Способ шахтной электроразведки геологических неоднородностей, не вскрытых горными 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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) :(51)5 G 01 У 3 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2i) 3764525/24-63 (22) 02.07.84 (46) 23.02.90. Бюл. № 7 (71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Ю.Г.Мясников и В.Ф.Иатюшечкин (53) 580.837:551.243:622.33.012.2 (088.8) (56) Трофимов И.Г. и др. Внедрение методов шахтной электроинтроскопии для разведки нарушений угольных пластов. — Уголь, 1982, ¹ 11, с . 37-38, 2 (54) СПОСОБ ИАХТНОИ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

ГЕОЛОГИЧЕСКИХ НЕОдпОРОДНОСТЕЙ, HF.

ВСКРЫТЫХ ГОРНИИ ВЫРАБОТКМЯ (57) Изобретение относится к геоэлектроразведке и предназначено для изучения геологического строения, преимущественно угольных месторождений из горных выработок. 1(ель 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 питаю- д щей установки, равных расстоянию между выработками. 4 ил.

1545180

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

Цель изобретения - повышение про" изводительности, точности. и упрощение интерпретации измерений.

Па фпг. 1 показана система зазем, ления электродов в выработках на

, фиг. 2 — пример реализации способа, на фиг. 3 — графики потенциала однородного электрического поля в присутствии аномального объекта в форме ша-;

15 ра, 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 вьгработок, равной d питающие электроды А,, В. приемные электроды М1,М, „,N,N переме> щаемую систему электродов А1>М „,N „с ша- 25 .гом dX,систему электродов В.N,N, заземляемую в бесконечности.

На фиш. 2 показан пример реализации способа — результаты математического моделирования способа в присутствии шаря при перемещении системы электродов с шагом дХ == 0,2d для отношения удельных электрических сопротивлений среды и шара р, / 1>, =. 5 .(1,2 — горние выработки, 3 — аномальный шар (О,, 0 „, Оз) между выработка— 35 ми при d = 0.5I.).

На фиг. 3 изображены. графики 4 и

5 потенциала однородного электрического поля в присутствии шара (при за. землении питающего и приемного электродов в разных выработках) соответственно при Z 0,5I Z = 0,5L„

Z, -= 0,25L, Е = 0,75I.> Z, = 0,75L, Е = 0,25L.

На фиг. 4 изображены графики 6-8 потенциала электрического поля над шаром (при заземлении питающего и .приемного электродов в одной выработке) соответственно при Е =- 0,75I., - "1

Е = 0,25L, Е, = 0,5I, Z =. 0,5I., 25L

Способ осуществляют следующим образом.

В выработке 1 (например, в конвейерном штреке) заземляется один из пи- 55 тай>цих электродов А „,, а другой— электрод  — заземляется в бесконе-,йости на расстоянии, превьш>ающем пять расстояний L до другой выработки 2 (например, вентиляционного штрека). Приемные электроды N и M за1 земляются на расстоянии 1. от электрода А, соответственно в выработках 2 и 1, приемные электроды N и М относятся в бесконечность на расстояние, превышающее 5L от электродов М

> и И, а также от электрода В, при

> ° этом электроды N u N можно заземлять в общей точке.

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

Ly, U = — — >

4 Р 1. где I — ток в питающей линии А,В, р — среднее удельное электричесо кое сопротивление среды, оп. ределяемое предварительно выполнением параметрических измерений в пределах исследуемого участка, L — расстояние между питающим и приемным электродами.

Зятем система электродов А,М „И, переносится на расстояние дХ, равное

1/4d, и заземляется н новом положении А М М, Производится измерение ! потенциала в точках Н < и N и снова перенос на расстояние д Х и заземление системы электродов в положении !

A N М и т.д. до положения системы электродов А„И„М „, 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 о6работке материалов измерений принимается разность:

0>н П изм Up .+где U „„ — величина потенциала аномалии наблюдаемого поля;

5 15451

U — величина потенциала измеффэ рф ренного поля;

Uð — расчетная величина потенциала нормального поля, +hV — вариации потенциала измеренного поля.

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

Предположим (фиг. 2), что объектом поиска является нарушение угольного пласта или рудное тело с отличным от вмещающей среды удельным электрическим сопротивлением, Аорма которого аппроксимируется шаром. Тогда измерения вдоль выработки 1 представляют собой график потенциала электропрофилирования потенциальной установкой 20 над шаром, а график потенциала, измеренный в выработке 2, является графиком искажения шаром потенциала однородного электрического поля. В случае совпадения центров выявленных аномалий на обоих графиках (графики 4, 7 и 5. 6) на Аиг. 3 и 4 однозначно определяется наличие шара в интервале между выработками. При этом глубина расположения шара от выработки, в которой измерен потенциал однородного поля, определяется по Аормуле

0 126

R=05I., — 5 ) ,+ г, 0,5I. /0,f05= з

055L

Ео ч - .Х

40

3 1А! о

50

Способ шахтной электроразведки геологических, неоднородностей, не

,вскрытых горными выработками, вклю1 чающий приведение электропросвечнвания между двумя ппастовыми выработками при синхронном перемещении пи55 где Х0 — координата экстремума экранных точек относительно координаты Х,— координаты аномального значения потенциала измеренного.поля, а радиус шара по формуле где (А) — полная амплитуда аномалии, К = — коэффициент отрниенин от фР Р0 о 5 ф шара (в предположении, что расстояния от центра шара до питающего и приемного электродов приблизительно равны).

Для условий примера на фиг. 2

= -0,6L, X = 066 (X = О), .=, - - 0,6L = 0,8!5 0,6L = 0,489I.

0,5? .

0,5L 0,47 = 0,235I, = 0,251..

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 заАиксирована аномалия электрического поля.

Оптимальный шаг перемещения системы электродов должен выбираться исходя из надежного выделения аномалии на граАике однородного электгического 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/Зй, 1/4d, 1/5d в зависимости от диаметра шара, тогда как экранные точки, используемые при интерпретации, выделяются четырьмяпятью точками при шаге перемещения 1/5d. 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 пятьюшестью 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

1545180

Ссставитель Г.Старостина

Техред А.Кравчук Корректор О.!!ипле

Редактор Е,(!апп

Заказ 489 Тираж 413 Подписное

ЗНИИПИ Государственногc) комитета IIo изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

У

\о1

Производственно-пздагельск,п ко@и:..", Патент, г. Ужгород, ул. агарьна, !О тающей и приемной установок, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения .производительности, точности и упрощения интерпретации измерений, нри каждом положении питающей

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