
8.4. Podzemno-skvazhinnye metody elektrorazvedki
8.4.1. Obshaya harakteristika podzemno-skvazhinnyh ili ob'emnyh metodov elektrorazvedki.
Podzemno-skvazhinnye metody elektrorazvedki prednaznacheny dlya izucheniya prostranstv mezhdu gornymi vyrabotkami, skvazhinami i zemnoi poverhnost'yu, t.e. dlya resheniya geologorazvedochnyh zadach v trehmernom ob'emnom prostranstve. V nih primenyayutsya bol'shinstvo elektromagnitnyh zondirovanii i profilirovanii (sm. 8.2.2, 8.2.3 - 8.3.2, 8.3.3). Odnako osobennosti izmerenii v gornyh vyrabotkah i skvazhinah trebuyut primeneniya special'noi apparatury, metodiki, teorii i priemov interpretacii. Krome togo, blagodarya vozbuzhdeniyu polya vblizi obnaruzhennyh poleznyh iskopaemyh uvelichivayutsya anomalii, kotorye imi obuslovleny. Eto pozvolyaet vypolnyat' prosvechivanie massivov gornyh porod. Podobnye ob'emnye issledovaniya povyshayut glubinnost' i effektivnost' elektrorazvedki na etapah detalizacionnyh issledovanii shaht i rudnikov dlya dobychi tverdyh poleznyh iskopaemyh. Naibol'shee primenenie oni nahodyat pri razvedke rudnyh mestorozhdenii - kak pri podgotovke, tak i v hode ih promyshlennoi ekspluatacii.
8.4.2. Polyarizacionnye ob'emnye metody.
1. Izuchenie porod i rud, raspolozhennyh v okrestnostyah skvazhin i gornyh vyrabotok, udobno provodit' s pomosh'yu metodov estestvennoi (EP) i vyzvannoi (VP) polyarizacii (sm. 7.1.2). Sistema nablyudenii opredelyaetsya sushestvuyushei set'yu gornyh vyrabotok, skvazhin, vozmozhnost'yu rabotat' na zemnoi poverhnosti. Pri rabotah EP odin priemnyi elektrod ostaetsya nepodvizhnym, a s pomosh'yu vtorogo izuchayutsya potencialy estestvennogo elektricheskogo polya kak po ravnomernoi seti na poverhnosti, tak i vo vseh imeyushihsya skvazhinah i gornyh vyrabotkah s shagom poryadka 10 m. Pri rabotah VP pole mozhet sozdavat'sya na zemnoi poverhnosti ili v skvazhinah, a raznosti potencialov VP izmeryayutsya kak na zemnoi poverhnosti, tak i v gornyh vyrabotkah. Izuchiv ob'emnoe raspredelenie EP ili VP i znaya, chto ob'em anomal'nogo polya primerno v desyat' raz bol'she ob'ema sozdavshih ih rudnyh tel, mozhno poluchit' informaciyu ob ih prostranstvennom polozhenii. Eto vazhno dlya postanovki dal'neishei razvedki mestorozhdeniya, naprimer, bureniya.
2. Na styke mezhdu skvazhinnymi metodami EP i VP voznikli takie geoelektrohimicheskie metody, kak kontaktnyi i beskontaktnyi sposoby polyarizacionnyh krivyh (KSPK i BSPK), chastichnogo izvlecheniya metallov (ChIM) i dr.
Sushnost' KSPK ili BSPK svoditsya k propuskaniyu postoyannogo toka cherez skvazhinu, vskryvshuyu rudnuyu zalezh' ili raspolozhennuyu ryadom s nei. Dlya etogo v skvazhine zazemlyaetsya elektrod A (elektrod V otnositsya v "beskonechnost'", t.e. na rasstoyanie, v 10 raz bol'shee glubiny pogruzheniya A). Postepenno uvelichivaya silu propuskaemogo toka, registriruetsya kontaktnaya raznost' potencialov mezhdu priemnym elektrodom v skvazhine (M) i standartnym elektrodom sravneniya (N), udalennym ot nee. Poluchaemye v rezul'tate rabot polyarizacionnye krivye (grafiki zavisimosti kontaktnoi raznosti potencialov ot sily propuskaemogo toka) harakterizuyut usrednennoe kolichestvo i kachestvo rud.
V metode ChIM postoyannyi tok propuskaetsya cherez
zazemlennyi v zalezh' elektrod A, a vtoroi elektrod V,
nazyvaemyi elementopriemnikom, peremeshaetsya po ravnomernoi seti (s
shagom do 20 x 20 - 50 x 50 m) na zemnoi poverhnosti.
Propuskanie v techenie neskol'kih chasov () toka privodit
k nakopleniyu okolo elektroda V himicheskih elementov vsledstvie
ih elektroliticheskogo privnosa iz rudnogo tela. Izmeryaya s pomosh'yu
metodov himicheskogo analiza massu (
) togo ili
inogo himicheskogo elementa (
), naprimer, svinca, cinka,
medi i dr., nakoplennyh u elementopriemnikov, i znaya
, mozhno
postroit' geoelektrohimicheskii godograf (grafik zavisimosti
ot
). Poluchiv podobnye godografy na vseh
tochkah nablyudeniya i postroiv karty m (dlya
= const), mozhno
po maksimumam na nih vyyavit' epicentry rudnyh zalezhei togo ili inogo
sostava, a po
ocenit' ih ob'emy.
8.4.3. Metod zaryazhennogo tela.
Metod zaryazhennogo tela (MZT) ili zaryada (MZ) sluzhit dlya ocenki libo formy i polozheniya rudnyh tel (rudnyi variant MZT), libo napravleniya i skorosti dvizheniya podzemnyh vod (gidrogeologiches-kii variant MZT).
1. Rudnyi variant MZT svoditsya k "zaryadu" s pomosh'yu elektroda A rudnoi zalezhi cherez skvazhinu ili gornuyu vyrabotku postoyannym ili nizkochastotnym peremennym tokom (vtoroi elektrod V otnesen "beskonechno daleko", v 5 - 10 raz dal'she, chem glubina elektroda A). Po zemnoi poverhnosti s pomosh'yu priemnoi linii MN i millivol'tmetrov izuchaetsya raspredelenie potencialov ili gradientov potencialov. V rezul'tate stroyatsya ekvipotencial'nye linii. Tak kak zaryazhennaya rudnaya zalezh' yavlyaetsya prakticheski ekvipotencial'nym provodnikom, s kotorogo tok stekaet ravnomerno, to vokrug nee obrazuyutsya poverhnosti ravnogo potenciala, povtoryayushie formu zalezhi. Poetomu po forme ekvipotencial'nyh linii na zemnoi poverhnosti mozhno sudit' o mestopolozhenii epicentra rudnoi zalezhi, t.e. ego proekcii na zemnuyu poverhnost'.
Detalizacionnym variantom MZT yavlyaetsya metod elektricheskoi korrelyacii (MEK), v kotorom potencialy tochechnogo zaryada v rudnoi zalezhi izuchayutsya ne tol'ko na zemnoi poverhnosti, no i v sosednih skvazhinah. V rezul'tate proishodit "prosvechivanie" celikov porod mezhdu skvazhinami. Po korrelyacii anomalii na krivyh potenciala v sosednih skvazhinah mozhno sudit' o mestopolozhenii v mezhskvazhinnom prostranstve rudnyh tel.
2. V gidrogeologicheskom variante MZT opredelyayutsya
napravlenie i skorost' dvizheniya podzemnogo potoka. Dlya etogo presnyi
vodnyi potok periodicheski podsalivaetsya povarennoi sol'yu. V nem
obrazuetsya "provodyashee" telo iz zony mineralizovannyh vod, kotoroe
dvizhetsya vmeste s potokom. Periodicheski izuchaya na zemnoi poverhnosti
izolinii potenciala, mozhno opredelit', kak ono smeshaetsya. Napravlenie
potoka podzemnyh vod opredelyaetsya po napravleniyu maksimal'nogo smesheniya
izolinii potenciala, a ego skorost' ravna , gde
- maksimal'noe smeshenie izolinii
za vremya
. Gidrogeologicheskii variant MZT interesen
tem, chto dinamiku podzemnyh vod mozhno poluchat' po odnoi skvazhine,
v to vremya kak gidrogeologam dlya teh zhe celei nuzhny 3 - 4 skvazhiny.
8.4.4. Indukcionnoe prosvechivanie.
Dlya obsledovaniya okoloskvazhinnyh prostranstv v celyah obnaruzheniya provodyashih rudnyh tel primenyayutsya razlichnye skvazhinnye elektromagnitnye (indukcionnye) metody, kotorye po fizicheskoi sushnosti, primenyaemoi apparature i principam interpretacii pohozhi na rassmatrivaemye vyshe NChM i MPP (sm. 8.3.6 - 8.3.7). Naibolee izvestnymi skvazhinnymi indukcionnymi metodami, osnovannymi na primenenii nizkochastotnyh garmonicheskih i neustanovivshihsya polei, yavlyayutsya metody nezazemlennoi petli so skvazhinnymi izmereniyami parametrov polya (NPS-AFI, NPS-MPP) i metody skvazhinnogo dipol'nogo elektromagnitnogo profilirovaniya (DEMPS-NChM, DEMPS-MPP).
S pomosh'yu skvazhinnyh induktivnyh metodov vyyavlyayutsya rudnye tela na rasstoyaniyah do 40 - 100 m ot skvazhiny, ocenivaetsya ih elektroprovodnost', a takzhe prostranstvennoe polozhenie.
8.4.5. Metod radiovolnovogo prosvechivaniya.
Dlya izucheniya celikov porod mezhdu vyrabotkami i skvazhinami i vyyavleniya
rudnyh zalezhei ispol'zuetsya takzhe metod radiovolnovogo prosvechivaniya
(RVP). V etom metode v odnoi vyrabotke ili skvazhine ustanavlivaetsya
radioperedatchik, izluchayushii elektromagnitnye volny chastotoi 0,1 -
10 mGc, a v drugih sosednih vyrabotkah ili skvazhinah s pomosh'yu radiopriemnika
izmeryaetsya napryazhennost' polya (sm. 8.1.1). Menyaya mestopolozheniya generatora
i priemnika, mozhno "prosvetit'" porody mezhdu gornymi vyrabotkami
i skvazhinami. V rezul'tate mozhno opredelit' tak nazyvaemyi koefficient
poglosheniya porod vdol' luchei peredatchik-priemnik, kotoryi svyazan
s elektromagnitnymi svoistvami sredy ().
Nalichie horosho provodyashih rudnyh tel privedet k uvelicheniyu zatuhaniya energii i poyavleniyu radiotenei, po kotorym mozhno okonturit' rudnye tela i pravil'no napravit' dal'neishie razvedochnye raboty. Dal'nost' prosvechivanii ne prevyshaet neskol'kih soten metrov.
9. Interpretaciya i oblasti primeneniya elektrorazvedki
9.1. Interpretaciya elektromagnitnyh zondirovanii i osobennosti ih geologicheskogo primeneniya
Kak i v drugih metodah geofiziki, sushestvuyut kachestvennye i kolichestvennye priemy interpretacii elektromagnitnyh zondirovanii (EMZ). Pri kachestvennoi interpretacii vedetsya vizual'nyi analiz materialov, pozvolyayushii ocenit' izmeneniya elektromagnitnyh svoistv v razreze i vybrat' apriornye fiziko-geologicheskie modeli (FGM) dlya posleduyushei kolichestvennoi interpretacii. Kolichestvennaya interpretaciya sostoit iz raschetnoi ili fiziko-matematicheskoi chasti, t.e. resheniya obratnoi zadachi, i geologo-geofizicheskogo istolkovaniya rezul'tatov. Metodologiya, ili teopiya racional'noi interpretacii, dlya vseh metodov EMZ odinakova, a geologo-geofizicheskoe istolkovanie, kak i oblasti primeneniya, razlichaetsya.9.1.1. Kachestvennaya interpretaciya elektromagnitnyh zondirovanii.
Kak izvestno (sm. 7.3, 8.2), v rezul'tate elektromagnitnyh zondirovanii poluchayutsya krivye zavisimostei kazhushihsya soprotivlenii KS ( ) ili polyarizuemostei
ot parametrov glubinnosti PG (
). Pri kachestvennoi interpretacii v rezul'tate vizual'nogo analiza krivyh opredelyaetsya prezhde vsego chislo sloev v razreze. Krivye KS klassificiruyutsya po chislu sloev i sootnosheniyu ih UES. Na ris. 3.4 privedena, naprimer, dvuhsloinaya paletka, na kotoroi imeyutsya krivye s
i
.
Trehsloinye krivye VEZ po sootnosheniyu UES (sverhu vniz) delyatsya na sleduyushie tipy (sm. ris. 3.9): 1) - s minimumom v seredine (
); 2)
- s maksimumom v seredine (
); 3)
- s vozrastayushimi UES (
) i 4)
- s ubyvayushimi UES (
). Na tom zhe ris. 3.9 privedeny vozmozhnye geologo-gidrogeologicheskie razrezy, kotorym mogut sootvetstvovat' eti krivye.
Vyyavlennye v rassmatrivaemom primere elektricheskie
gorizonty (I, II, III) sovpadayut libo s litologicheskimi
granicami (krivaya ), libo s gidrogeologicheskimi (urovnem
podzemnyh vod) (krivye
i
), libo s izmeneniem
fiziko-mehanicheskogo sostoyaniya porod, naprimer, uvelicheniem treshinovatosti,
kotoraya soprovozhdaetsya ponizheniem UES (krivaya
).
![]() |
Ris. 3.9. Tipichnye trehsloinye krivye VEZ: a - grafiki KS, b - geoelektricheskie razrezy; 1 i 2 - litologicheskie i gidrogeologicheskie granicy; 3 i 4 - izvestnyaki massivnye i treshinovatye; 5 - peski; 6 - gliny; 7 - granity |
Prakticheski poluchayutsya mnogosloinye krivye. Im mozhno pridat' bukvennye oboznacheniya teh trehsloinyh krivyh, iz kotoryh sostoit dannaya mnogosloinaya. Primer pyatisloinoi krivoi VEZ-DEZ priveden na ris. 3.10.
![]() |
Ris. 3.10. Pyatisloinaya krivaya VEZ-DEZ tipa ![]() |
Dlya EMZ v garmonicheskom (MTZ, ChZ) ili impul'snom (ZS) rezhimah v obshem nazvannye tipy krivyh sohranyayutsya. Odnako u nih est' osobennosti, naprimer, dopolnitel'nyi ekstremum u levoi asimptoty (ChZ), maksimum u pravoi asimptoty (ZSM) i dr.
Dlya kachestvennoi interpretacii ploshadnyh issledovanii metodom VEZ ispol'zuyutsya karty tipov krivyh, inogda absciss i ordinat tochek peregiba, maksimumov, minimumov. Po profilyam mozhno stroit' razrezy kazhushihsya soprotivlenii (), prodol'nyh provodimostei (
) dlya vyyavleniya horosho provodyashih sloev ili poperechnyh soprotivlenii (
), dlya vydeleniya ploho provodyashih sloev. Pri postroenii etih razrezov po gorizontali prostavlyayutsya tochki VEZ, po vertikali otkladyvaetsya parametr glubinnosti (
), prostavlyayutsya
i provodyatsya izolinii.
Analiz etih materialov pozvolyaet dat' obshuyu harakteristiku i stepen' izmenchivosti geoelektricheskih razrezov v plane i po glubine. Uchastki, gde izolinii na razrezah pochti parallel'ny, yavlyayutsya gorizontal'no sloistymi. Tochki VEZ i DZ na nih mozhno interpretirovat' v ramkah odnomernyh modelei.
Na uchastkah, gde izolinii kruto nakloneny, nahodyatsya kontakty, litologicheskie smeny porod. Krivye VEZ i DZ zdes', kak pravilo, iskazheny i ih kolichestvennaya interpretaciya vozmozhna v ramkah dvuh- ili trehmernyh modelei. Analogichnye karty i razrezy stroyatsya po dannym drugih EMZ.
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |