Способ горной разведки Советский патент 1930 года по МПК G01V3/12 

Предлагаемое изобретение касается способа и устройства для горной разведки и .состоит в том, что по амплитуде электромагнитной волны, отраженной от поверхности раздела каждых двух соприкасающихся не электропроводных слоев, судят о скорости распространения- электромагнитных ВОЛН в более глубоком кз указанных слоев, что позволяет судить о физических и химических свойствах пород более глубокого слоя. Для осуществления указанных целей предлагается устройство, в котором применен передатчик со складной рамочной антенной, изаленением площади которой производится настройка.Для предотвращения излучения в направлении, противоположном изысканий), рамка снабжена металлическим экраном.

На чертеже фиг. 1 изображает схему преломления и отражения электромагнитных ВОЛН в разных слоях земли; фиг. 2- перспективный вид раскрытой складной рамки; фиг. 3 - вид этой рамки сбоку; фиг. 4 - перспективный вид ее в закрытом состоянии; фиг. 5 - вид сбоку в одном из видоизмененных положений при настройке.

Исходя из нижеследующих известных положений, определяют скорость электромагнитной ВОЛНЫ и на основании этого

судят о характере и составе полезных ископаемых.

1.Электромагнитная волна при переходе из одной среды в другую, во-первых, частично преломляется, и, во-вторых, изменяет свою скорость. ЕСЛИ д - УГОЛ падения волны, Ъ-угол преломления, Fj - скорость распространения волны в первой среде и F2 - во второй, то

sin аFI

sin b

2.При переходе электромагнитной ВОЛНЫ из одной среды в другую часть ВОЛНЫ сражается и угол падения равняется углу отражения L 0 LC.

3.А -А-1 , где AZ - амплитуда

отраженной волны, а -4i - амплитуда падающей ВОЛНЫ, FI и V скорости ВОЛНЫ

в соответствующих средах./

2 V,

AI 1Де AZ - амплитуда

Js - У 1- у 2

обознапреломленнои волны, остальные чения прежние.

Пусть какой-либо источник электромагнитных ВОЛН А (фиг. 1), помещающийся на земле, будет излучать энергию в определенном направлении, например, под L 25° по направлению к перпендикуляру земной поверхности.

Электромагнитная волна с амплитудой колебаний AI при переходе в землю в точке К частью преломится под некоторым углом Ь и пойдет по другому направлению KKj, а частью отразится от земной поверхности и пойдет по направлению КБ под углом, равным углу падения. Измерив амплитуду A-f отраженной волны, а также первоначальную амплитуду AI волны, определяет амплитуду колебания Аволны, которая пошла в земную почву ,-А2.

По известной формуле определяют скорость распространения электромагнитной волны в данной почве, а именно:

А FI

V; . ;-; FI скорость электрома2Ai - Ja

тнитной волны в воздухе 300.000 км в секунду.

sm а FI

Но формуле 1 -.-г -1г-вычисляется 6 7о

угол Ъ, т.-е. угол преломления волны, и таким образом определяется направление волны в земле (КК),

Направление преломленной волны А S точке преломления lij определяется из чертежа, и угол преломления при выходе волны из земной среды будет равен первоначальному углу падения при входе волны в землю, т.-е. будет равен 25° в данном примере.

Точка -ЙГз находится в одной плоскости с перпендикуляром Oi,.Очевидно, что для нахождения точки Jia по направлению, показанному стрелкой, надо передвигать приемную рамку и, найдя точку К, измерить амплитуду колебаний А,

Зная амплитуду А и измерив амплитуду -45, можно вычислить амплитуду А и по уже известной формуле определить скорость распостранения электромагнитной волны в неизвестной среде с хорошо проводящей способностью. По ско;рости FX находим из соответствующих таблиц характер и состав руды. Перпендикуляр GI, KI определяет глубину залежи руды и легко определяется из прямоугольного треугольника.

Если дальше на пути следования волны ((напр, падающая волна в точке /ij) встретится плохо проводящий слой, тогда в точке KI волна преломится: направление волны, преломленной с аплитудой Aj, и волны, отраженной с амплитудой А, определяется способом, указанным ранее. Процесс определения месторождений полезных ископаемых сводится:

1)К измерению и вычислению амплитуд колебаний основной отраженной, преломленной и падающей электромагнитной волны в точках К, К, К- и т. д.

2)К измерению на поверхности земли расстояния между точками К, KI, К2 и т. д.

3)К определению углов преломления.

4)К вычислению скорости распространения электромагнитной волны в разных средах.

5)На основании скоростей определяется состав и содержание по линии ископаемых при помощи заранее составленных таблиц (зависимость скоростей распространения электромагнитных волн от постоянных среды).

В качестве антенны передатчика в устройстве для горной разведки применена складная рамка, изменением площади которой производится настройка, а для предотвращения излучения в одном из направлений применен скрепленный с рамкой металлический экран.

Для приема отраженных сигналов передатчика может быть применена катушка волномера.

В устройстве, предназначенном для осуществления предлагаемого способа применена складная рамочная антенна, имеющая опору в виде шестиугольника (фиг. 2), выполненного из деревянных планок, имеющих шарнирное соединение между собой в местах а, а , б, б, с, с, д, с), е, el, в, в . Рамка поддерживается спицами на оси 2, снабженной на одном конце ручкой 3, а в средней своей части - деревянным маховичком 4, на который при вращении ручки наматывается антенный канатик 5, связанный с отдельными планками. При вращении оси складную рамку можно открывать прямо из первоначгиьного положения (фиг. 4), она принимает форму шестиугольника, что дает возможность производить настройку, так как соответственно положению шестиугольной опоры изменяется I площадь рамки, на которую натянут антенный канатик. На основной пластинке 10 рамки, обычно устанавливаемой на ркладной подставке 13, устроен переключатель 11 на несколько групп витков; включением одной или нескольких групп этих витков можно менять диапазон волн. Рамка имеет подставку 13 и может в ней поворачиваться на 360° для ориентирования излучаемых электромагнитных волн. После настройки антенны для закрепления шарнирного шестиугольника в определенном положении применен храповичок с собачкой 3, расположенной под ручкой на оси 2Катушки волномера, применяемьш для приема, должны быть устроены так, чтобы для приема электромагнитнь1х волн, они могли бы принять любое положение как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.

Предмет патента.

1. Способ горной разведки при помощи ориентированных электромагнитных волн, отличающийся тем, что по амплитуде электромагнитной волны, отраженной от поверхности раздела каждых

двух соприкасающихся на электропроводных слоев, судят о скорости распространения электромагнитных волн в более глубоком из указанных слоев, с целью определения по этой скорости физических и химических свойств пород более глубокого слоя.

2.Для осуществления охарактеризованного в п. 1 способа устройство для горной разведки при помощи ориентированных электромагнитных волн, отличающееся применением в качестве антенны передатчика складной рамки, имеющей опору в виде шарнирного шестиугольника, укрепленного при помощи спиц на оси, снабженной маховичком 4, позволяющим производить настройку изменением площади рамки складыванием шестиугольной опоры, каковая рамка скреплена с металлическим экраном, предотвращающим излучение в одном из направлений, и укреплена на складной подставке 13, при чем с рамкой скреплен переключатель 11 для включения разного числа витков.

3.При охарактеризованном в п. 2 устройстве применение в качестве приемной рамки катушки волномера.

Фиг.,в ,А

ФипЗ

Фиг2

13

А

-ФигЛ