Способ геоэлектроразведки

 

Изобретение относится к электроразведочным работам в условиях вертикально-слоистых разрезов. Способ позволяет повысить производительность труда путем измерения направления блуждающих токов промьшшенной частоты в районах размещения горнопромышленных предприятий. Измеренные направления сравнивают с базисными направлениями, за которые принимают среднее статистическое из всех измеренньпс направлений токовых линий.. По результатам сравнений определяют приращение проводимости горных пород, места контактов горных пород и их простирание на местности. 2 ил. Q (Л ts) СО О5 Nj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 V 3/08

ГОСУДАРСТЗЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,"" „., К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ - ... - Мо „

{21) 3791484/24-25 (22) 19.09.84 (46) 07.06.86. Бюл. Ф 21 (71) Институт геофизики Уральского научного центра АН СССР (72) Г.В.Астраханцев, Н.В.Бобровников и И.Э.Гаврилова (53) 530.837(088.8) (56) Электрораэведка. Справочник геофизика. М.: Недра, 1980, с. 261.

Хмелевский В.К. Основной курс электроразведки. ч. 1, МГУ M., 1970, с.. 190-220.

Метод переменного естественного электрического поля. Методическое руководство. Л.: Недра, 1973, с. 1014, 42-57, 94-109.

Титлинов В.С. Индукционное электромагнитное зондирование при поисках рудных месторождений. Методические рекомендации. УНЦ АН СССР, Свердловск, 1979, с. 82-86, „„SU,» 1236404 А1 (54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ (57) Изобретение относится к электроразведочным работам в условиях вер- тикально-слоистых разрезов. Способ позволяет повысить производительность труда путем измерения направления блуждающих токов промьппленной частоты в районах размещения горнопромышленных предприятий. Измеренные направления сравнивают с базисными направлениями, за которые принимают среднее статистическое из всех измерейных направл ений токовых линий. По результатам сравнений определяют приращение проводимости горных пород, места контактов горных пород и их простирание на местности. 2 нл.

4 12364

Изобретение относится к способам геоэлектрической разведки, основанным на изучении блуждающих перемен— ных электрических полей, и может быть использовано при выполнении

5 электроразведочных работ в условиях вертикально-слоистых разрезов.

Цель изобретения — повышение производительности геаэлектрических исследований в районах с интенсивными промышленными помехами.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для измерения направлений токовых линий в среде на фиг. 2 — результаты измерений па профилю.

Устройства содержит электроды и 2 для измерения ортогональных компонент электрического поля (E„,Е ) относительно общего электрода 3, потенциометр 4, суммирующий резистор S, интегрирующий микровольтметр б, усилитель 7, интегратор 8, индикатор 9 нуля, мгновенное направление

10 тока по отношению к измеритель- 25 ным электродам

На фиг. 2 изображены профиль II измерений (в плане), пункты измерений и соответствующие отрезки 12-16 токовых линий, пересекающих профиль наблюдения, кривая )7 изменения параметра tg по профилю, геологический разрез 18 по профилю 11, рудная зона 19, проводящие рыхлые отложения 20.

В предлагаемом способе исследу35 ются особенности распространения электрических полей, вызванных деятельностью промышленных предприятий, которые создают помехи гри всех дру4О гих способах измерений. Эти поля названы полями блуждающих токов промышленной частоты,.или полями техногенных токов. В излучаемых полях выделяют повторяющуюся (регулярную) часть и изменяющуюся часть (флуктуации). Считают, что флуктуации характеризуют промышленный объект, порождающий техногенные токи и в предлагаемом способе их не используют.

Регулярную часть связывают с особенностями геоэлектрического строения земной коры на основе следующих представлений: в реальных условиях вертикально-слоистой среды существует анизотропия проводимости, т.е. вцоль 55 некоторого направления, совпадающего C направлением простирания пород повышенной проводимости, существуют

Ь|„-4d„C (i ) (2) за счет ее уменьшения в окружающих породах. При этом токовые линии будут концентрироваться в объеме с повышенной проводимостью. Полный вектор плотности тока в точке К можно представить как сумму векторов

j Ä вЂ” совпадающего с обшрлм направлением простирания пород и gj — coa— падающего с направлением приращения проводимости

+ ф )

> = „+ „. (3)

Разложим вектор gj, на две проекции: одну 4 1„ по направлению вектора j Ä, другую на перпендикуляр к этому направлению 4 1 . При этом 1„„

K f1 может быть определена как )„= «1 а псу„, (4) где ц „ — угол между направлением простирания пород и вектором.

Отсюда

Ь1 „„45K

1.1к о ьбк абк-6к tgqÐ,. (5) 04 2 более благоприятные .условия для распространения .тока, чем вдоль другого направления, пересекающего породы высокого сопротивления. Изучая и сравнивая направления токовых линий (векторов тока) по поверхности участка исследований, можно определить и менения направлений векторов тока, отражающие изменения проводимости вдоль поверхности участка. Так, если изучаемая площадь находится на расстоянии r от объекта, порождающего поле, большем, чем изменение этого расстояния 4r в пределах участка, т.е. grc

t (j ) =E (б) Е (з.а), (1) где f(j) — функция вектора распределения тока;

Г(6) — скалярная функция распре— деления проводимости.

Если в объеме горных пород вблизи пункта измерения К имеет место увеличение проводимости, то в этом объеме будет повышение плотности тока

1236404

Значение тангенса угла отклонения токовых линий от направления простирания пород характеризует приращение проводимости, что позволяет выделять на общей площади участки пород пониженного сопротивления. Направление по профилю наблюдений, совпадающее с направлением возрастания уг ла ц, есть направление увеличения к проводимости пород. 10

Измерительное устройство (фиг.1) собрано таким образом, что электрод

1 соединен с первым неподвижным контактом потенциометра 4, электрод 2—

Ф с вторым неподвижным контактом, а подвижный контакт соединен с суммирующим резистором 5 и входом интегрирующего микровольтметра.б, состоящего из последовательно соединенных усилителя 7, интегратора 8 и индикатора 9 нуля напряжения, общий провод микровольтметра соединен с вторым выводом резистора 5 и общим электродом 3 измерительной установки.

Часть устройства, включенная между измерительными электродами и входом микровольтметра, представляет собой

I сумматор на резисторах, где R4—

II верхняя часть потенциометра, К4— нижняя часть потенциометра К вЂ” сумgo мирующий .резистор. Интегратор 8 исключает влияние флуктуаций на результаты измерения.

Направление токовой линии определяется на основе следующего. Ток, протекающий вддль линии 10 (фиг.1), наводит на электродах 1 3 разность потенциалов

01= — f g Psin q„, (6) а на электродах 2 и 3, ориентирован40 ных по простиранию пород

У = Я,созц„. (7)

На резисторе R происходит алгебраическое сложение токов, возникаю-. щих от этих разностей потенциалов.

Поскольку U и U> противофазны, противофазны и токи в сумматоре, следовательно есть такое положение движка потенциометра 4, при котором результат сложения равен нулю.

Х К З+L2 В5 0 Т, +> 0 > (8) где (9) 4 б)

2 2 4 (10)

Из (8), учитывая (б), (7), (9) и (10), получаем (!

=arctg(- — -), 1 4+ (1 1)

R +R5

II гДе К4+К =К4.

Величина может быть непосредк ственно найдена по положению подвижного контакта потенциометра, если с ним связана шкала, проградуированная в угловых мерах.

Приведенные результаты практических измерений (фиг. 2) по профилю, выбранному вкрест простирания пород, показывают, что токовые линии имеют направление, близкое к известному направлению простирания пород. График 17, отражающий изменение тангенсов угла фк, коррелирует с из— вестным изменением проводимости по профилю, где в левой части разреза повышение проводимости связано с влиянием рудной зоны, а в правой части — с влиянием наносов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ геоэлектроразведки, основанный на измерениях электрических полей переменного тока по системе параллельных профилей, по которым определяют простирания контактов горных пород различной проводимости, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда в районах с интенсивными промышленными помехами, измеряют направления токовых линий блуждающих токов промышленной частоты, измеренные направления сравнивают с базисным направлением, причем за базисное направление принимают среднее статистическое из всех измеренных направлений токовых линий, по результатам сравнения определяют приращение проводимости горных пород, а по.известным изменениям проводимости судят о наличии контактов горных пород и их простирании.

1236404

tPuz 7

Составитель Л. Воскобойников

Редактор Н.Тупица Техред М.Моргентал Корректор О.Луговая

Заказ 308б/48 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

313035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4