Гликман Адам Григорьевич : другие произведения.

Сейсморазведка, история, физика, применение

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
 Ваша оценка:

СЕЙСМОРАЗВЕДКА - ИСТОРИЯ, ФИЗИКА, ПРИМЕНЕНИЕ

когда наука становится технологией

Гликман А.Г.

СОДЕРЖАНИЕ

   1. Введение
   2. Основы методологии
   3. Начало процесса смены парадигмы
   4. О приповерхностных зонах объектов-резонаторов
   5. Рождение спектральной сейсморазведки
   6. Зоны тектонических нарушений (ЗТН)
   7. Об опасностях, исходящих от ЗТН
   8. О радоне
   9. Откуда на Земле вода
   10. О двух разновидностях ЗТН
   11. Сейсмоприемники
   12. О практическом использовании ССП
  
      -- ВВЕДЕНИЕ
   Интерес к использованию поля упругих колебаний (то есть, к акустике) для получения информации о строении земной толщи возник задолго до того, как этот интерес мог быть удовлетворен, задолго до появления первой сейсмоаппаратуры.
   Люди всегда испытывали интерес к звуколокации, используемой слепыми от рождения летучими мышами, которая помогает им не сталкиваться с различными препятствиями, а также к гидролокации, используемой китами, дельфинами и другими морскими животными, а также подводными и надводными кораблями. Изначально, еще до первых сейсморазведочных измерений все были убеждены, что акустическая локация такого же типа могла бы использоваться и для исследования подземного пространства.
   В середине XIX века французский математик Пуассон создал математический аппарат для описания свойств акустического поля при зондировании земной толщи.
   При этом был нарушен главный принцип использования математики в физике. Дело в том, что уравнения, написанные Пуассоном, описывали не акустическое поле, а его мысленную модель или, иначе говоря, гипотезу. На самом деле, математический аппарат может быть эффективно использован только тогда, когда он описывает реальную ситуацию, а не гипотетическую.
   Это говорил сам Пуассон в конце своей жизни. Он говорил, что математика не переводит гипотезу в ранг теории, и поэтому необходимо дождаться, когда появится аппаратура, чтобы проверить, насколько гипотеза соответствует истине. Однако ученые не прислушались к словам Пуассона. Уж слишком очевидными казались уравнения Пуассона. Так, лорд Рэлей решил уравнение Пуассона для придуманных им поверхностных волн. Мы все читали про волны Рэлея, но как выявить их на практике, не знает никто.
   Сейчас в сейсморазведочной литературе упоминается примерно два десятка типов упругих волн. Но дело в том, что каждый тип упругих колебаний характеризуется скоростью распространения этого типа упругих колебаний, а также скоростью движения и траекторией движения колеблющихся в упругой волне частиц относительно направления распространения упругой волны. Но выделить интересующий нас тип упругих колебаний, определить скорость его распространения, определить направление вектора смещения колеблющихся частиц, и вообще понять, что представляют собой эти частицы, невозможно. И поэтому говорить о каких-либо типах упругих волн нельзя.
   В самом начале ХХ века возникла первая сейсмоаппаратура. Весь геологический Мир замер в ожидании. Нужны были нефть, газ, и на сейсморазведку возлагали большие надежды. Но первые испытания положительных результатов не дали. На сейсмограммах не было эхо-сигнала...
   Зондирующий сигнал создаётся взрывом или сильным ударом по земной поверхности, а то, что можно было принять за эхо-сигнал, имело вид каких-то непонятных колебаний.
   Единственным активом сейсморазведки была ее очевидность. Не вызывало сомнения возникновение потока поля упругих волн, направленного вниз, в земную толщу в результате ударного или взрывного воздействия на земную поверхность. Не вызывало сомнения, что при этом произойдет частичное отражение и частичное прохождение поля через геологические структуры в соответствии с законами прохождения и отражения поля упругих колебаний. Ведь это же всё так очевидно! Так почему же мы ничего не видим?! Эти причитания можно услышать на всех семинарах вплоть до сегодняшнего дня.
   Все эти очевидности, на которых стоит сейсморазведка, столь же убедительны, как то, что Земля наша, будучи центром Вселенной, стоит на трех китах. Некоторую надежду в сложившейся ситуации вызывало то, что, по всей видимости, сейсмоаппаратура начала ХХ века была не столь хороша, как хотелось бы. У всех была надежда на то, что если бы аппаратура была достаточно качественная, то сейсморазведка заработала бы. Но на создание новой аппаратуры нужны были деньги, а чтобы появились деньги, нужны были какие-то положительные результаты от применения уже существующей аппаратуры.
   В 1909 году, наконец-то, как показалось, появились результаты. Профессор Загребского университета Андрия Мохоровичич объявил, что он с помощью сейсморазведки заглянул на 60-километровую глубину, и обнаружил там что-то очень важное. Но главное здесь заключалось в том, что Мохоровичич заявил, что если бы субсидии на сейсморазведку были больше, то результаты могли бы быть еще лучшими.
   После этого еще несколько ученых сообщили, что получили примерно такую же информацию, а в 1914 году было сообщение, что академик князь Голицын достиг сейсморазведкой глубины в 400км. Я не пишу, что именно они в земной толще обнаружили, потому что об этом достаточно сказано в интернете. Но на самом деле, всё это оказалось фейком. Это была ложь во спасение идеи сейсморазведки, и, что самое главное, такие результаты от сейсморабот невозможно получить даже сегодня, несмотря на колоссальный рост уровня сейсмоаппаратуры, который произошел больше, чем за 100 лет.
   Здесь сработало правило, свойственное науке. Дело в том, что в науке нельзя взять обратно свое собственное слово, а тем более, нельзя опровергать чье-либо ошибочное мнение или даже обман. То, что доложил Мохоровичич и прочие, вплоть до Голицына, было если не обманом, то искренним заблуждением, но сказать об этом было нельзя (согласно правилу в науке), и только где-то в конце ХХ века классик сейсморазведки Гурвич И.И. деликатно предложил считать началом сейсморазведки не 1909-й год, а 1930-й...
   Но главное было достигнуто. Деньги потекли в сейсморазведку рекой сразу же после предположения Мохоровичича, и этот поток не ослабевает до сего дня. Затраты на сейсморазведку во всех странах, имеющих собственную геофизику, составляют примерно 94% от общих затрат на все виды геофизики, вместе взятые.
   Правда, эта сейсморазведка очень своеобразная. Проводят ее после бурения, после того как с помощью бурения найдут то, что ищут, а по документам - якобы до бурения. А результаты сейсморазведки "подтягивают" до результатов бурения. Дело в том, что, благодаря неиссякающему денежному потоку услуги сейсморазведчиков оплачиваются настолько чрезмерно, что их хватает не только самим сейсморазведчикам, но и тем, кто их курирует, а также и заказчикам этих работ... Но поскольку она кормит много достойных людей, то трогать ее нельзя. Сразу скажу, что это история международная. Ну что ж, все люди одинаковы...
   Но вот эти безумные деньги, которые хлынули в совершенно бессильную сейсморазведку пресекли все попытки (если они и были) понять, почему сейсморазведка не работает, потому что если она вдруг заработает, то кто же будет платить столько?!
   Плохо, когда человек получает меньше, чем следовало бы. Но еще хуже, когда вознаграждение превышает то, что человек реально зарабатывает.
   Зарплата высшего звена сейсморазведчиков превышает всяческие мыслимые размеры...
   Мне крепко достается за то, что я так говорю. Но давайте подойдем реально. Сейсморазведка, не снабженная дополнительной информацией (например, результатами бурения), не дает вообще ничего. Так за что платить? Ладно, с этим всё ясно. Эта тема далека от науки.

2. ОСНОВЫ МЕТОДОЛОГИИ

   В 1973 году я, младший научный сотрудник кафедры радиоэлектроники Ленинградского Горного института (ЛГИ), будучи по образованию радиоинженером, а по техникумовскому образованию и своему жизненному опыту - гидроакустиком, 6 лет занимавшимся ремонтом и настройкой гидроакустической аппаратуры на кораблях Северного флота, получил задание от своего руководства подготовить курс шахтной геофизики, чтобы читать его студентам 5-го курса специальности "горный инженер-физик" и на факультете повышения квалификации шахтным геологам.
   Практически единственным геофизическим методом в шахтных условиях является сейсморазведка, и, стало быть, речь в моих лекциях должна была идти в основном о сейсморазведке.
   Примерно в то же время у меня возникло знакомство с разделом философии "методология развития научного познания". В порядке подготовки к кандидатскому экзамену по философии я познакомился с трудами философов по этой теме. И, в частности, с книгой Куна Т.С. [1]. То, во что я тогда окунулся, для меня было абсолютным открытием. Речь шла о законах развития науки. Так, оказалось, что основой физики (и, естественно, геофизики) является не математика (как я, да и все вокруг считали и считают), а исключительно эксперимент. Методология научила меня, что:
   1. В основе любого исследовательского метода должен быть конкретный, реальный физический эффект, с которым можно ознакомиться в результате практических (лабораторных или натурных) исследований;
   2. Не существует таких утверждений, которые бы не требовали экспериментального доказательства, так как недоказанная очевидность - это путь в тупик;
   3. То, что существует без экспериментального подтверждения, является не наукой, а наукообразием;
   4. Любая область знания имеет тенденцию к расширению своего пространства, поскольку ничто не может быть изучено до конца. Наукообразие же не имеет такой тенденции, и со временем оно уменьшается в объеме до полного своего исчезновения;
   5. Аксиома - это не то, что не требует доказательства, а то, что никак не доказать, потому что утверждений, не требующих экспериментального доказательства, не существует.
   И, наконец,
   6. Существует только то, что можно померить.
   Разумеется, не сразу, но под воздействием методологов, и особенно, книги Куна я понял, что эти 6 положений должны быть постоянно действующими инструментами, если уж выпало связать свою жизнь с наукой.
   Я тренировал своих студентов в использовании принципов методологии. Они могли в любой момент остановить лекцию и задать вопрос, откуда я взял то или иное свое заявление, утверждение. И мы шли с ними в лабораторию, где они могли наблюдать заинтересовавший их эффект.
   В литературе по методологии ничего не навязывается как некая догма, а всё рассматривается с помощью примеров из научной практики ученых прошлого. Далее, я узнал, что наукой нельзя заниматься в течение какого-то ограниченного времени, потому что если Вы создаете новое знание (а это и есть признак того, что Вы прикоснулись к науке), то Вы постоянно что-то не понимаете. И мысль Ваша будет непрерывно и постоянно искать выход из этого непонимания. И во сне, и в отпуске, и на отдыхе. Познание бесконечно, и если вам повезло немного раздвинуть границы известного, то Вы тем самым увеличите объем непонятного. При этом Вы обречены на одиночество, ибо тот, кто оказался первым в гонке за новыми знаниями, всегда одинок. Вас перестанут понимать коллеги, и это создаст стену между вами. Это всё я хлебнул в полной мере. Правда, я тогда еще не понимал причины своего отчуждения.
   Термин "парадигма" ввел Кун. Он означает совокупность понятий в рамках общепринятых на какой-то период времени правил и закономерностей, которые считаются правильными. Развитие науки происходит двумя путями. Либо плавно и без потрясений, путем усовершенствования знаний в пределах устоявшейся парадигмы, либо резко, путем смены парадигмы.
   Научная парадигма определяет рамки "нормальной (на сегодняшний день) науки". Отказ от привычной для всех ученых, применявшейся веками парадигмы - очень болезненный процесс.
   Момент смены парадигмы связан в большинстве случаев с открытием нового физического эффекта либо свойства. Этот "момент" длится, как правило, не меньше, чем 50 лет. 50 лет - это примерное время смены поколений ученых. Ученые, которые исповедуют предыдущую, отжившую свой век парадигму, не могут допустить принятия к сведению физический эффект, который выходит за рамки этой парадигмы. Таков закон человеческой психологии.
   Феномен открытия обычно объясняют результатом углубленного изучения научных основ предмета, и его ставят рядом с изобретением. Но на самом деле, это не так. Открытие нового эффекта в подавляющем большинстве случаев происходит случайно, и, как правило, при проведении экспериментальных исследований. Ну конечно, для этого нужно иметь некоторый уровень знаний, чтобы его распознать. Но, в отличие от изобретения, придумать новый физический эффект невозможно.
   Я когда-то увлекался литературными изысканиями, литературой о творчестве Пушкина, и читал труды известного пушкиниста Лотмана М.Ю. Он рассматривал проблему создания новых литературных сюжетов, и заметил, что человек в принципе не может придумать что-либо принципиально, радикально новое. В лучшем случае, он может преобразовать, сделать как бы аранжировку уже существующего сюжета. И Лотман привел в пример Пушкина, у которого все сюжеты были заимствованы из каких-то источников. Как правило, забытых.
   Объясняя это явление, Михаил Юрьевич (Лотман) уподобил наш мозг детской игре лего. Мы можем составлять модели, изобретать, используя только лишь уже имеющиеся элементы лего. Чем больше в период воспитания, образования ребенок будет получать информации, тем больше у него в мозгу сформируется этих простейших элементов, тем больше он будет подготовлен для дальнейшей жизни, к творчеству, изобретательству и т.д.
   Пользуясь этой моделью, можно сказать, что в новом физическом эффекте содержатся такие элементы, которых нет в нашем мозгу, и поэтому мы не можем предвидеть его обнаружение. И, стало быть, придумать.
   И даже более того, нередко при обнаружении нового эффекта его отвергают как невозможный, невероятный.
      -- НАЧАЛО ПРОЦЕССА СМЕНЫ ПАРАДИГМЫ
   С самого начала чтения лекций я уже был приверженцем методологии развития научного познания, и старался читать свой курс в соответствии с ней. Основой методологии развития научного познания является опора на эксперимент, на практику. И поэтому основой учебного курса должны быть лабораторные работы. Идея лабораторных работ должна быть такова, чтобы студенты могли непосредственно общаться с физическими эффектами, которые лежат в основе изучаемого предмета. В частности, сейсморазведки.
   Поскольку, как оказалось, к моменту начала чтения мною курса сейсморазведки (это примерно 1972-1973 годы) готовых лабораторных работ в этой дисциплине в Мире не было, я решил сам сделать установки, с помощью которых можно было бы увидеть самые первичные, самые простые, известные и кажущиеся очевидными физические эффекты, лежащие в основе сейсморазведки.
   Простейшим и не вызывающим сомнений физическим эффектом является известное утверждение, заключающееся в том, что в однородных монолитных средах скорость распространения поля упругих колебаний V во всех точках объектов одинакова во всех направлениях. Естественно, было необходимо дать возможность студентам самим проверить это положение.
   Для постановки первой лабораторной работы по сейсморазведке была куплена ультразвуковая измерительная установка. К ней прилагались образцы для проведения простейших измерений. Все образцы в комплекте этой аппаратуры были из оргстекла. Один из образцов, входивший в комплект измерительной установки, имел форму, показанную на рис.1. Размеры её - Х=50мм; Y=70мм; Z=10мм. p-c - пьезокерамический преобразователь. Пьезокерамические преобразователи обратимы. Они могут работать как в режиме излучения, так и в режиме приема.
   0x01 graphic

Рис. 1

  
   При измерениях p-c преобразователи устанавливаются на противоположных друг другу плоскостях и прижимаются (через жидкую смазку) к образцу. Один из преобразователей работает в режиме излучения, а противоположный ему - в режиме приема сигнала. Далее, зная расстояния между пьезопреобразователями и определяя время прохождения звука от одного p-c к другому во всех трех направлениях, по моменту первого вступления сигнала определяем скорости распространения поля в заданных направлениях.
   И действительно, скорость распространения поля V во всех трех направлениях в оргстекле одинакова, и составляет примерно 2600м/с, что соответствует данным, приведенным в справочниках. То есть, в такой среде (в оргстекле) методы сейсморазведки должны работать.
   Но земная толща состоит не из оргстекла, и теперь нужно было сделать такие же измерения для примерно такого же по размерам образца, но из другого материала. Например, из стекла. Это ведь тоже безусловно однородная среда, и мы можем ожидать такие же результаты, как в образце из оргстекла.
   У меня не было ни грамма сомнения, что так и будет. Известно, что скорость звука в стекле равна примерно 6000м/с. Измерение скорости звука в направлении Z это значение скорости подтверждает. Но в направлении X и Y скорость V оказалась примерно в 2 раза меньше. То есть, 3000м/с. Результат, прямо скажем, странный... Я поменял образец, потому что вдруг он оказался с микротрещиной. Проверил аппаратуру, но ничто не поменялось.
   Тогда я взял образцы из коллекций горных пород. Начал я с песчаника (это самый прочный и однородный материал), и более того, заказал камнерезам образцы из всех известных мне горных пород...
   Во всех этих случаях VZ оказалась равной примерно 5000м/с. А VX и VY оказались примерно равными 2500м/с. Такой результат измерений был необъясним, и поэтому эта лабораторная работа не годилась для студентов. Я потерял сон, и ни о чем не мог думать кроме свалившейся на мою голову проблемы.
   Также было непонятно, почему во всех справочниках указывается скорость звука, для каждой горной породы своя, и разброс этих значений очень велик, а наши измерения показали, что для всех горных пород скорость распространения звука более или менее одинакова и равна примерно 5000м/с. Или 2500м/с, в зависимости от направления излучаемого поля.
   Понятно, что такую лабораторную работу я тоже не мог дать студентам. Ведь задача лабораторных работ - подтвердить известные законы сейсморазведки, а здесь это не получалось. Несостоявшаяся лабораторная работа была названа работой N1.
   Тогда было принято решение поставить лабораторную работу N2, которая подтверждала бы другое известное и совсем уж очевидное свойство звукопроводящих сред. Думаю, что для всех представляется очевидным, что при точечном ударном воздействии на объект из твердого материала амплитуда поля будет уменьшаться с удалением от точки удара.
   В качестве источника ударного воздействия был применен падающий с высоты, примерно равной 20см, стальной шарик диаметром 2мм. Объекты исследований лабораторной работы N2 - лист из оргстекла и лист из стекла, оба - толщиной h = 1,5см и размерами метр на метр. Точечный пьезокерамический датчик после каждого падения шарика передвигался на небольшое расстояние, удаляясь от источника. Графики получившихся зависимостей амплитуды сигнала от расстояния приемной пьезокерамики до точки ударного воздействия l приведены на рис.2.
   I - амплитуда сигнала; I(l0) - значение амплитуды сигнала (на минимальном расстоянии до точки излучения, равном l0).

0x01 graphic

Рис.2

   График а - для пластины из оргстекла - вполне ожидаемый. Уменьшение амплитуды происходит за счет увеличения площади фронта волны при увеличении l.
   И на расстоянии l, примерно равном 2h сигнал уменьшается до уровня помех. Здесь получилось всё, как и должно было получиться.
   Для стеклянного листа всё получилось иначе. График b - для пластины из стекла оказался совершенно необъяснимым.
   Во-первых, наличие участка, когда при удалении пьезокерамики от точки удара амплитуда сигнала не уменьшается, а увеличивается. И во-вторых, очень незначительное уменьшение амплитуды сигнала при дальнейшем удалении точки приема от точки удара.
   И тогда я рассказал студентам про лабораторную работу N1, и дал для исследования работу N2. В конце концов, почему я один должен страдать? Пусть они тоже попереживают.
   Студенты на меня буквально нахлынули. Ведь лабораторная работа N2 доказывает (по их мнению) не больше и не меньше как невыполнение закона сохранения энергии.
   Я заметил, что как только при экспериментировании что-то не получается, под подозрение попадает закон сохранения. Интересно, кто им читал физику...
   Студенты оставались на вечернее время и повторяли этот эксперимент и ничего не понимали. Я тоже ничего не понимал, но ничего с этим не мог поделать. Это был очень тяжелый для меня период. Таких моментов в моей практике было предостаточно. Собственно, столько, сколько я встречался с новыми физическими эффектами.
   Надо сказать, что свидетелей моих мучений было немало. И студенты, и коллеги, и разного рода начальники. Все они были едины в том, что если во всех научных и учебных трудах эти результаты не совпадали с моими, то значит, я неправ, и должен отказаться от того, что у меня получается. И все мои попытки доказать, что книги пишут не боги, а люди, а они могут ошибаться, воспринимались всеми как свидетельство моей научной несостоятельности. Но вместе с тем, если, посещая мою лабораторию, они убеждались в моей правоте, они впоследствие отрицали то, что они были в моей лаборатории. Я тогда уже подозревал, что иметь в науке собственное мнение недопустимо. Но не до такой же степени!
   Дело осложнялось тем, что принцип действия сейсморазведки настолько очевиден и прост, что придумать ее мог бы любой человек. И для этого совершенно не нужно иметь какое-либо образование. Два физических эффекта, которые мне не удалось подтвердить, тоже предельно логичны и очевидны, но экспериментально не подтверждаемы.
   Я уже знал (от Куна), что экспериментально недоказанная очевидность - это путь в тупик. Но где в сейсморазведке этот тупик, было неизвестно.
   В общем, четыре года (с 1973-го по 1977-й) ушло у меня на то, чтобы понять, что сейсморазведка в своей основе не имеет ни одного физического эффекта, который можно было бы подтвердить экспериментально. С позиции методологии это означало научную несостоятельность этой области знания. Но сказать вслух (а тем более, студентам) об этом было нельзя, поскольку сейсморазведка считалась (и до сих пор считается) самым главным геофизическим методом.
   Стало понятно, что читать студентам мне нечего, и я решил отказаться от этого курса. Как оказалось, основная (и, пожалуй, единственная) задача сейсморазведчиков заключается в том, чтобы "подтягивать" сейсморазведочный разрез к геологическому разрезу, полученному бурением. Когда я всё это услышал, я не поверил своим ушам.
   В это время моих сомнений и шатаний мне было поручено создать аппаратуру для разработки метода прогнозирования внезапного обрушения пород кровли горных выработок в угольных шахтах. Обрушение пород кровли дает наибольшее количество травматизма шахтеров, и во всем Мире все существующие научные коллективы, работающие в области горного дела, постоянно заняты поисками метода прогнозирования обрушения пород. Но, к сожалению, совершенно безуспешно.
   С позиций существовавших тогда представлений, вероятность обрушения пород должна быть тем выше, чем больше трещиноватость пород кровли, и чем меньше мощность (толщина) непосредственной кровли. Но эти представления оказались чисто умозрительными, поскольку экспериментальной проверки их не было. Вот первоначально и было принято решение создать аппаратуру для этой проверки.
   Что же касается аппаратурного определения мощности пород кровли, то об этом даже мыслей никаких не было. А с трещиноватостью было проще, как мне тогда казалось. Решить этот вопрос я рассчитывал, определяя затухание поля упругих колебаний, проходящего по непосредственной кровле в горной выработке. Правда, было непонятно, какая должна быть при этих измерениях частота зондирующего поля упругих колебаний. Я попытался найти рекомендации в литературе, посвященной проблемам изучения поля упругих колебаний.
   В литературе я нашел лишь утверждение, что с увеличением частоты зондирующего сигнала затухание его резко увеличивается. Тогда было принято решение выполнить измерения в два этапа. На первом этапе предполагалось определять затухание поля упругих колебаний на различных частотах, излучая зондирующий сигнал с помощью звукового генератора электрических колебаний, с помощью которого возбуждался излучающий пьезопреобразователь (естественно, в шахтном исполнении), и выбрать оптимальную частоту. А затем, на втором этапе осуществить измерения затухания на этой частоте. Но, как потом оказалось, второго этапа не понадобилось.
   На практике это выглядело следующим образом. Весь частотный спектр звукового генератора (от 20Гц до 20кГц) был разбит на 50 частотных интервалов, и затухание определялось 50 раз, на каждой из выделенных частот.
   Об увеличении затухания звука в горных породах при увеличении частоты говорится во всей существующей литературе, то есть сигнал должен монотонно уменьшаться с увеличением частоты возбуждения пьезокерамики. Именно на этом основании верхний предел частоты для усилителей сейсмостанций равен 1кГц. Дескать, всё, что выше одного килогерца, всё равно не пройдет.
   В результате выполненных измерений оказалось, что частотная (спектральная) зависимость сигнала геометрически подобна изображенной на рис.3.
  

0x01 graphic

Рис. 3

   Как показано на рис.3, на графике зависимости амплитуды сигнала от частоты имеет место четкий экстремум (на частоте f0). Эта частота изменялась в зависимости от мощности породного слоя h, находящегося непосредственно над головой.
   Это был день колоссального везения, потому что вообще величину мощности породного слоя непосредственной кровли h никто никогда не знает. Но в данном случае, при очередном спуске я работал на уникальной шахте "3-бис" объединения Торезантрацит. Это была очень большая и старая шахта. Она работала с 1917 года. Чтобы добраться от клети до места работы, нужно было использовать 5 подземных транспортов. Шахта имела огромное количество бурений, сделанных с поверхности. И нам помогал главный технолог шахты, который знал результаты всех этих бурений.
   В результате, оказалось, что собственная частота породного слоя f0 однозначно связана с его толщиной (как говорят геологи, мощностью) h:

h=2500/f0 (1)

   Это соотношение было получено в результате чисто эмпирических исследований, за счет того, что значение h нам сообщал главный технолог, а 2500м/с - это скорость распространения поля упругих колебаний в горных породах. Величину этой скорости в горной породе мы получили при самых первых наших измерениях в лаборатории.
   Собственная частота f0 породного слоя оказалась обратно пропорциональной h, и, следовательно, оси f0 и h направлены в разные стороны.
   Здесь I - величина амплитуды сигнала на всех (поочередно) частотах; Imax - максимальная величина амплитуды сигнала в точке приема.
   Таким образом, получилась прекрасная иллюстрация к тому, о чем говорит методология. Сколько умных слов, сколько математически выверенных утверждений существует, чтобы обосновать увеличение затухания звука в горных породах с частотой! Но чего они стоят, если на практике увеличение затухания при увеличении частоты не происходит!
   И потом, что это за зависимость такая получилась? Почему возникает такой экстремум на частоте f0?
   Тогда я первый раз столкнулся с физическим эффектом, о котором не было написано ни в одной книге по акустике.
   Вот тут мне пригодилось мое радиотехническое образование. Дело в том, что, согласно разделу математики, называемому спектрально-временными преобразованиями, который мы изучали на радиофакультете, подобный график является спектральным изображением затухающего гармонического (синусоидального) сигнала. Такую форму частотного спектра сигнала мы получали при исследовании колебательного L-C контура, который является электрической колебательной системой. Так что же, получается, что породный слой по акустическим свойствам является колебательной системой с собственной частотой, равной f0?! Да, действительно, так и оказалось. Породный слой по акустическим характеристикам оказался упругой колебательной системой (УКС). При подаче на такую (как и на любую другую) колебательную систему короткого импульса возникает затухающий гармонический сигнал с частотой f0. На рис.4 приведено изображение этого сигнала во временном аспекте.
   0x01 graphic
  

Рис. 4

   Согласно упомянутому разделу математики, изображение сигнала, приведенное на рис.3 является синонимом сигнала, приведенного на рис.4.
   Только сигнал на рис.3 приведен на оси частот, а на рис.4 тот же сигнал, но - на оси времени. То есть, в спектральном и временном изображении.
   Как известно (из определения, которое дал лорд Кельвин), если некий объект на ударное (импульсное) воздействие реагирует затухающим колебательным синусоидальным (гармоническим) сигналом, то, следовательно, этот объект является колебательной системой. Понимая это, лорд Кельвин более, чем сто лет назад (в 70-х годах XIX века) открыл электрическую колебательную систему (колебательный L-C контур), благодаря чему в электротехнике возникла новая парадигма, и стали развиваться такие области знания как радиотехника, электродинамика...
   Получается, что модель сейсморазведки, сформировавшаяся в головах огромного числа людей, не соответствует реальным акустическим свойствам горных пород. И, стало быть, общепринятые законы сейсморазведки не имеют никакого отношения к реальным условиям, к реальным акустическим свойствам горных пород.
   Имея частотометр, мы могли оперативно, по формуле (1) получать мощность h породного слоя, по которому был нанесен удар. Нy, а имея спектроанализатор, мы могли (по той же формуле) получать мощности тех породных слоев, которые залегали в точке удара. Я, не будучи горняком, уже знал, насколько важна и нужна эта информация.
   Сказать, что я покидал эту шахту, как на крыльях, значит ничего не сказать.
   И еще. Тогда стало ясно, что основным параметром, который мы будем изучать при дальнейших измерениях будет частота возникающего при ударном воздействии сигнала. Но все существовавшие на тот момент сейсмоприемники сами являются резонаторами, и применение их с целью выявления спектра сигнала невозможно. Вот на решение этой проблемы ушло много лет.
   Cпускаться в шахту в одиночку нельзя. Со мной тогда спускался наш зав. лабораторией Овчаренко Борис Петрович. Очень опытный горняк, да и просто хороший человек. Все его называли БП. Мы с ним потом много работали вместе, и я много от него получил.
   От шахты до гостиницы было часа два сначала пешком, а потом на городском автобусе. И за это время я постарался рассказать ему, что я мерял и что получил. Он и сам в молодости занимался всяческими акустическими измерениями, так что схватывал всё быстро.
   Главное, что он понял, это то, что по частоте сигнала, возникающего при ударе по кровле, можно получать информацию о мощности (толщине) непосредственной кровли. Он жутко разволновался и сказал мне, что это является главным открытием в горном деле. Причем не только у нас, но во всем Мире. Единственным методом определения этой мощности является бурение. Но бурить в шахте практически невозможно.
   Однако очень быстро положительные эмоции поменились на отрицательные. Помолчав некоторое время, он сказал: "Сожрут тебя..." Я очень удивился. За что? Ну, вот увидишь - сказал он. Он мне ничего не стал объяснять. Только предупредил, чтобы я никому не рассказывал, что у нас получилось.
   Но на первом же заседании кафедры у меня стали выпытывать, что мы меряли в шахте. И я не нашел возможным это скрывать.
   Наша кафедра Разработки Пластовых Месторождений (РПМ) была самой большой в институте. 40 человек кандидатов и докторов...
   За полчаса я рассказал собравшимся на заседание нашей кафедры, что я измерял в шахте и какие выводы из этого можно сделать.
   После некоторого времени полной тишины у меня спросили, нашел ли я критерий обрушения кровли. Ну, так сразу... На это нужно время. То есть, задание осталось невыполненным... А дальше уже со мной не разговаривали. Решали, сразу меня выгонять или дать ещё поработать. Честно говоря, я просто растерялся...
   Я уже говорил, что читал я свой курс не только студентам, но и шахтным геологам на ФПК. Это были зрелые, грамотные, много знающие люди. Когда я сказал им, что, по-видимому, больше читать им не буду, они мне ничего не сказали, а пошли к заведующему кафедры РПМ. О чем они говорили, я не знаю, но меня на какое-то время оставили в покое.
   Из литературы по методологии известно, что человек, обнаруживший в ходе научного поиска что-то принципиально новое, вызывает у своих коллег острую ненависть. Природу этой ненависти я до сих пор не понимаю, но все оставшиеся мне 20 лет работы в ЛГИ я чувствовал её на каждом шагу. Оказывается, она может проявляться очень разными способами. Ну прямо хоть пиши трактат о свойствах и проявлениях этой гнусной субстанции.
   По совету БП я ознакомился с диссертациями, защищенными сотрудниками нашей кафедры. Они все были в библиотеке в открытом доступе. Во-первых, большинство из них было посвящено прогнозированию обрушения пород кровли. И, как оказалось, основу их составляла математика, причем сложнейший ее раздел - теория поля. Эта часть математики используется в электродинамике. Но в этих диссертациях математика служила для математики. Там не было ни слова об экспериментах, об измерениях...
   Методологией науки там не пахло. Откуда они брали эту математику, и кому это всё было нужно?.. Как оказалось, в институте для создания подобной математики, которая называлась математическим текстом, была специально создана кафедра прикладной математики...
   А спустя несколько лет БП и сам обнаружил новый физический эффект. Дело в том, что, имея прекрасную голову, он практически ничего не мог делать своими руками. И так уж сложилось, что когда ему требовалось что-то сделать руками, он использовал меня. Для меня всю жизнь занятие слесарным (токарным и проч.) делом было в удовольствие. И на кафедре смеялись над нами с БП. Дескать, нас с ним надо бы скрестить, чтобы получился человек с его головой и моими руками...
   Так что когда у него возникла какая-то интересная мысль, то ему понадобилось устройство, чтобы эту мысль проверить. И я это устройство ему сделал. И тогда БП обнаружил новый физический эффект. Это было что-то из области разрушения горных пород.
   Несколько дней он страдал, а потом выбросил это устройство, которое я ему делал целый месяц в поте лица своего, на помойку.
   Когда я об этом узнал, то спросил БП, не сошел ли он с ума. На что он заорал на меня: "А ты бы хотел, чтобы меня били так же, как тебя?!"
   Я взял себя в руки, и стал его увещевать. Я сказал ему, что уже обнаруженный физический эффект не принадлежит кому-либо. Это собственность науки, и никто не в праве что-либо с ним делать. И что он, может быть, только для того и родился, чтобы сделать это открытие. Он это воспринял как оскорбление.
   Дело в том, что он уже несколько лет писал докторскую диссертацию, и просто бредил ею. И он сказал мне, что если кто-нибудь из членов Ученого Совета узнает, что он что-то знает больше, чем они, то диссертацию ему защитить не дадут.
   Вот тут я ему поверил. Потому что к этому времени я уже знал, что главное требование к диссертации в нашей стране заключается в том, что она не должна содержать ничего нового...
   В чьем деревянном мозгу возникла мысль, что в диссертации не должно быть ничего нового, ума не приложу. Но это положение имеет силу закона.
   Согласно законам методологии, новый физический эффект может возникнуть исключительно в результате экспериментальных исследований. Вот БП впервые в своей жизни провел экспериментальное исследование и сразу наткнулся на новый физический эффект.
   Поскольку я всю жизнь думаю не головой, а руками, то у меня на счету столько новых физических эффектов [2]. А то, что сегодня это никому не нужно, меня не колеблет. Мы ведь детей рожаем не для себя, а для грядущих поколений...
   А через пару лет после этого БП умер, и что это за эффект, который он тогда открыл, никто никогда так и не узнает.
   Но вернемся к нашим баранам.
   Итак, объекты из большинства твердых сред являются по акустическим свойствам упругими колебательными системами (УКС), и это оказалось признаком того, что в теории акустики возникла необходимость развивать новую парадигму. И первым практическим применением новой парадигмы оказалось создание спектральной сейсморазведки.
   Использование УКС началось буквально в день ее обнаружения. Сразу стало понятно, что с помощью этого эффекта можно определять строение горного массива без бурения. То есть, возникла надежда, что появился ключ к прогнозированию обрушения пород кровли в горных выработках.
   Да, так и оказалось, но только до этого момента оставалось еще лет 20...
   Лет через пять после обнаружения УКС я вдруг сообразил, что что-то здесь не так. Обнаружение реакции на ударное воздействие по породному слою в виде затухающей синусоиды предполагает наличие механизма преобразования импульса в синусоиду. Для всех известных колебательных систем (электрических, механических типа маятников) этот механизм известен, а вот для УКС - нет.
   Почему пластина из оргстекла на короткое ударное воздействие реагирует одним коротким импульсом, а из стекла - гармоническим сигналом? Чем оргстекло (по акустическим свойствам) отличается от стекла? Ну, и от горных пород? Ответа не было.
   Здесь одно из двух. Либо этот механизм есть, и его следует найти, либо его нет, а преобразование удара в синусоиду - это необязательная, случайная реакция на ударное воздействие. И тогда мы не имеем права внедрять в горную промышленность аппаратуру, которая предполагает получать информацию от параметров гармонического сигнала, если он возникает в результате удара по горным породам. А если вдруг при ударном воздействии на породный слой гармонический сигнал не возникнет...
   В общем, стало понятно, что до тех пор, пока не будет найден механизм преобразования удара в синусоиду, передавать аппаратуру шахтным геологам нельзя.
   Было только понятно, что механизм преобразования удара в синусоиду должен заключаться в наличии какой-то неоднородности в акустических свойствах объектов-резонаторов.
  

4. О ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ ЗОНАХ ОБЪЕКТОВ-РЕЗОНАТОРОВ

  
   Из всех акустических свойств подлежат исследованию только кинематические характеристики. То есть скорость распространения поля упругих колебаний. Неужели скорость распространения поля упругих колебаний при нормальном (перпендикулярном) прозвучивании слоя-резонатора может оказаться неодинаковой по толщине этого слоя? Мысль была абсолютно сумасшедшей, но если гипотеза возникла, то ее следует проверить. И если это действительно так, то при сквозном нормальном прозвучивании средняя скорость распространения поля упругих колебаний при уменьшении толщины прозвучиваемого слоя-резонатора должна уменьшаться. Это должно происходить за счет того, что при уменьшении h влияние приповерхностных зон будет возрастать.
   И действительно, при прозвучивании пластин из оргстекла и из стекла эта гипотеза подтвердилась. Это видно из таблицы 1. В пластинах-нерезонаторах (оргстекло) с толщинами от 3 до 7мм средняя скорость Vср если и изменяется, то бессистемно, и видимо, в результате погрешности при изготовлении образцов.
   В пластинах-резонаторах (стекло) величина Vср системно уменьшается при уменьшении толщины образцов. Что и требовалось доказать. Но, с другой стороны, скорость распространения поля упругих колебаний не может изменяться без дополнительного притока/оттока энергии. И вообще, как может изменяться скорость при приближении к границе?! Оно (поле) ведь не может "знать", что граница приближается...
   Здесь оказалась другая история. Подобная картина может иметь место, если звуковой луч идет не по прямой (по перпендикуляру к границам слоя-резонатора), а изгибается в приграничных областях.
  
   0x01 graphic

Табл. 1

   Но тогда получается, что при нормальном (перпендикулярном) прозвучивании слоев-резонаторов, вблизи от границ направление поля искривляется, и возникает его тангенциальная составляющая.
   Этот вывод слишком важный для сейсморазведки. Ошибиться здесь было никак нельзя. И нужно было найти еще один метод проверки этого вывода.
   Для этого мы купили стальной стержень круглого сечения диаметром 6см. Я отрезал на токарном станке три кусочка от этого стержня толщинами 0,5см, 1см и 1.5см и отрезанные плашки отшлифовал на прецизионном плоско-шлифовальном станке. После этого следовало померить скорость в каждом отрезанном кусочке.
   Для меня результаты этого эксперимента были настолько важны, что я сам из-за моего эмоционального состояния не смог произвести эти измерения. Я попросил сделать эти измерения моих коллег, а сам ушел в Эрмитаж. У меня была такая методика снятия стресса. Когда я вернулся из Эрмитажа часа через два, то застал коллег за этими измерениями. Странно! Эти измерения скорости в трех образцах не могли занять больше 5 минут...
   Коллеги на меня набросились с требованием сказать, где я взял эти пластинки. Они мне не поверили, что они отрезаны от одного стержня. С увеличением толщины стальной пластины скорость распространения акустического поля через пластину увеличивалась!
   Эти измерения подтвердили экспериментально полученный факт, заключающийся в том, что при ударном воздействии на земную поверхность поле распространяется не поперек, а вдоль(!) залегающих в Земле породных слоев.
   К сожалению, папка с результатами этих измерений и сами эти образцы тогда сразу пропали. Но это не страшно, так как эти результаты может проверить любой желающий. Итак, характер изменения скорости (а на самом деле, проекции скорости на перпендикуляр) был подобен тому, что показано в табл.1 для стеклянных пластин.
   Результаты измерений, приведенные на рис.2, 3 и 4, являются доказательствами того, что акустическое поле, возникающее в слоистых породах при ударном воздействии на поверхность искривляется, в результате, возникает тангенциальная составляющая в приповерхностной зоне, и поле идёт вдоль этой поверхности. Таким образом, при ударном воздействии на поверхность слоистого породного массива одновременно возникает два упругих процесса. Один распространяется поперек слоев со скоростью, примерно равной 5000м/с, а другой - вдоль слоев, и он распространяется со скоростью, равной примерно 2500м/с, поскольку поле вдоль слоя-резонатора идет волнообразно.
   Таким образом, породный слой проявляет свойства слоя-резонатора, а земная толща является совокупностью породных слоев-резонаторов.
   Так всё-таки, какую брать скорость звука в горных породах в расчетах? 5000м/с или 2500м/с?
   Поле упругих колебаний при распространении поперек породного слоя распространяется со скоростью 5000м/с., немного замедляясь в приповерхностных зонах. А при распространении вдоль породного слоя - со скоростью 2500м/с, поскольку распространяется оно не по прямой, а волнообразно, и когда достигает угла полного внутреннего отражения, уже не может выйти за пределы слоя-резонатора.
   Точно так же и в шахте зондирующее поле распространяется вдоль породного слоя, и поэтому скорость его распространения равна примерно 2500м/с.
   К величайшему нашему удивлению, подобная история происходит не только в горных породах и прочих объектах-резонаторах, но и в воде. Точнее, в океанах. На глубине около 1000м существует канал, ограниченный сверху и снизу двумя зонами с пониженной скоростью. При взрыве глубинной бомбы на этой глубине возникают упругие колебания, которые распространяются во всех направлениях на этой глубине со скоростью, вдвое меньшей, чем это свойственно для воды. Примерно 750м/с, против 1500м/с. Затухание звука при распространении его вдоль этого канала практически отсутствует.
   Этот канал называется каналом сверхдальнего распространения звука, и звуковой импульс, возникающий при взрыве, преобразуется в затухающую синусоиду. То есть, так же, как в породных слоях.
   Как оказалось, подобный канал формируется в морях также и на небольших глубинах (примерно 50 - 100м) после шторма, и на подводных лодках, оказавшихся под этим слоем, не работает гидроакустика, поскольку звук, оказавшийся в таком канале, не выходит за его пределы. И поэтому подводная лодка, оказавшаяся под этим каналом, не имеет информации о надводном корабле. А гидроакустика надводного корабля не слышит подводную лодку, находящуюся под этим слоем.
   По этой причине примерно раз в год на нашей планете подводная лодка при всплытии сталкивается с надводным кораблем. Именно по этой причине произошла гибель Курска...
   У меня этот эффект вызвал такой интерес, потому что я сам, занимаясь когда-то ремонтом и настройкой гидроакустических средств кораблей на Северном флоте, однажды попал в подобную ситуацию. Всплывая однажды на подводной лодке на ходовых испытаниях, мы увидели в перископ находящийся в опасной близости от нас сторожевой корабль, который с помощью гидроакустики мы не видели...
   В ЛГИ была специально создана лабораторная работа, демонстрирующая этот эффект. Я хотел отдать ее учёным в Академию им. Кузнецова, но они отказались от этого, так как "все свои диссертации они уже защитили". А то, что при этом гибнут моряки, их не интересовало. Наверное, и их диссертации не содержали ничего нового...

5. РОЖДЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

   Если традиционная, лучевая сейсморазведка рассматривает поле упругих колебаний в виде акустических лучей и изучает скорость их распространения, то применяемый для того же (для изучения породной толщи) исследовательский метод, использующий как информационный параметр частотный спектр поля упругих колебаний, логично было назвать спектральной сейсморазведкой.
   Элементарным, простейшим объектом спектральной сейсморазведки является плоскопараллельная геологическая структура, которая к тому же является наиболее часто встречающейся в природе. Породный слой является таким вот одночастотным слоем-резонатором. Иначе говоря, колебательной системой.
   На практике, единичный породный слой встречается крайне редко. Обычно соседние породные слои как бы склеены, и оказалось, что с помощью метода спектральной сейсморазведки можно выявлять всю пачку слоев-резонаторов и определять мощность каждого слоя в этой пачке. На рис.5 схематично показана трехслойная толща горных пород.
   При нанесении удара по кровле (или по земной поверхности) возбуждаются все находящиеся в этом месте породные слои-резонаторы, и при этом получается не одна частота, а весь частотный спектр. И при этом выражение (1) преобразуется следующим образом:

hi=2500/f0i (1')

   При этом следует учитывать, что в каждом слое-резонаторе при ударе возникает поле с его собственной частотой, которое не выходит за пределы этого слоя-резонатора. И, следовательно, сейсмоприемник примет собственные колебания не всех породных слоев, а только тех, которых он касается.

0x01 graphic

Рис. 5

  
   Источник ударного воздействия И находится в непосредственной близости от сейсмоприемника Пр, примерно на расстоянии в 0,1 - 0,2м.
   В результате удара сейсмоприемник воспримет собственные колебания слоев h1, h1+h2 и h1+h2+h3, и т.д. Собственные колебания с частотами f2 и f3 сейсмоприемник не воспримет, потому что он их не касается.
   Пересчитанные с помощью соотношений (1) и (1') в величины hi - это уже элементы геологической информации.
   Оказалось, что если возбудить ударом слой-резонатор, то его собственный колебательный процесс распространяется вдоль этого слоя, не выходя за его пределы. И таким образом, стало понятно, почему при распространении поля вдоль слоя-резонатора затухание очень незначительно, что видно на графике рис.2b.
   Первая шахтная аппаратура спектральной сейсморазведки (получившая название "Резонанс") представляла собой аналоговый спектр-анализатор на основе двойного R-C моста Вина, поскольку цифровая эра в радиоэлектронике тогда еще не наступила.
   Следующие 16 лет были потрачены на то, чтобы проверить полученные результаты в условиях всех существующих геологических условий с помощью аппаратуры "Резонанс".
   С начала 80-х годов началась эра цифровых измерений, и время измерений существенно сократилось (до нескольких секунд на каждое измерение). И основные силы были брошены на изучение акустических свойств реальных геологических слоев из различных горных пород. Это мы делали как в лабораторных, так и в шахтных условиях.
   Как оказалось, объекты не из всех материалов являются колебательными системами или, иначе говоря, резонаторами. Так, многие пластики (и оргстекло в том числе), а также многие сорта угля резонаторами не являются. А металлы и сплавы, горные породы, керамика, стекло, лед - резонаторами являются.
   Нам показалось удобным поделить все твердые материалы на две группы. Группа стекла (резонаторы) и группа оргстекла (нерезонаторы).
   Нас очень озаботил следующий вопрос. Какими свойствами будет обладать совокупность слоев-резонаторов, если среди них окажется слой-нерезонатор? Ну, например, пласт угля, зажатый в горных породах. Оказалось, что слой-нерезонатор, зажатый между слоями-резонаторами, сам становится слоем-резонатором.
   Некоторые моменты удалось обобщить. Так, оказалось, что земная толща, а в пределе, наша планета, по акустическим свойствам является совокупностью колебательных систем.
  

6. ЗОНЫ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ (ЗТН)

   После 1993-го года по независящим от нас причинам мы в шахтах больше не работали, и собранную к тому времени цифровую аппаратуру спектрально-сейсморазведочного профилирования (ССП) эксплуатировали исключительно на поверхности Земли.
   Осуществляя ССП- профилирования, мы часто встречали объекты, геометрически похожие на то, что изображено на рис.6.

0x01 graphic

Рис. 6

   Мы обратились ко всем знакомым геологам и геофизикам с вопросом, что это может быть. Но никто из них никогда такого не видел.
   Но вот этим объектом заинтересовались геофизики, которые занимаются измерением радона.
   Они обнаружили, что в атмосфере, непосредственно над этими воронкообразными объектами присутствует весьма ощутимое количество радона. На основании этого они предположили, что воронкообразный объект, выявляемый с помощью спектрально-сейсморазведочных измерений есть не что иное, как место выхода из Земли радона через вертикальную трещину, начало которой находится в околоядерном пространстве.
   Они пришли к этому на том основании, что газ радон синтезируется именно там. Околоядерное пространство возникло в ходе формирования нашей планеты, и прочесть об этом можно в книге Ларина В.Н. "Наша Земля" [3]. И эти геофизики посчитали, что правильно будет назвать эти воронкообразные объекты зонами тектонических нарушений (ЗТН). Что мы и сделали.
   Как оказалось в дальнейшем, ЗТН в большинстве случаев имеют вид, показанный на рис. 6.
   Здесь профиль - отрезок прямой линии на поверхности земли, вдоль которой осуществляются измерения.
   На рис. 6 линия профиля имеет длину 20м. Глубина исследования - 70м. Мы можем выбирать и изменять глубину исследования, и зависит это от решаемых при этом задач.
   Как оказалось, ЗТН представляет для геологов и строителей большой интерес. Он начался с того, что в середине XIX века резко возросла интенсивность и объемы строительства. Это было связано с развитием железных дорог. Тогда было замечено, что если какое-то сооружение без всяких видимых причин разрушилось и снести то, что от него осталось, и на этом же месте построить такое же сооружение, то и оно разрушится.
   Геологи пришли к выводу, что должен быть какой-то геологический объект, наличие которого в этом месте приводит к разрушению инженерных сооружений. Лет 200 искали на Земле такие объекты, но не нашли.
   Вот когда мы в 1993 году обнаружили в результате первого использования ССП объекты, которые мы назвали ЗТН, то оказалось, что если рядом находится инженерное сооружение, то оно имеет признаки разрушения.
   Какие это были признаки. Вертикальные трещины в кирпичной кладке, косые трещины между углами переплетов окон, обрушенные кафельные пластины на стенах домов...
   Теперь необходимо было найти механизм этих разрушений.
   В результате совместных работ с геодезистами, мы узнали, что в ЗТН имеет место пульсация грунта. Как оказалось, эта пульсация раскачивает все объекты, находящиеся в ЗТН. В результате ряда исследований, выяснилось, что так проявляется процесс формирования вертикальной трещины в ЗТН.
   Вот образование вертикальных трещин в стенах домов и является следствием этой пульсации.
   Пульсация как бы раскачивает все объекты, находящиеся в земле. И тем самым разрушает их. Мы наблюдали в шахте, как раскачивался целик, состоящий из прочнейшего песчаника. Из-за этого раскачивания материал целика преобразовался в мелкослоистую породу. Как оказалось, такое преобразование горных пород является признаком их грядущего обрушения.
   ЗТН оказались сложным объектом. Из этих трещин выходит вода, глубинные газы - метан, СО, СО2, радон. В ряде случаев, выходит нефть.

7. ОБ ОПАСНОСТЯХ, ИСХОДЯЩИХ ОТ ЗТН

   Однажды на моей лекции на ФПК ко мне с вопросом обратился главный геолог какого-то дальневосточного рудника. Там у него на некоторых участках происходят горные удары. Ни с того ни с сего возникают сильнейшие удары как взрывы. Нередко при этом всё обрушается, ну, и конечно, с жертвами. Вопрос - что это.
   Понятно же, что чем большее количество объектов изучаешь, тем больше опыт и тем больше случаев встречается. Подобные случаи мне встречались. При возникновении горных ударов люди немедленно останавливают добычную или проходческую технику, и удары прекращаются. Но начинаются они и прекращаются не мгновенно, а немного постепенно, что указывает на то, что природа их резонансная.
   Резонанс - это совпадение собственной частоты объекта-резонатора с частотой внешнего воздействия. На резонансе амплитуда собственных колебаний может увеличиваться во много раз. Так, в момент аварии на Саяно-Шушенской ГЭС амплитуда вибрации генератора возросла в 600 раз, о чем сообщил самописец, установленный на генераторе.
   Значит, скорее всего, где-то рядом с источником ударов находится ЗТН, и хорошо бы к ней не приближаться, потому что чем ближе к ней окажешься с добычной или проходческой техникой, тем сокрушительнее будет разрушение.
   Лет 10-15 назад мы работали в Сургуте, на строительстве ГРЭС. Объект серьезный. Там в строительстве были задействованы 4 государства вместе с РФ. Нас попросили посмотреть надежность технологии, которую они избрали для установки платформ под турбины.
   Строители забивали в землю 20-метровые сваи, на которые в дальнейшем должны быть установлены платформы. Использовались мощные иностранные машины, предназначенные специально для забивки свай. Расстояние между сваями - 1м. Мы посмотрели с помощью нашей ССП-аппаратуры пространство, выделенное под строительство и увидели, что свайное поле находится на территории бывшего болота.
   Ну да, все же считают, что болото - это высохшее озеро, а на самом деле, это зона, в которой ЗТН находятся наиболее близко одна к другой. Ну, а до дна ЗТН дойти невозможно. Стало быть, сваи не доходят до упора.
   Мы стали считать количество ударов, которые приходилось делать, забивая сваи. Большинство свай оказались забитыми на всю свою длину при количестве ударов, не превышающем 4-5, что, вообще говоря, очень мало для нормального процесса забивания свай в породу. И тогда мы поняли, что сваи действительно не достают до упора, и турбину разнесет практически сразу после запуска, потому что сваи не достают до прочного основания. Они как бы висели и держались только за счет того, что были прикреплены к бетонной платформе.
   Когда нас попросили сделать предварительное сообщение о результатах исследования, мы, естественно, доложили то, что увидели и поняли. Заказчику такой результат не понравился, и он попросил нас покинуть объект.
   Ну, а в 2011 году всё произошло, как мы и предупреждали. Турбину при первом же запуске разнесло. Погибли люди... А если бы это была атомная ГРЭС, то все были бы уверены, что виноват атомный реактор. А ведь эта авария - копия аварии, которая произошла на Саяно-Шушенской ГЭС и многих-многих аварий, которые произошли оттого, что они расположены на земной поверхности, толща которой представляет собой совокупность колебательных систем, а, следовательно, обладает резонансными свойствами.
   Я больше скажу. Если посмотреть на историю аварии Чернобыльской АЭС, то вы обнаружите, что сам реактор там не при чем. Авария произошла по причине резонансного явления, которое возникло при изменении скорости вращения турбины, а реактор разрушился после того как разрушилась турбина. Так же произошло и в Японии, когда случилась авария на Фукусиме.
   Энергетики знают, что потери на Земле от аварий на электростанциях, насосных станциях и других устройств, имеющих вращающийся или вибрационный исполнительный механизм, растут синхронно с ростом энергии этих устройств. И атомная энергия здесь не при чем.
   Газпром решил наградить Санкт-Петербург достойным символом - башней. Решили построить ее на территории Петрозавода, через Неву от Смольного Собора.
   Однако когда стали забивать сваи, то оказалось, что не нужно этого делать. Потому что как только свая устанавливалась в нужной точке, она сразу проваливалась на всю свою длину. Стало понятно, что строить подобный объект на этом месте не следует, и удалось увести отсюда строительство башни. Для строительства выбрали Ольгино. Но это место не мы выбирали.
   Строительство начали в Ольгино, вблизи с северными очистными сооружениями. Странно, что строители не учли уже известный опыт строительства в этой зоне. Там на этих очистных сооружениях уже много лет идет разрушение главного стакана аэрации и трубопроводов насосной станции.
   Когда построили цокольный этаж башни Газпрома, он развалился. Решили победить Природу увеличением количества цемента. Ну, точно как на очистных сооружениях. Но опыт опять не учли, и вот, когда уже вроде бы всё победили, и башня достигла задуманных размеров, началось её обводнение. А это признак начала разрушения...
   Выход воды из ЗТН - это очень хорошо, когда эта вода нужна. Воду можно брать из родников, а также из колодцев и скважин. А вот когда вода не нужна, но поступает на поверхность, то это беда. Проживающие в Петербурге люди видят, как вода выходит из метрополитена. Это происходит на станции "Беговая", а также вокруг станции "Дунайская". При этом на этих станциях со стен стекает вода и отваливается кафель. Как долго удастся сохранять для эксплуатации эти станции - непонятно.
   Объекты, названные зонами тектонических нарушений более или менее равномерно разбросаны по всей нашей планете. Но есть такие места, где эти объекты находятся особенно близко друг к другу. Чем гуще расположены ЗТН, тем больше воды поступает в это пространство. Такие пространства не следует использовать для строительства.
   Там невозможно забить сваи, так как при любой длине свай они не достигнут необходимой для них опоры. На этом пострадал разрушившийся дом во Флориде, а также ГРЭС в Сургуте. Такие случаи встречаются нередко, поэтому перед строительством домов на сваях необходимо делать разведку на заболоченность.
  

8. О РАДОНЕ

   По вертикальным трещинам, идущим от околоядерного пространства до поверхности Земли, как уже говорилось, поднимается радон.
   Выходя из земли, он собирается под домами. В подвалах. Если поддомное пространство по каким-то причинам не вентилируется, то радон поступает в жилое пространство. Сначала на 1-й этаж, а затем, если и первый этаж не вентилируется, то и на более высокие этажи.
   Наличие радона в жилых помещениях приводит к возникновению смертельных болезней. Более всего к возникновению онкологических заболеваний.
   Многие домовладельцы считают, что наилучший вариант поступления воды в дом - это когда вертикальная труба, по которой идет вода, попадает прямо в дом. Но оказалось, что это наилучший вариант поступления в дом радона. Мы однажды получили исчерпывающее доказательство того, что поступление радона в дом может привести к беде.
   В одном из домов, находящемся на территории фермера, мы увидели в подвале, рядом с вертикальной трубой, по которой в дом поступала вода, картонную коробку из-под обуви, в которой лежала кошка и весь выводок её новорожденных котят. Ну конечно, это очень умилительная картина. И когда мы рассматривали это чудо, боясь дотронуться до этих ангельских существ, хозяйка сказала, что предыдущий выводок весь погиб по неизвестной причине.
   Так вот, тех микроскопических трещин, которые были между трубой и поддомным пространством хватило на то, чтобы просачивающийся через них радон убил котят.
   С тех пор мы категорически против того, чтобы труба с водой из скважины выходила под домом.
   Почти сразу после этого мы получили информацию о том, что в коттеджах Лонг-Айленда наблюдается невероятно высокий процент онкологических больных. Как оказалось, там не уделяется достаточного внимания к вентиляции подвалов...
   Но эту информацию коммунальные службы стараются скрывать.
   Мне этот случай напомнил другой такой же.
   Где-то в 90-х годах, когда мы только-только обнаружили, что ЗТН на самом деле часто встречаются на Земле, мы доложили об этом на конференции в Екатеринбурге. Тогда у ученых возник вопрос, как эти зоны влияют на здоровье людей.
   Ученые института Горного Дела заключили договор с медиками Екатеринбурга, согласно которому геофизики составили карту расположения ЗТН в городе, а медики предоставили информацию о состоянии здоровья горожан, проживающих в зонах обследования. Как оказалось в результате этой работы, в тех домах, рядом с которыми были ЗТН, имел место повышенный уровень онкологических больных...
   По непонятным нам причинам, результаты этого обследования были засекречены...
  

9. ОТКУДА НА ЗЕМЛЕ ВОДА?

   По ЗТН - трещинам кроме радона поднимается вода и ряд других веществ. В том числе, метан и нефть, СО и СО2. Но остановимся пока на воде. Кто не видел родников? Сколько веков люди пытались понять, откуда на Земле вода. Да еще в таком количестве! Ведь когда Земля была молодая и горячая, воды на планете вообще не было. А сейчас воды гораздо больше, чем суши. Гидрогеологи с упорством, достойным лучшего применения, когда слышат вопрос, откуда на нашу планету поступает вода, поднимают указательный палец к небу. Дескать, из туч...
   С помощью геолога, доктора геолого-минералогических наук В.Н.Ларина [3] удалось ответить на этот вопрос.
   По его мнению, вода на Земле синтезируется в околоядерном пространстве в результате наличия там очень высокой температуры и давления, а также кислорода и водорода. Поскольку в околоядерном пространстве постоянно идет радиоактивная реакция, то там постоянно держится очень высокая температура, в огромном количестве там находится водород и высокое и постоянно растущее давление, что является условием синтеза воды. Время от времени возникают новые вертикальные трещины. По этим трещинам и поднимается наверх вода.
   На рис.6 ось абсцисс - линия профиля, вдоль которой осуществляются ССП-измерения с определенным шагом, в данном случае через 1м.
   Ось ординат на самом деле - это ось частот, пересчитанных по формуле (1) в глубины. Здесь предельная глубина - 70м. Значение предельной глубины определяется потребностью. В случае, если глубина поступления воды составляет не более 40м, ССП-разрез на большие глубины не требуется. В приведенном примере точка водопритока находится на 11-м метре профиля. Глубины, с которых пойдет вода - 18 и 25 м, что соответствует глубинам остриёв воронкообразного объекта.
   Чем глубже острие воронки, тем больше дебет, так как вода, поднимающаяся снизу вверх, поочередно заполняет каждую воронку и при этом уменьшает свой напор. Таким образом, стало понятно, что центры воронкообразных объектов ЗТН являются центрами источников родниковой воды.
   Эти источники можно встретить на поверхности земли, в руслах рек, на дне озер и морей... и пока не закончится водород в околоядерном пространстве, наша планета не останется без воды.
   Миновало уже 30 лет, как мы даем людям воду из этих родников, как правило, удовлетворительного качества. И можем сказать с уверенностью, что безводных мест на Земле нет...
   Поскольку вода от околоядерного пространства до поверхности Земли делает 6000-километровый путь, то не исключена вероятность того, что она захватит на таком длинном пути какие-нибудь сопутствующие вещества, находящиеся в толще Земли.
   Чаще всего, это железо в виде его окислов, но, бывает, встречаются радиоактивные элементы, фтор, который является самым сильным окислителем в таблице Менделеева... Бывает, встречаются ядовитые отходы производства, а также продукты человеческой жизнедеятельности. Поэтому при получении воды необходимо сдавать ее на проверку в соответствующие лаборатории, и при необходимости применять фильтры.
  

10. О ДВУХ РАЗНОВИДНОСТЯХ ЗОН ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ (ЗТН)

   С тех пор, как существует человеческое общество, существует проблема внезапных и необъяснимых разрушений инженерных сооружений (ИС). Как уже говорилось выше, в начале XIX века, в связи с резким увеличением объемов строительства по причине возникновения железнодорожных путей, количество таких разрушений увеличилось, и геологи предположили, что причина этих разрушений - наличие какого-то геологического объекта, который вызывает разрушение ИС.
   Так вот, ЗТН - это и есть тот самый объект.
   Самым первым из обнаруженных нами свойств этих объектов оказалось то, что любое инженерное сооружение, оказавшееся около ЗТН, будет непременно разрушаться.
   Когда были обнаружены ЗТН (в 1993-м году), мы в течение года проводили исследования методом ССП около различных сооружений в Санкт-Петербурге двумя способами. Первый метод - поиск ЗТН вокруг инженерных сооружений, и второй, когда исследовался участок, который был еще только запланирован под строительную площадку. Мы получили очень убедительные результаты, доказывающие, что ЗТН действительно являются объектами, наличие которых под и рядом с инженерным сооружением (ИС) приводит к его разрушению.
   Однако разрушения эти бывают столь сокрушительными и при этом разнообразными, что было просто необходимо понять механизм их разрушения. Так, исследуя различные ИС, мы обнаружили такое разрушение помещения управления портом СПб, что выяснение механизма стало просто насущно необходимым. На рис.7 показан вид этого сооружения.
   Сооружение это не было старым, и для того, чтобы так разрушиться, не было никаких видимых причин.
   Причина разрушений в ЗТН была найдена с помощью геодезистов. Как оказалось, на Земле встречаются зоны, в которых погрешность геодезических измерений резко увеличивается. Это происходит потому, что грунт в этих зонах постоянно колеблется. Частота этих колебаний очень низкая - период их составляет от единиц секунд до единиц минут. Но амплитуда этих низкочастотных колебаний очень большая. Она достигает 10см и даже больше.
  

0x01 graphic

Рис. 7

   Как оказалось, зоны этой пульсации (это явление так и назвали - планетарная пульсация) - это не что иное, как признак и следствие наличия зон тектонических нарушений и пульсаций при образовании вертикальных трещин, идущих от околоядерного пространства к поверхности Земли. А теперь давайте посмотрим, что будет, если в пределах такой зоны окажется часть пусть даже очень прочного фундамента дома. Одна часть дома будет пульсировать вместе с ЗТН, а другая, которая оказалась вне ЗТН, пульсировать не будет. То есть фундамент подвергнется знакопеременному механическому напряжению. Такому воздействию противостоять не может ни один материал. И более того, чем прочнее будет материал фундамента, тем более разрушающим будет это воздействие. Известно, что железобетон, который выдерживает колоссальные нагрузки при непосредственном сжатии, не выдерживает знакопеременные нагрузки.
   Характер разрушения сооружения зависит от соотношения площади ЗТН и площади фундамента, а также от того, какие части фундамента опираются на ЗТН. Но теперь стало необходимым выяснить, что является причиной возникновения планетарной пульсации.
   Получая с 1977-го года принципиально новую информацию, естественно, было необходимо докладывать это на кафедре, на конференциях, описывать в журналах. Но эта информация вызывала большое недоверие. Поэтому я должен был постоянно исследовать то, что я узнавал, чтобы эта информация была экспериментально доказанной. В общем, было остро необходимо понимать природу ЗТН и свойства этих зон.
   Понятие тектонических нарушений существовало еще до начала наших исследований. Но впервые появилась возможность картировать эти нарушения с помощью аппаратуры. Так, они разделялись на палеотектонику и на неотектонику. А, кроме того, очень жаркие были споры на тему глубинности этих объектов. Сейчас стало известно, что глубинность ЗТН равна расстоянию от поверхности Земли до ее центра.
   Я долго не мог понять, откуда берется планетарная пульсация. То, что процесс трещинообразования не может быть мгновенным, это было ясно. И здесь получается два процесса - процесс непосредственно трещинообразования и процесс распространения гармонического поля упругих колебаний от точки раскрыва трещины до земной поверхности. Вот эти два процесса и воспринимаются как планетарная пульсация.
   После распространения трещины до самой поверхности наступает весьма длительный процесс сползания вниз горных пород, примыкающих к трещине. Вот это сползание и создает воронкообразные объекты вдоль вертикальных трещин.
   Планетарная пульсация - это как бы раскачка всего объема пород вокруг трещины. Эта раскачка усиливает разрушение инженерных сооружений, оказавшихся в ЗТН. А также разрушение самих горных пород, которое завершается обрушением пород в подземных выработках.
   Кстати, шахтные геологи неоднократно наблюдали, что в зонах обрушения пород кровли залегают исключительно мелкослоистые породы. И только недавно стало понятно, что мелкослоистость появляется в результате раскачивания пород в ЗТН, и значит, в этом месте должно произойти обрушение пород кровли. Где-то в начале 80-х годов мы встретили очень прочные породы в кровле, имеющие повышенную слоистость. Мы настояли на том, чтобы в зоне этой мелкослоистости пород (которую мы увидели при исследовании кровли с помощью аппаратуры "Резонанс") поставили дополнительную крепь. И в результате, остались в живых 60 горняков, которые в момент обрушения находились под этими мелкослоистыми породами. Это был первый наш прогноз.
   Как уже сказано выше, ЗТН были обнаружены по наличию на ССП-профиле воронкообразных объектов. На рис. 6 показан пример такого объекта. Однако иногда встречаются такие объекты, когда на ССП-разрезе имеет место как бы неполная, половинчатая воронка. Одна ее образующая прорисовывается, а второй нет. Такая вот несимметричная ЗТН.
   Как оказалось, различие таких ЗТН - в различии разрушающего действия находящегося поблизости сооружения. И если вблизи симметричной ЗТН разрушение чаще всего проявляется уменьшением срока эксплуатации ИС, то вблизи несимметричной ЗТН сооружения разрушаются невероятно быстро и примерно так, как показано на рис.7.
   Симметричные ЗТН были названы разрывными нарушениями, а несимметричные - сдвиговыми.
   Приведенный на рис.8 ССП-разрез был получен при поисках точки водопритока, но понятно, что при наличии таких ЗТН рекомендовать получение воды не следует. Будь то скважина или колодец - они разрушатся.

0x01 graphic

Рис. 8

   Наличие сдвиговых нарушений свидетельствует о том, что любое возведенное там сооружение разрушится немедленно. Как оказалось, в этом случае соседи несколько раз пытались построить забор между двумя участками. Будучи довольно фундаментальным сооружением, с железобетонной опорой, этот забор немедленно падал...
   Примерно такой же ССП-разрез был получен при обследовании участка для строительства 16-этажного дома по адресу ул.Замшина, д.31, корп.4 (СПб), на территории парка им. Сахарова. Дом возводился по технологии монолитного строительства, и когда мы сообщили о том, что дом этот будет разрушаться, это вызвало у строителей решительное недоверие. Разрешение на строительство было ими куплено в тресте ГРИИ, на ул. Зодчего Росси, и они приступили к строительству. Еще до начала заселения у дома стали падать стены. Их подхватывали и стягивали металлическими стяжками и анкерами. То есть остов дома не простоял и неделю.
   Столь стремительное разрушение дома является подтверждением того, что под этим домом имеют место сдвиговые ЗТН.
   Понятно, что такие разрушения при монолитном строительстве могут возникнуть только при разрушении плиты, на которой стоит дом. Как показала практика, железобетонная плита, так называемое, плавающее основание, вопреки официальным заявлениям является самым ненадежным элементом фундамента.
   На рис.9 приведена фотография одной из стен этого дома. Подобного рода крепления можно наблюдать на всех стенах этого дома. Во многих квартирах этого дома имеются сквозные трещины в стенах, а также в полу и в потолках. Количество сквозных трещин - примерно 2000. Для того, чтобы успокоить жителей, СПб отделение МЧС с помощью аппаратуры Стрела обследовали ИС. В результате этого обследования был составлен документ, согласно которому, по своему состоянию дом относится к 1-й категории. То есть, как новенький.
   Интересно, что за те несколько лет, что используется эта аппаратура, не было получено ни одного результата, где бы прогнозировалась авария... Это указывает на то, что эта аппаратура просто непригодна для получения подобной информации.
  

0x01 graphic

Рис. 9

  

11. СЕЙСМОПРИЕМНИКИ

   Сейсмоприемники являются источником информации при проведении сейсморазведочных измерений.
   В 1980-м году, после серии удачных измерений с помощью нашей первой аппаратуры "Резонанс" на шахтах украинского Донбасса нам было предложено поставить эту аппаратуру на серийное производство.
   Для меня было совершенно непонятно, что при этом следует делать. Метрологи ЛГИ объяснили, что нужно сделать метрологическую аттестацию, как они говорили, отдельно радийной части, и отдельно - сейсмоприемника. Как метрологически аттестовать схему - это более или менее, понятно. А вот сейсмоприемник...
   Меня делегировали на консультацию в Метрологический институт им. Менделеева. У них есть лаборатории по всем классам аппаратуры, и я пришел к специалистам, которые занимаются различными датчиками. Я спросил у них, как аттестовать сейсмоприемник. Они мне сказали, что они не знают, что такое сейсмоприемник, поскольку в метрологии такого понятия нет. Я им объяснил, что это как бы микрофон, только для работы не в воздухе, а в горных породах. То есть ЭДС на кабеле сейсмоприемника должна быть пропорциональна какому-то параметру акустического поля в точке контакта.
   А какому именно параметру? - спросили они. Я вспомнил, что когда-то в учебнике по акустике прочел, что если чувствительный элемент - пьезокерамика, то речь идет об измерении величины скорости смещения колеблющихся частиц. То есть, наш сейсмоприемник - это акселерометр. Мои консультанты восхитились этому моему ответу, и задали вопрос: "а вы можете это доказать?". Нет, не могу.
   Ну, может быть, ЭДС пропорциональна амплитуде колеблющихся частиц? Но и это я не мог доказать...
   Получив достаточное удовольствие от моей растерянности, они, наконец, стали объяснять, что любой датчик должен с какой-то погрешностью быть подобным эталону. Так, скажем, вольтметр - это датчик электрического напряжения, эталон которого находится в Палате Мер и Весов. Но в данном случае проблема заключается в том, что акустика не имеет своего эталона, и поэтому метрологически аттестовать сейсмоприемник невозможно.
   "Ну вот же я недавно купил несколько немецких акселерометров. У них есть паспорта и указание значений их параметров и печати метрологических лабораторий". На что метрологи мне сказали, что печать они тоже могут поставить, но это ничего не решает.
   Как они мне сообщили, в Хабаровске существует поверочная лаборатория, которая тоже может поставить свой штамп и на сейсмоприемник, и на вибростенд. Но это они могут сделать не потому, что у них такой высокий уровень знаний, а потому что право печати они получили в отделе науки ЦК КПСС. Вот и у немцев, видимо, есть такой ЦК.
   После этого они мне сказали ключевую фразу: "Вот поэтому сейсморазведка и не входит в компетенцию метрологической службы"...
   Спустя много лет после этого, когда сейсмоприемник стал содержать пьезопленку вместо пьезокерамики, я понял, что сейсмоприемник для спектральной сейсморазведки со временем будет входить в компетенцию метрологов, потому что информация, получаемая с помощью этих сейсмоприемников, характеризует частотный спектр поля упругих колебаний в точке контакта с земной поверхностью. А эталон спектра может существовать.
   Для того, чтобы сейсмоприемник мог являться датчиком спектра поля упругих колебаний, он не должен иметь в своем составе никакой собственной колебательной системы. Это свойство очень легко определяется. Нужно сейсмоприемник подключить к осциллографу и уронить на него (на сейсмоприемник) с высоты, примерно равной 20см, стальной шарик диаметром 2мм. Все существующие в Мире сейсмоприемники отреагируют на такое воздействие длительным гармоническим затухающим процессом. А это значит, что они в своем составе имеют колебательную систему (а может быть, и не одну), и поэтому датчиком спектра быть не могут. При падении такого шарика на сейсмоприемник, предназначенный для спектральной сейсморазведки, на экране осциллографа возникнет всего один импульс.
   Сейсмоприемники, содержащие в своем составе колебательные системы, не могут использоваться в спектральной сейсморазведке, так как электрический сигнал, снимаемый с такого сейсмоприемника, будет иметь частоту, отличающуюся от той, которая имеет место в точке контакта сейсмоприемника с грунтом. И, в результате, если мы захотим использовать этот сейсмоприемник в составе аппаратуры спектральной сейсморазведки, мы получим спектральные искажения и, соответственно, информацию, не соответствующую геологическому объекту.
   В общем, было понятно одно. Сейсмоприемник, используемый в спектральной сейсморазведке, не должен иметь собственных частот. Но как это сделать? Во-первых, материалы, используемые при изготовлении сейсмоприемника, должны быть из ряда оргстекла (полиметилметакрилата). Из оргстекла можно изготовить что угодно, и здесь проблем нет. Но ведь и сам чувствительный элемент должен быть из ряда оргстекла. Пьезокерамика, к сожалению, относится к ряду стекла...
   В начале 80-х годов в журнале "Наука и жизнь" появилась статья, в которой сообщалось, что японцы создали пьезопленку, которая по акустическим характеристикам находится в ряду оргстекла. На наше счастье, такая пленка выпускалась и в Ленинграде, на заводе "Пластполимер". Таким образом, была решена проблема сейсмоприемников для спектральной сейсморазведки.
   К сожалению, на сегодняшний день пьезопленка перекочевала в разряд закрытых разработок, и для изготовления сейсмоприемников приходится добывать пьезопленку в других странах.
  

12. О ПРАКТИЧЕСКОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ССП

  
   За более чем 30-летний период использования спектральной сейсморазведки этот метод показал возможности, которыми не может похвастаться ни один геофизический метод. Во-первых, этот метод создавался в ходе поиска средств прогнозирования внезапного обрушения горных пород в шахтах. Думаю, что уже нет никого из тех людей, которые поручили мне создать метод прогнозирования обрушения пород в шахтах. А то бы я им мог доложить, что метод этот создан и неоднократно опробован в различных условиях.
   Как оказалось, обрушения пород происходят в ЗТН. Для того, чтобы найти эти объекты в шахтах совершенно необязательно спускаться под землю. Достаточно пройти по поверхности Земли профилем над горной выработкой, и обнаруженные ЗТН будут центрами зон разрушения под землей. Мною были пройдены 6 профилей над шестью штреками шахты Листвяжная, и при этом было обнаружено 6 центров обрушения пород. Первые 5 профилей были пройдены уже когда обрушения произошли. 6-й профиль был пройден, когда трека еще не было, но руководство шахты не сообщило проходчикам о том, что на их пути будет зона обрушения, и три проходчика там погибли.
   Больше мы такую работу не осуществляли, так как решением Минуглепрома мне было запрещено работать на шахтных полях.
   При обследовании участка, на котором должен был строиться дом с адресом СПб, ул.Замшина д.31 корп. 4 мы предупредили о том, что дом, построенный в этом месте, будет разрушаться. При желании можно посмотреть на этот дом на рис.9.
   Мы проверяли метод ССП при поисках алмазных месторождений. В Архангельской алмазоносной провинции мы обнаружили уже известную трубку Пионерская, информацию о которой нам дали для проверки наших возможностей, а также еще одну трубку, которая была еще неизвестна. На это у нас ушел один день.
   К сожалению, результаты наших прогнозов не принимаются во внимание, поскольку метод ССП официально не принят. Но это не страшно, ведь такова судьба всех новых разработок.
   Как оказалось, наш метод поиска воды является уникальным, и находит широкий спрос как в нашей стране, так и в других странах...
  

ЛИТЕРАТУРА

      -- Кун Т.С. Структура научных революций.
   2. Гликман А.Г.Физические эффекты, свойства и закономерности в акустике newgeophys.spb.ru
   3. Ларин В.Н. Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли).М. "Агар" 2005, - 248 с., табл., илл.
  
   Непосредственная кровля - это первый слой горных пород от угольного пласта. Тот, что залегает непосредственно над головами шахтеров.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"