Электроразведка методом сопротивлений - Шевнин В.А.
ISBN 5-211-03303-5
Скачать (прямая ссылка):
Геологическая ситуация
На площади работ наблюдается моноклинальное падение коренных пород каменноугольного возраста на север под углом около 10°. Сверху залегают современные отложения мощностью около 2 м, которые подстилаются слоем суглинков мощностью до 10 м. Ниже располагается аргиллито - алевро-литовая толща мощностью 5 - 10 м. На глубине 8 - 15 м залегает угольный пласт, над и под которым расположен песчаник мощностью около 1 - 2 м.
Методика работ
Работы проводились по методике векторной съемки электрического поля постоянного тока с трехэлектродной установкой. Электрод В относился в "бесконечность". Однако при расчете нормального поля его влияние формально учитывалось, как поле удаленного на определенное расстоя-
ние питающего точечного электрода. Поле электрода А рассчитывалось как поле вертикального линейного электрода, имеющего верхнее и нижнее ограничение в зависимости от уровня воды в скважине.
Измерения проводились по двум профилям (см.рис.4.3.2). При этом профиль 1 располагался севернее дома, профиль 2 - южнее. Шаг по профилю наблюдений составлял 1 м. Длина линии MN - 5 м. Разности потенциалов dUx и dUy измерялись двумя взаимно перпендикулярными линиями MN с учетом знака сигнала в измерительной линии.
Обработка полевых материалов
Обработка велась по следующему алгоритму. Сначала рассчитывались компоненты электрического поля:
Затем производилась нормировка компонент поля для ' учета сферического расхождения тока в однородном полупространстве:
Модуль плотности первичного тока рассчитывался по формуле
В дальнейшем к полученной кривой по профилю для каждого положения источника подыскивалось такое сопротивление среды р, которое обеспечивало минимальную невязку между экспериментальными и теоретическими значениями модуля кажущегося сопротивления:
Ex=AUJMNx; Еу = AUy/MNy.
Р« = E/|J0] .
(14)
P„'H = argmin || р*.
набя
(15)
где
-.тоор
Рк =
= рЧ/Ы0И-
Таким образом рассчитывались аномальные компоненты
кажущегося сопротивления:
-а н _иаба -т«ор
Pk=P1I - Р«
В дальнейшем в каждой точке наблюдения строился вектор аномального сопротивления. Так как влияние первичных питающих электродов в аномальном поле отсутствует, то источником аномального поля являются вторичные заряды, которые индуцируются на поверхностях локальных неоднородностей и на их внутренних границах. Основная идея обработки данных векторной съемки заключается в том, что сближение векторов в плане показывает наличие отрицательных источников, расхождение - положительных источников. Как показывает опыт численного моделирования, при разных положениях питающих электродов высвечиваются разные участки поверхности неоднородности или разные неоднородности. С другой стороны число плюсов не всегда равно числу минусов, так как области стоков и истоков на неоднородностях могут располагаться на разной глубине. В результате часть источников от локальной неоднородности может быть не
11111 і
0 5т
0 2 От.т
1°
• Ю
20
10
• •• •
J
_
• ••••
• -
Рис.4.3.1. Пример векторных построений
видна. И последнее, за счет двумерной площадной взаимозависимости векторов такая съемка позволяет "рассмотреть" объекты, которые расположены на некотором удалении от профиля наблюдений (например под домом или между стволами шахты).
Пример построения векторной диаграммы показан на рис.4.3.1. Источник первичного поля находился в скв.5, измерения велись по профилю 1.
Результаты работ
Результаты работ показаны на рис.4.3.2. Область, расположенная в северо-восточной части участка, и заштрихованная сплошными линиями четко выделяется по наблюдениям по пр.1 со скважин 5,6,7,8. Границы этой зоны достаточно плотно ложатся в плане друг к другу, отражая разные участки поверхности проводящей неоднородности. По нашему мнению эта аномалия соответствует разуплотненной обводненной зоне, в которой весьма вероятно наличие крупных пустот. Это мнение основано еще на том факте, что попавшая в эту зону скв. 4 была водообильна и при ее бурении наблюдался провал бурового инструмента. Часть этой зоны проходит под восточным краем дома 7. Аналогичная зона наблюдается в районе скважины 7 и профиля 2 (скв. 7 и 8 были водоо-бильны). Однако эта зона локальна и под дом возможно не распространяется.
От электрода на скважине 1 наблюдается большая отрицательная аномалия, захватывающая центральную часть дома 7. Вероятно, ее можно трактовать как зону средней водонасыщенности пород (хотя скв. 2, которая находится в непосредственной близости от дома 7 в пределах этой зоны была очень водообильна). Аномалии от электродов на скв. 2 и 4 четко указывают на положение высокоомной зоны, расположенной в юго-западной части участка. В эту зону попадают сухие скважины 5 и 1.
Таким образом, наибольшей опасности подвержено северо-восточное крыло дома 7. Здесь обязательно проведение осушительных и дополнительных тампонажных работ. В юго-западной части дома грунты сухие. Для повышения надежности было рекомендовано провести упрочнение средней части дома с северной стороны.
