СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЕРАРХИЧЕСКОГО РЯДА РАЗМЕРОВ КОМПОНЕНТОВ ЛИТОСФЕРЫ ЗЕМЛИ Российский патент 1998 года по МПК E21C39/00 G01S11/00 

Изобретение относится к геофизике, в частности к способам определения размеров компонентов обломочной фракции, средних и крупных геоблоков и плит земной коры.

Аналог, содержащий сведения по установлению размеров компонентов земной коры, не обнаружен.

Задача изобретения - повышение информации о строении и состоянии литосферы Земли.

Сущность изобретения заключается в разработке комплекса операций по определению размеров естественных компонентов литосферы Земли по параметрам их фотонной эмиссии в радиодиапазоне.

Новизной является то, что впервые найден экспериментальный бесконтактный способ определения размеров геоблоков в натурных условиях. Способ осуществляется с помощью переносного прибора, измерителя фотонной эмиссии, включающего регистратор и антенну, предназначенную для регистрации электромагнитных волн в широком диапазоне частот. Способ определения иерархического ряда размеров компонентов литосферы Земли выполняется в следующей последовательности. Сначала по картам геологических разрезов шахтного поля изучают трещины и разрезы, пересекающие массивы горных пород. Затем исследуют их известное блочное строение. После этого выбирают горную выработку, пройденную через блоки с наибольшим разнообразием их размеров. Далее путем визуальных исследований и замеров определяют расстояния между трещинами, разрывами и размеры известных блоков. После чего изучают положение геоблоков относительно проходящей через них горной выработки. Результаты исследований систематизируют в виде таблиц и схем. Затем регистрируют фотонную эмиссию вдоль горной выработки на самой низкой частоте, например 2 • 10⁴ Гц, 3 • 10⁴ Гц, 5 • 10⁴ Гц (6•10³м), находят участок выработки с наибольшей активностью излучения и определяют его длину измерениями вдоль выработки (как длину активного участка). Эксперименты несколько раз повторяют. Затем ведут регистрацию интенсивности фотонной эмиссии на других участках, например 2 • 10⁴ Гц, 3•10⁴ Гц и 5 •10⁴ Гц (6 • 10³ м). Радиусы блоков определяют по формуле

где
r_{об.расч} - расчетный радиус объекта (блока);
- длина волны регистрируемого фотона (C - скорость света в вакууме, ν_реч - частота регистрируемого фотона);
860 - постоянная величина.

Экспериментальные и расчетные размеры наиболее компактных по геометрической форме блоков, центры которых примерно совпадают с осью горной выработки, приведены в таблице.

Способ осуществляется с использованием измерителя фотонной эмиссии, изготовленного для регистрации электромагнитных волн в радиодиапазоне. Измеритель состоит из антенны, радиочастотного кабеля и регистратора. Электрические параметры антенны, радиочастотного кабеля и входной части регистратора согласованы для регистрации фотонов в диапазоне опорных частот 5 • 10³ Гц, 1 • 10⁴ Гц, 2 • 10⁴ Гц, 3 • 10⁴ Гц, 5 • 10⁴ Гц и 1 • 10⁵ Гц.

Экономический эффект - социальный, заключающийся в повышении научного уровня прикладных наук и безопасности ведения горных работ.

Использование: в геофизике для определения размеров компонентов обломочной фракции, средних и крупных геоблоков и плит земной коры. Сущность изобретения: способ определения иерархического ряда размеров компонентов литосферы Земли характеризуется тем, что регистрируют интенсивность и частоту электромагнитного излучения горных пород на исследуемом участке массива в радиодиапазоне вдоль горной выработки, пройденной через геоблоки с наибольшим отличием по своим размерам. При этом выбирают из них компактные по геометрической форме, центры которых совпадают с осью горной выработки с наибольшей интенсивностью излучения. Определяют длину волны излучения и уточняют размер геоблока, разделив длину волны регистрируемого излучения на постоянный коэффициент, равный 860. Благодаря этому повышается информативность способа. 1 табл.

Способ определения иерархического ряда размеров компонентов литосферы Земли, характеризующийся тем, что регистрируют интенсивность и частоту электромагнитного излучения горных пород на исследуемом участке массива в радиодиапазоне вдоль горной выработки, пройденной через геоблоки с наибольшим отличием по своим размерам, выбирая из них компактные по геометрической форме, центры которых совпадают с осью горной выработки с наибольшей интенсивностью излучения, и определяют его длину, затем определяют регистрируемую частоту с ее помощью и уточняют размер геоблока, определяя его из формулы

где r_{об.расч} - расчетный радиус объекта (геоблока);
длина волны регистрируемого фотона (c - скорость света в вакууме, ν_рег - частота регистрируемого фотона);
860 - постоянная величина.