
  prostokat, kwadrat, linia).
• Wartosci promienia wydaja sie z reguly zawyzone w
  porównaniu z obserwacjami in-situ w kopalniach
  (wynika najprawdopodobniej z zalozen co do modelu
  uskoku)

8
Energia wyzwolona w formie fal sejsmicznych

• Uniwersalny parametr wykorzystywany w obliczaniu
  wielu innych parametrów ogniska sejsmicznego
  m.in. magnitudy, naprezenia pozornego,
  efektywnosci sejsmicznej
• Odzwierciedla dynamike wstrzasu sejsmicznego (w
  odróznieniu od momentu sejsmicznego, który jest
  wielkoscia statyczna).
• Zalezny od sposobu w jaki fale rozchodza sie ze
  zródla w przestrzeni (mozliwe bledy
  wyznaczania!).
• Stosunek ES/EP wskazuje na typ mechanizmu (40
  typowe scinanie, niskie wartosci wskazuja na
  mozliwy nie niescinajacy charakter zjawiska np.
  eksplozja, pekanie tensyjne filara etc.)

9
Statyczny spadek naprezen

• Wskazuje róznice pomiedzy stanem naprezen w
  górotworze przed i po wstrzasie. Wartosc jest
  usredniona po powierzchni uskoku.
• Wartosc statycznego spadku naprezen jest silnie
  zalezna od przyjetego modelu uskoku (do obliczen
  wykorzystywany jest promien uskoku w trzeciej
  potedze).
• Estymata spadku naprezen jest obarczona wysokim
  bledem.
• Zastosowanie ocena odprezenia górotworu.
• Typowe wartosci dla wstrzasów 0.01-10MPa, dla
  KGHM zazwyczaj 0.3MPa (50kPa-2MPa)

10
Naprezenie pozorne

• Wartosc energii wyzwolonej w formie fal
  sejsmiczych na jednostke powierzchni uskoku i
  jednostke przemieszczenia uskoku.
• Praktycznie niezalezny od przyjetego modelu
  zródla sejsmicznego.
• Nie odzworowuje rzeczywistego spadku naprezen.
• Wysoka wartosc sa pekanie w nienaruszonym
  górotworze. Niska wartosc sa pekanie górotworu
  na istniejacych strefach oslabienia (np. stare
  uskoki, strefy spekan etc.)
• Wysoka wartosc zwiekszone zagrozenie!!!
• Typowe wartosci dla KGHM zazwyczaj 3kPa
  (0.5-15kPa)

11
Efektywnosc sejsmiczna Savage-Wooda

• Jest to stosunek naprezenia pozornego do
  statycznego spadku naprezen
• h0.5
• Typowe zjawisko w którym dominuje scinanie
  fracture-dominated. Wskazuje na pekanie w
  nienaruszonym górotworze.
• hltlt0.5
• Zjawisko w którym dominuje tarcie
  friction-dominated.
• Wskazuje na pekanie na istniejacych juz strefach
  oslabienia górotworu (np. stare uskoki)
• W KGHM dominuja zjawiska friction-dominated

12
Analiza spektralna w FOCI

• Strona projektu FOCI http//www.sejsmologia-gorni
  cza.pl

13
Przygotowanie sygnalu

• Przygotowanie fragmentów fal P i S do analizy na
  jak najwiekszej ilosci kanalów
• Dobra wiadomosc dla pracowników! KONIEC!
• (Prawie) wszystko zrobi juz sam program...

14
Przesylanie zaznaczen do analizy
15
Przegladanie spektrów
16
Przegladanie spektrów
17
Przegladanie spektrów
18
Przegladanie i selekcja wyników
19
Finalna tabela z parametrami spektralnymi
20
Finalne parametry spektralne
Magnituda MW2.2, E51kJ (ME1.9), R240m,
statyczny spadek naprezen79kPa, naprezenie
pozorne500Pa (wstrzas prawdopodobnie na strefie
oslabienia)
21
Porównanie z rozwiazanie TMS
22

• Dziekuje za uwage!
• Strona projektu FOCI
• http//www.sejsmologia-gornicza.pl