Способ шахтной электроразведки геологических неоднородностей, не вскрытых горными выработками Советский патент 1990 года по МПК G01V3/02 

fen

Јь СЛ

Изобретение относится к геоэлект™ роразведке и предназначено для изучения геологического строения преимущественно угольных месторождений из горных выработок.

Цель изобретения - повышение производительности, точности и упрощение интерпретации измерений.

На фиг 1 показана система заземления электродов в выработках} на фиг. 2 - пример реализации способа , на фиг, 3 - графики потенциала однородного электрического поля в присутствии аномального объекта в форме шара; на фиг. 4 - графики потенциала электрического поля над шаром.

Система заземления электродов в выработках (фиг. 1) содержит выработки 1 и 2, аномальный объект (шар) 3 в геологическом строении с проекцией поперечного размера на ось выработок, равной ds питающие электроды А,, В. приемные электродыМ $,М ,,N,N иереме- щаемуго систему электродов ,М1 сша- гом лX,систему электродов В,N,Nr, заземляемую в бесконечности.

На фиш. 2 показан пример реализации способа - результаты математического моделирования способа в присутствии шара при перемещении системы электродов с шагом дХ 0,2d для отношения удельных электрических сопротивлений среды и шара ,f0 / f, 5 (1,2 - горные выработки, 3 - аномальный шар (От, 01} 03) между выработками при d 0,5L}.

На фиг. 3 изображены графики 4 и 5 потенциала однородного электрического поля в присутствии шара (при заземлении питающего и приемного электродов в разных выработках) соответственно при Z1 0,5L, Zj 055L, Z, 0,25L, Z2 0,75L, Z, 0,75L, Zj 0S25L.

На фиг. 4 изображены графики 6-8 потенциала электрического поля над шаром (при заземлении питающего и приемного электродов в одной выработке) соответственно при Z1 0,75L, Ъг 0,25L, Z1 0,5L, Zг 0,5L, Z, 0,25L, Z2 0,75L,

Способ осуществляют следующим образом.

f выработке 1 (например, в конвейерном штреке) заземляется один из питающих электродов A1S а другой - электрод В - заземляется в бесконечности на расстоянии, превышающем

5

0

5

0

5

0

5

0

пять расстояний L до другой выработки 2 (например, вентиляционного штрека). Приемные электроды М1 и М заземляются на расстоянии L от электрода А, соответственно в выработках 2 и 1, приемные электроды N и N относятся в бесконечность на расстояние, превышающее 5L от электродов М и М , а также от электрода В,-при этом электроды N и N можно заземлять в общей точке.

Включением генератора (возможно применение любой переносной электроразведочной аппаратуры) в массиве горных пород создается электрическое поле, потенциал которого равен

--Z&-4-417 L

где I - ток в питающей линии А,В,

о - среднее удельное электрическое сопротивление среды, определяемое предварительно выполнением параметрических измерений в пределах исследуемого участка Ј L - расстояние между питающим и

приемным электродами. Затем система электродов А$ $ переносится на расстояние дХ, равное 1/4d, и заземляется в новом положении . Производится измерение потенциала в точках M/j и и снова перенос на расстояние и X и заземление системы электродов в положении lAjM3M 3 и т.д. до положения системы электродов АПМ„М П, соответствующего концу исследуемого участка. При измерениях ток в цепи питающих электродов поддерживается постоянным. Так как расстояние L на всех точках измерений остается постоянным, на безаномальных участках определяются вариации измеренного поля, обусловленные геологическими и промышленными помехами, например изменчивостью литологии среды вдоль выработки, погрешностью измерений и др. Вариации измеренного поля принимаются за нормальное поле. За величину аномалии При обработке материалов измерений принимается разность:

U

ан ингм - Up ± ли,

где U ак - величина потенциала аномалии наблюдаемого поля;

и

КЭШ

и

tau

51

величина потенциала измеренного поля-, расчетная величина потенциала нормального поляЈ вариации потенциала изме- репного поля.

По результатам измерений строятся графики изменения потенциала вдоль выработок 1 и 2. Анализ выполняют следующим образом.

Предположим (фиг. 2), что объекто поиска является нарушение угольного пласта или рудное тело с отличным от вмещающей среды удельным электрическим сопротивлением, форма которого аппроксимируется шаром. Тогда измерения вдоль выработки 1 представляют собой график потенциала электропрофилирования потенциальной установкой над шаром, а график потенциала, измеренный в выработке 2, является графиком искажения шаром потенциала однородного электрического поля. В случа совпадения центров выявленных аномалий на обоих графиках (графики 4, 7 и 5. 6) на фиг. 3 и 4 однозначно опрделяется наличие шара в интервале меду выработками. При этом глубина расположения шара от выработки, в которой измерен потенциал однородного по

ля, определяется по формуле

.Л

1,3

- координата экстремума экранных точек относительно координаты X , - координаты аномального значения потенциала измеренного поля, шара по формуле

VIAI

2,1 |К|

полная амплитуда аномалии i

коэффициент отражения от шара (в предположении, что расстояния от центра шара до питающего и приемного электродов приблизительно равны).

Для условий примера на фиг. 2 -0,6L, Х3 0.6L (X., 0), Ze

J| -0,6L 0,8150,6L 0,489L -& 0,5L.

я 0,51,

I

0,126

9 1

5f,+ 2Pl

° 42t1Qo J72 -O.SLVoTior- 0,5L-0,47 0,235L я 0.25L.

0

5

0

5

0

5

0

5

O

5

i В случае выделения аномалии на фоне вариации поля только на одном графике и невыделения на другом (график 5 на фиг. 3 и график 8 на фиг. 4) - объект поиска лежит ближе к той выработке, по измерениям в которой зафиксирована аномалия электрического поля.

Оптимальный шаг перемещения системы электродов должен выбираться исходя из надежного выделения аномалии на графике однородного электрического поля. Анализ этой аномалии показывает, что в зависимости от положения первой точки измерений относительно шара аномалия выделяется двумя-тремя, четырьмя-пятью, пятью-шестью, шестью-семью точками при шаге перемещения, соответственно, 1/2d, 1/3d, 1/4d, 1/5d в зависимости от диаметра шара, тогда как экранные точки, используемые при интерпретации, выделяются четырьмя- пятью точками при шаге перемещения . Исходя из этих данных, а также того, что выделение аномалии тремя и более точками является достаточно информативным признаком наличия объекта поиска, оптимальным шагом перемещения системы электродов следует считать шаг, равный 1/4d, обеспечивающий выделение аномалии пятью- шестью точками и экранных точек аномалии тремя-четырьмя точками. Проекция продольного размера объекта поиска на ось выработок, как правило, определяется исходя из предельного размера объекта, выявление которого является экономически целесообразным.

Формула изобретения

Способ шахтной электроразведки геологических леоднородностей, не i вскрытых горными выработками, вклю- чающий проведение электропросвечивания между двумя пластовыми выработками при синхронном перемещении питающей и приемной установок, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, точности и упрощения интерпретации измерений, при каждом положении питающей

установки измерения производят в обеих выработках, причем измерительные установки устанавливают на одинаковых расстояниях от питающей установки, равных расстоянию между выработками.

Изобретение относится к геоэлектроразведке и предназначено для изучения геологического строения, преимущественно угольных месторождений из горных выработок. Цель изобретения - повышение производительности, точности и упрощение интерпретации измерений. При каждом новом положении питающей установки измерения проводят в двух пластовых выработках 1, 2, причем измерительные установки размещают на одинаковых расстояниях от питающей установки, равных расстоянию между выработками. 4 ил.

Фиг.2

фиг.З

фагЛ