объектом поисков. В этом случае стремятся найти способы класси фикации аномалий в первую очередь посредством рационального выбора частот. Однако следует отметить, что задача определения природы аномалий и разделения их на «рудные» и «нерудные» является очень трудной и далеко не всегда разрешимой.
Для определения коэффициента поглощения Ъ измеряют напря женность поля Е на участке, где по имеющимся геологическим данным вмещающие породы наиболее однородны и не содержат объектов поисков. Измерения проводят при двух расстояниях между генера тором и приемником.
При радиоволновом просвечивании антенну передатчика рас сматривают как электромагнитный диполь, поэтому при первом наблюдении в соответствии с формулой (X III.2)
Е1 = Е0е~ь^/г1,
а при втором наблюдении —
Е2 = Е0е~ЪГг/г2.
Поделив одно выражение на другое, прологарифмировав их отношение и умножив на 2,3, получим значение
lgJ^l
b = 2,3 |
— |
(XIII. 4) |
|
г2 — гх |
ѵ |
' |
выраженное в Нп/м.
Для устранения случайных погрешностей и определения погло щающих свойств всех пород, встречающихся в районе работ, изме рения повторяют многократно, на разных участках и с разными расстояниями г.
Дальность действия аппаратуры для полученных значений определяют при помощи диаграммы, изображенной на рис. 219.
На диаграмме вычерчено семейство |
кривых Е = ф (г), выража |
емых формулой (X III.2), при различных значениях коэффициента Ъ |
для двух величин мощности W передатчика — 15 и 1 Вт. Взяв не |
который минимальный уровень |
напряженности поля (на |
рис. 219 — 1 мкВ) и проведя горизонтальную прямую на этом уровне, по абсциссе точки пересечения этой прямой с кривой для данного значения b определим искомую дальность. Сравнивая величины г для W — 15 Вт и 1 Вт, можно оценить влияние изменения мощности передатчика на дальность действия аппаратуры (при заданном значе нии Ъ). Как видно, относительные изменения дальности действия аппаратуры Аг/г не превышают 10%.
При просвечивании известных проводящих объектов устанавли вают не только оптимальную частоту и шаг наблюдений, но и вли яние выноса энергии по искусственным проводникам. Экраниру ющее действие оказывают искусственные проводники и на антенну приемника. Наибольшее влияние оказывают незаземленные кабели, троллеи, меньшее — трубопроводы; хорошо заземленные рельсы
мешают обычно слабее всего. Для уменьшения этого влияния пере датчик и приемник располагают возможно дальше от проводников, ориентируя плоскости рамочных антенн перпендикулярно к про дольной оси проводников, повышают частоту поля в пределах,
Рис. 219. Диаграмма определения дальности действия аппаратуры. Кривые Е = (г): 1 — для W — іо Вт, 2 — для W = 1 Вт.
допускаемых требуемой дальностью. Наиболее эффективным спосо бом является применение закороток, посредством которых искус ственные проводники заземляют, присоединяя к рельсам или хорошо заземленным штырям, вбитым в породу. При закорачивании трол леев в закоротку включают бумажные конденсаторы на напряжение
Рис. 220. Действие закороток на вынос энергии но троллею. Напряжение в троллее: 1 — без закоротки, 2 — с емкостной закороткой.
до 500—1000 В и емкостью до 0,5 мкФ. Закоротки располагают вблизи профилей наблюдений. Чем действеннее закоротки, тем в меньшей степени возрастает принимаемый сигнал с приближением приемника к проводнику. Эффективность действия закороток про веряется измерениями с приемником (рис. 220). На отрезке троллея
между передатчиком и закороткой образуются стоячие волны, а за закороткой в троллее происходит резкий спад напряжения. Закоротки входят в комплект аппаратуры АРШ-1.
Производственные работы проводятся по всем доступным выра боткам с учетом методических выводов, полученных при опытных работах. На каждой точке рамку приемника устанавливают вер тикально и, вращая ее вокруг вертикальной оси, добиваются макси мального отсчета п по прибору; в журнал записывают также пе - денг А — азимут ориентировки плоскости рамки при максимальном отсчете п. При необходимости измерения проводят на нескольких частотах. Результаты записывают в журнал следующей формы.
Журнал для записи наблюдений методом радиоволнового просвечивания
Участок |
(рудник) . . . . |
П рофиль |
...............Д ата ............................... |
наблюдений |
|
Положение передатчика...................................... |
|
Начало |
|
|
|
|
|
Конец наблюдений . |
№ точки |
/, мГц |
Предел |
Отсчет |
Средний |
Пеленг А |
Примечание |
(пикета) |
измере |
п |
отсчет |
|
|
ний |
|
"ср |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
О перат ор............... Вычислитель................... Проверил
В графу 3 записывают чувствительность (предел), при которой брался данный отсчет по шкале прибора, в графу 4 — отсчет, в графу 6 — пеленг. Графа 5 содержит отсчеты, приведенные к одной чувствительности, и заполняется обычно при обработке наблюдений.
Точки стоянки передатчика и приемника привязывают к марк шейдерским и геодезическим реперам и наносят на маркшейдерские планы.
Результаты наблюдений представляют в виде графиков напря женности поля (в микровольтах или условных единицах — делениях шкалы), которые обязательно сопровождаются планом расположе ния точек наблюдений с элементами геологической и горно-техни ческой (трубопроводы, троллеи и т. п.) ситуации (рис. 221).
Интерпретация заключается в выделении аномальных зон, уста новлении местоположения и примерных размеров проводящих объ ектов. Интерпретацию выполняют способом сравнения и лучевым способом. Оба способа основываются на предположении, что электро магнитная энергия от передатчика к приемнику распространяется по прямолинейным направлениям — лучам.
Способ сравнения. При исследовании этим способом наблюденные кривые сравнивают с так называемыми кривыми нормального поля,
которые вычисляют в предположении наличия на данном участке наблюдений однородной среды. С этой целью для каждой точки стояния приемника, зная его удаление от передатчика г и коэффи циента поглощения Ь, вычисляют по формуле (XIII.2) значение Е. Сопоставляя кривые — экспериментальную и нормального поля, выявляют аномальные зоны по уменьшению (ослаблению) поля. На рис. 221 показаны результаты наблюдений на одном из рудников Забайкалья. Менаду пикетами 5 и выделяется отчетливая аномалия.
5
а
Рис* 221. |
Пример выявления |
аномалии |
на |
Забайкальском |
руднике. |
а — план |
расположения |
точек |
наблюде |
ний; график напряженности поля при
наблюдении: |
б — со стоянки |
I, |
в — со |
стоянки П\ |
1 — точки |
наблюдений; 2 — |
стоянки генератора; 3 |
— область |
тени; |
4 — наблюденный график; |
5 — график |
нормального |
поля. |
|
|
Соединяя на плане прямыми линиями точки, ограничивающие ано мальную зону, с точки стояния передатчика получают теневой сектор, внутри которого должно находиться экранирующее, хорошо про водящее тело. Пересечением теневых секторов уточняют местополо жение оси или контура объекта. В связи с этим все аномальные зоны, выявляемые в процессе съемок, обязательно наблюдают вторично с других стоянок генератора.
Лучевой способ. Основан на следующих положениях. В однородной среде напряженность поля определяется выражением (XIII.2).
В неоднородной среде, в том числе и при наличии проводящих поглощающих тел, поле ослабляется. Это ослабление зависит от про водимости и мощности (размеров) экрана и может быть учтено вве
дением множителя 1]Э < 1- |
_Ьг |
Тогда |
= |
(XIII.5) |
где Е^ — поле при наличии этого тела.
Разделив первое выражение на второе, получим |
|
|
Е/Е к = Э. |
(XIII.6) |
Величину |
определяют путем непосредственных |
измерений |
поля в точках наблюдения. Значение Е вычисляют для тех же точек при помощи выражения (X III.2) по известному значению b и данной величине г, поле Е0 находят путем измерения сигнала у антенны передатчика. Результаты вычисления коэффициента изображают
Цифры у лучей — значения коэффициента экранирования Э.
в виде лучевых диаграмм (рис. 222). Для этого на плане расположе ния точек наблюдений проводят прямые, соединяющие точку стояния передатчика с точками наблюдений, и на каждом луче пишут значе ние Э. Лучи с повышенными значениями этого коэффициента опре деляют теневой сектор, в котором и располагается искомый объект.
Явления дифракции. При работе методом радиоволнового про свечивания не всегда наличие проводящих объектов отмечается «радиотенью». Расстояние между передатчиком и генератором прак тически измеряется десятками и реже первыми сотнями метров, а длины волн (3000—30 м) в породе уменьшаются. Вследствие этого наблюдения выполняют в условиях соизмеримости величин г и Хср, что и обусловливает возникновение дифракции (огибания радио волнами) проводящих объектов с последующей интерференцией колебаний по другую сторону тела. В связи с этим при радиопро
свечивании могут наблюдаться также и относительные максимумы (усиления сигналов) на фоне общей радиотени. На рис. 223 в каче стве примера изображены графики модельных измерений при про свечивании проводящего шара диаметром d = Хср и находящегося на расстоянии I = 2Хср от передатчика. На графиках Е отчетливо виден максимум в области тени, амплитуда которого уменьшается с удалением профиля наблюдений от шара. Если бы мы не учитывали дифракции, то данную аномалию ошибочно проинтерпретировали бы как связанную с двумя телами (на графике — два минимума Е). Таким образом, учет возможных дифракционных явлений обязателен при интерпретации данных радиопросвечивания.
Схема опыта
Рис. 223. Дифракционные явлении на модели проводящего шара (по Д. С. Даеву).
1 — г = 10 см; 2 — г = 20 см; 3 — г — 30 см; 4 — г — 5 см.
Методика скважинного просвечивания. Общие положения мето дики при скважинном просвечивании те же, что и при шахтных исследованиях. Производственным съемкам также предшествуют опытные наблюдения для определения коэффициента поглощения, выбора оптимальных частот, шага наблюдений, параметров загра ждающих фильтров.
Отличия в технике работ обусловливаются только спецификой скважинной аппаратуры. Наблюдения ведут как при неподвижном передатчике и передвигающемся приемнике, так и наоборот. Иногда применяется методика параллельного перемещения передатчика и приемника. При работе с комплектом СРП-7 наблюдаемые значе ния Е регистрируются самописцем автоматически и поэтому про свечивание ведется в движении. Результаты наблюдений изображают в виде как графиков Е вдоль ствола скважины при неизменном положении передатчика (аналогично каротажным диаграммам), так и лучевых диаграмм.
Применение метода. Метод применяют в основном для поисков слепых рудных тел в пространстве между выработками и скважинами
