Materiały konferencyjne SEP 2022

rzędu 1 m i rozdzielczości pomiaru rzędu 10 pico odkształceń (10 picostrains = 10 x 10-12 ΔL/L). Przy ich wykorzystaniu możliwy jest zatem pomiar drgań generowanych w ośrodku gruntowym przez zjawiska o charakterze typowo mechanicznym (drgania, których źródłem jest pękanie skał, drgania pochodzące od wybuchów związanych z eksploatacją złoża, czy drgania celowo powodowane uderzeniami specjalnych urządzeń), ale również np. poprzez przepływa- jącą w sąsiedztwie czujnika światłowodowego wodę, czy inną ciecz. Drgania te charkateryzują się bardzo słabą energią. Nazywamy je drganiami mikrosejsmicznymi, a dziedzinę wiedzy zajmującą się ich analizą – mikrosejsmiką [5]. Proces propagacji drgań sprężystych oraz jego skutki, szczególnie w ośrodku stałym (ale i ciekłym), zależą przede wszystkim od właściwości mechanicznych ośrodka (również jego spękania), w tym stanu (odkształceń) naprężeń i ciśnie- nia porowego. Na skutek przemieszczania się skał oraz ich pęknięć dochodzi m.in . do urucho- mienia procesów infiltracji wód, bardzo często zanieczyszczonych różnymi związkami che- micznymi. Przepływająca woda powoduje powstawanie fal mechanicznych, które mogą być rejestrowane przy wykorzystaniu narzędzi mikrosejsmiki. Ruch cieczy w górotworze zmienia również rozkład jego temperatur, który możemy obser- wować przy wykorzystaniu światłowodowych pomiarów temperatury. Infiltracja wody skutku- je zmianą parametrów mechanicznych ośrodka gruntowego, a w konsekwencji zmianą stanu odkształceń (naprężeń), który możemy analizować wykorzystując światłowodowe pomiary odkształceń. Zanim dojdzie do tąpnięcia, w ośrodku gruntowym następują zmiany rozkładów odkształ- ceń (naprężeń), włącznie z ich redystrybucją powodowaną zmiennością właściwości mecha- nicznych górotworu oraz istniejącymi pęknięciami. Również te zmiany mogą być mierzone przy wykorzystaniu światłowodwych pomiarów odkształceń. 3. PODSUMOWANIE Zastosowanie czujników światłowodowych DFOS, które jednocześnie mogą być wykorzysty- wane do pomiaru odkształceń DSS i temperatury DTS, przy jednoczesnej analizie ich odpo- wiedzi w postaci analiy drgań w technologii DAS, daje zupełnie nowe możliwości. Dotychczas ta wieloaspektowa analiza nie była stosowana w szerokim zakresie mikrosejsmiki, gdyż nie było czujników, które mogłyby być wystarczająco dokładnym narzędziem w różnych zastoso- waniach optyki. Ponieważ współcześnie produkuje się już czujniki kompozytowe, które umoż- liwiają:  analizę rozkładu odkształceń na ich długości z dokładnością rzędu 1 µm/m przy roz- dzielczości geometrycznej rzędu 20 mm,  analizę rozkładu temperatury z dokładnością rzędu 0,5°C przy rozdzielczości geome- trycznej rzędu 20 mm,  analizę fali sprężystej bez zakłóceń spowodowanych poślizgiem warstw czujnika przy rozdzielczości geometrycznej rzędu 1 m, nic nie stoi na przeszkodzie, by połączyć wszystkie znane techniki optyczne DFOS, tj. DSS, DTS i DAS. Takie podejście umożliwia analizę pracy górotworu na znacznie wyższym pozio- mie dokładności. Umożliwia również predykcję pewnych zdarzeń (np. tąpań) dużo wcześniej, niż spowodują one powstanie efektów o charakterze dynamicznym. Czujniki światłowodowe w postaci prętów o dowolnej (liczonej nawet w km) długości po- winny być umieszczane w otworach wiertniczych wykonywanych zarówno z powierzchni te- renu, jak i od strony wyrobiska górniczego. Utworzona w ten sposób siatka czujników umoż-