Отдел эколого-геофизических исследований

• фундаментальные и прикладные исследования в области прогноза горно-геологических условий отработки угольных пластов с поверхности и в шахтных условиях;
• исследования качества коллекторов и оценка  газоносности угольных месторождений комплексом геолого-геофизических методов с использованием петрофизического и формационного анализа;
• геолого-геофизические исследования негативных природно-техногенных процессов, влияющих на безопасность жизнедеятельности при промышленном освоении геологической среды;
• научно-техническое сопровождение поисков и разведки полезных ископаемых, строительства и реконструкции объектов инфраструктуры горнопромышленного производства;
• разработка специализированной шахтной геофизической аппаратуры в искро- и взрывозащищенном исполнении, допущенной к исследованиям в шахтах, опасных по выбросам газа, угля и породы.

В процессе выполнения фундаментальных научных исследований  разработаны теоретические основы применения шахтной геофизики и методы математического моделирования распределения физических полей в углепородном массиве; осуществлены технико-методические разработки по усовершенствованию шахтой геофизической аппаратуры и дальнейшему развитию методологии шахтной геофизики.

Впервые для угольных месторождений создана методология геолого-геофизического прогноза коллекторов метана, базирующаяся на принципах угольной петрофизики и закономерностях литологической изменчивости объекта исследования. Разработанная методология позволяет по физическим свойствам массива пород, определенным методами разведочной геофизики, выявлять места локального улучшения качества пород-коллекторов и на этом основании проектировать точки заложения и трассы горизонтально-направленных скважин с максимальным дебитом метана.

Также впервые разработаны и опубликованы "Методические рекомендации оценки газоносности угленосных толщ Донбасса на базе формационного анализа" для мобильного и малозатратного определения количественных показателей естественной метаноносности угольных пластов и вмещающих пород на глубинах более 1000 м без необходимости дополнительно бурения геологоразведочных скважин.

В рамках прикладной тематики впервые разработаны 2D, 2,5D и 3D сейсмогеологические, геоэлектрические и геоинформационные модели геологической среды для условий оползневых территорий сейсмоопасных регионов побережья Азовского и Черного морей. С целью существенного повышения эффективности использования 3D-сейсморазведки при прогнозе условий отработки угольных пластов и промышленной добычи газа разработано программное обеспечение для 3D-моделирования процесса распространения сейсмических колебаний в углепородном массиве. Разработан опытный образец шахтной сейсмостанции СШ12К.

В результате выполнения научно-исследовательских и конструкторских работ в рамках инновационных проектов впервые разработаны опытный образец сейсмического аппаратно-аналитического комплекса ААК12 и экспериментальный образец шахтного анализатора электромагнитных импульсов ШАИ-8, предназначенный для выявления участков углепородного массива, потенциально опасных по газодинамическим явлениям. Обе разработки допущены к работам в условиях шахт, опасных по выбросам угля, газа и породы. На базе ШАИ-8 в заводских условиях создана аппаратура РЭМИ, использование которой предусматривается известной системой УТАС.

Комплексные методики и оригинальные разработки отдела были использованы при исследованиях на шахтах и угледобывающих предприятиях Донбасса, России и Казахстана, оползнеопасных территориях  Крыма, Азовского и Черноморского побережья, а также на таких крупных инженерных объектах, как Ингулецкий ГОК, Солотвинский солерудник, железнодорожный мост через реку Амударья в Туркменистане, газопровод Россия-Турция, нефтепровод Восточная Сибирь–Тихий океан, Олимпийские сооружения в г. Сочи.

Коллектив отдела имеет в своем активе более 700 публикаций научных статей, в том числе около 50 зарегистрированных авторских свидетельств на изобретения и патентов  на полезные модели.

1. Основным методом при проведении наземных и шахтных геофизических исследований является сейсморазведка МОВ-ОГТ, КМПВ, и МСП (сейсмопросвечивание угольных пластов). При этом возможно использование 3D-технологий.
2. Для решения определенного круга задач в комплексе с сейсморазведкой или самостоятельно может использоваться электроразведка методом сопротивлений (различные установки электропросвечивания, ВЭЗ, ЭП и др.), ЗСБ-МПП с развертыванием генераторного контура на поверхности земли с размером стороны до 1 км (глубинность исследований при этом достигает 1-2 км), ЕИЭМПЗ с целью оценки геодинамического состояния горного массива.
3. При проведении полевых и подземных исследований применяется современная геофизическая аппаратура:

• сейсмостанция на базе модулей Geode: 6 модулей по 24 канала, в том числе для 3D-сейсморазведки (Geometricx, США);
• сейсмостанция “Лакколит-24” (Россия, Жуковский Московской обл.);
• электроразведочная станция “ERA-MAX” для исследований методами сопротивлений (Россия, Санкт-Петербург);
• электроразведочная аппаратура для импульсной индуктивной электроразведки  методами ЗСБ-МПП “Импульс-Д” (Россия, Новосибирск).

Исследования в горных выработках шахт, опасных по газу и пыли, выполняются специализированной взрывобезопасной аппаратурой, разработанной в РАНИМИ (шахтные сейсмостанции СШ-12К и ААК12,  шахтный анализатор импульсов ШАИ-8, шахтная электроразведочная станция ШЭРС-5М и др.).

4. Для обработки данных используется лицензионное ПО, в том числе:

• RadExPro для комплексной обработки данных морской и наземной высокоразрешающей сейсмики, контроля качества данных 2D/3D сейсморазведки, обработки данных ВСП;
• SPW3 Engineering package для обработки данных 3D-сейсморазведочных наземных и водных исследований, выполненных на специальной аппаратуре;
• ZondRes2d для двумерной интерпретации данных электротомографии методом сопротивлений и вызванной поляризации в наземном, скважинном и акваториальном вариантах;
• Ipi2win для одномерной интерпретации данных вертикальных электрических зондирований;
• Autodesk Autocad для создания приложений с результатами геофизических работ для отчётов отдела; использование топопланов и планов горных выработок для привязки результатов интерпретации.

Шахтными геофизическими исследованиями институт занимается с 1973 года, когда было создано отделение шахтной геофизики, ставшее головным по этому направлению работ. Начиная с 2002 г. научно-методические и экспериментальные исследования в области прогноза горно-геологических условий отработки угольных пластов с использованием геофизических методов проводит отдел эколого-геофизических исследований. Всего на шахтах Донбасса, Украины, России и Казахстана исследовано более 250 выемочных участков, что позволило повысить эффективность и безопасность горных работ. При этом достигнута высокая достоверность прогнозов - от 85 до 90%.

Наземные геофизические исследования, выполняемые институтом и также являющиеся приоритетом научно-методической деятельности ОЭГИ, получили интенсивное развитие с начала 80-х годов прошлого столетия. Эффективность этих исследований, направленных, прежде всего, на безопасность горных работ, научно-техническое сопровождение добычи полезных ископаемых и обеспечение техногенной безопасности строящихся и эксплуатируемых объектов, базируется на их комплексности  (сейсморазведка, электроразведка, магниторазведка, гравиразведка, эманационная съемка и др.), а также на применении современных 2D|3D геолого-геофизических технологий. Всего исследовано более 500 объектов на территории республик бывшего Советского Союза.

На протяжении последних 10-15 лет в условиях имеющейся в ОЭГИ лабораторной базы и на основании изучения опыта современного геофизического приборостроения получила бурное развитие разработка шахтной геофизической аппаратуры. Примеры таких разработок приведены здесь (скачать)