Способ определения минерального состава рудных тел в массиве горных пород

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА РУДНЫХ ТЕЛ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД, в котором возбуждают в горных породах упругие волны звукового диапазона и регистрируют параметры импульсного радиоволнового излучения горных пород, возникающего под действиея упругих волн, сравнивают параметры радиоволнового излучения с параметрами радиоволнового излучения от рудных тел известного минерального состава и по сравнению этих величин определяют минеральный состав исследуемого рудного тела, отличающийся тем, что, с целью с S повьппения производительности труда, измеряют время возникновения высоко (Л частотных и низкочастотных колебаний в каждом импульсе и интервалы основных энергонесущих частот в спектре каждого импульса, по которым судят о минеральном составе руднЕ)Гх тел. ГС 01 00 4i СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (дц 4 G 01 V 11/00

Му- .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА РУДНЫХ ТЕЛ В МАССИВЕ

ГОРНЫХ ПОРОД, в котором возбуждают в горных породах упругие волны звукового диапазона и регистрируют параметры импульсного радиоволнового излучения горных пород, возникающего под действиея упругих волн, сравнива-, ют параметры радиоволнового излучения с параметрами радиоволнового излучения от рудных тел известного минерального состава и по сравнению этих величин определяют минеральный состав исследуемого рудного тела, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения производительности труда, измеряют время возникновения высокочастотных и низкочастотных колебаний в каждом импульсе и интервалы основных энергонесущих частот в спектре каждого импульса, по которым судят о минеральном составе рудных тел.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

i21) 3406349/18-25 (22) 12.03.82 (46) 02 ° 12.86. Бюл. и 45 (71) Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта (72) Г.А.Соболев, В.М.Демин, В.Ф.Лось и 3-.Ю.Я.Иайбук (53) 550-837 (088. 8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

У 168812, кл. G 01 Ч 11/00, 1963.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Ф 3304 11, кл. С 01 Ч 11/00, 1970.

3 ° Рысс Ю.С. Поиски и разведка рудных тел контактным способом поляризационных кривых. Л.: Недра, 1973, с. 167.

4 ° Авторское свидетельство СССР

У 972453, кл. С 01 V 11/00, 1981.

ÄÄSUÄÄ 1275345 А1

1275345

D 10

А cA ——

4 Ь где А ч

Изобретение относится к физике

Земли и может быть использовано, например, в разведочной геофизике.

Известен способ поиска кварцсодержащих руд, заключающийся в регистрации в пунктах наблюдения сейсмических волн взрыва или удара и электромагнитных сигналов, генерйруемых рудными телами при воздействии на них сейсмической волны и позволяющих проводить поиск кварцсодержащих жил и определять местоположение любого рудного тела — пьезоэлектрика по одному взрыву и его текстуру в естественном залегании. (ij .

Данный способ решает задачи, свя-занные с поиском и анализом только тел, обладающих пьезоэлектрическим . эффектом, однако не позволяет обнаружить и найти тела, не обладающие пье- 2О зоэлектрическим эффектом, и не испо.льзует при регистрации сигналов амплитудно-частотный анализ.

Известен способ (2) геофизической 25 разведки гнезд пьезооптического кварца, заключающийся в регистрации в пунктах наблюдений сейсмических волн и электромагнитных сигналов, генерируемых рудными телами при воздейст- 30 вии на эти тела сейсмической волны, отличающийся тем, что, с целью обнаружения и поиска рудных тел — пьезоэлектриков, по двум измерительным трактам: низкочастотному, пьезоэлект- 5 рическому до 30 кГц и высокочастотному, механеэлектрическому до 3 Игц измеряют времена вступления сигналов на каждом тракте, сравнивают эти, времена и определяют наличие рудного тела — непьезоэлектрика либо по присутствию сигнала в высокочастотном тракте при одновременном отсутствии в низкочастотном, либо по одновременному наличию сигналов в обоих трактах при выполнении условия амплитуда сигнала на входе низкочастотного, пьезоэлект- о рического тракта; амплитуда сигнала на входе высокочастотного, механоэлектрического тракта; расстояние от рудного тела до пункта приема; глубина проникновения электромагнитного излучения на

2 основных частотах в спектре сигнала;

10 — коэффициент пропорциональности, Этот способ позволяет обнаруживать рудные тела, не обладающие пьезоэлекрическим эффектом, но не позволяет отличить один импульс от другого, т.е. не может разделить рудные тела на промышленные и неперспективные.

Известен контактный способ поляризационных кривых (КСПК), сущность которого состоит в том, что через скважину или горные выработки в какой-либо точке. вскрытого оруднения подключают один полюс от внешнего источника тока, второй полюс — к вспомогательному питающему электроду, расположенному во вмещающей среде.

Изменением силы пропускаемого через рудное тело тока осуществляют последовательное возбуждение одной электрохимической реакции за другой на разных минералах. По потенциалам, реакций, сравниваемым с известными эталонными значениями для различных минералов, полученных предварительно в лаборатории, устанавливают минеральный состав исследуемого объекта, а по предельной силе тока судят о количествах минералов и ориентировочных масштабах рудной залежи на этапе( оценки найденных рудопроявлений (3) .

Способ отличается большими техническими трудностями: сложный выбор надежного контакта с оруднением, большие значения тока (и-10 — n ° 100A) и при этом длительность измерений (получения одной поляризационной кривой) составляет от десятков минут до нескольких суток, а при одном заземлении в рудное тело затрачивается несколько рабочих дней. Все это очень усложняет работы этим методом в условиях шахт.

Способ не позволяет исследовать рудное тело без подсечения его скважиной и горной выработкой, ибо необходим контакт с оруднением, он не позволяет изучать одновременно несколько рудных тел, особенно расположеннык вблизи друг от друга.

Наиболее близким к изобретению является способ определения минерального состава рудных тел в массиве горных пород, в котором возбуждают в горных породах упругие волны звукового диапазона и регистрируют пара1275345 метры импульсного радиоволнового излучения горных пород, возникающего под действием упругих волн, сравнивают параметры радиоволнового излучения с параметрами радиоволнового излучения от рудных тел известного минерального состава и по сравнению этих величин определяют минеральный состав исследуемого рудного тела.

На основе амплитудно-частотного 10 анализа электромагнитного тела пьезо-. электрической природы по присутствию в сравнительном спектре, полученном делением спектра пъезоэлектрического сигнала на спектр сейсмического сиг- 15 нала, высоких частот (до 30 кГц) устанавливается наличие кристаллов пьезооптического кварца, находящихся в гнездах (4).

Известный способ распространяется 20 только на кварцсодержащие горные породы, но не позволяет обнаруживать тела, не имеющие пьезоэлектрического эффекта, и тем более разделять по степени их продуктивности, и всегда связан с частотами упругих волн, вызывающих пьезоэлектрические сигналы кристаллов кварца, которые на расстояниях уже 20-30 м от источника не содержат частот более 20-30 кГц. Для 30 разделения горных пород по их минеральному составу необходимы дополнительные исследования.

Целью изобретения является повышение производительности труда. 35

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения минерального состава рудных тел в массиве горных пород, в котором возбуждают в горных породах упругие. волны звукового диапазона и регистрируют параметры импульсного радиоволнового излучения горных пород, возникающего под действием упругих волн, сравнивают параметры радиоволнового 45 излучения с параметрами радиоволно вого излучения от рудных тел известного минерального состава и по сравнению этих величин определяют минеральный состав исследуемого рудного тела, определяют время возникновения высокочастотных и низкочастотных колебаний в каждом импульсе и интервалы основных энергонесущих частот в спектре каждого импульса, по котором су 55 дят о минеральном составе рудных тел.

l.ÿêèì образом гозможно определеНЙЬ минерального состава рудных тел в естественном залегании, вдали от горных выработок, до вскрытия их горными выработками.

Способ определения минерального состава рудных тел в массиве горных пород был опробован на полиметаллических и кварцкасситеритовых месторождениях.

Пример. На одном месторождении были исследованы известные рудные тела следующего состава: сфалерит-галенитовые, пиритовые с небольшим количеством сфалерита 57). Рудные тела этого состава генерировали электромагнитное излучение при взрыве зарядов весом 2-6 кг на расстояниях до 120 м от них при наблюдении сигналов на расстоянии до 160 м. В результате исследований были измерены сигналы от этих рудных тел. время возникновения низкочастотных импульсов в сигналах от сфалерит-галенитовых руд равно t =0,0-0,2 мкс, высокочастотных =2-5 мкс, в пиритовых рудах высокочастотных tö=0,0-0,3 мкс, в низкочастотных t =2-4 мкс. Интервалы основных энергонесущих частот для сфалерит-галенитовых руд составили: высокочастотные f =1,8-1,9 и 2,4"

2,5 мГц, низкочастотные f„ =350

360 кГц. Интервалы основных энергонесущих частот для пиритовых руд с небольшим содержанием сфалерита составили: низкочастотные f =80-150 кГц, |высокочастотные f@ =1,25-1,4 и 2,1,2,3 МГц.

На участках производственных работ было выделено девять аномалий на трех участках, которые были объединены в две группы. В первую группу попала одна аномалия В с параметрамкс t„=0 2 мк

=354 кГц, f =1, 8 и 2, 4 МГц. Во вторую группу попали все остальные восемь ано малий с параметрами сигналов: t6=0 10,3 мкс, t„=2,1-3,6 мкс, f =1,24 и

2,2 — 2,3 МГц, f 90-150 кГц. таким Образом) удалось разд лить геофизические аномалии на промышленные и неперспективные и съэкономить большой объем горных работ и рабочего времени.