Электроразведка методом сопротивлений - Шевнин В.А.
ISBN 5-211-03303-5
Скачать (прямая ссылка):
трический ток, который обтекает ее с внешней стороны. Такая ситуация, эквивалентна тому, что на левом конце неоднородности располагаются положительные заряды. С противоположной стороны неоднородности на поверхности расположены отрицательные источники.
Если мы продолжим векторы и найдем все точки их взаимного пересечения, то эти точки лягут в какой-то компактной области вблизи эпицентров вторичных источников. Разделим всю область на квадраты, внутри которых подсчитаем количество взаимных пересечений векторов с учетом знака. Отнесем количество пересечений к центру квадрата. Тогда можно построить псевдотомограмму (карту) распределения вторичных источников в плане (рис. 4.1.4).
С помощью программы трехмерного моделирования IE3R1 была решена следущая задача (рис.4.1.5): две горизонтальные горные выработки длиной 145 м располагаются на большой глубине параллельно друг другу на расстоянии 30 м,
между ними находится неоднородность в виде куба со стороной 20 м. Работы проводятся с помощью просвечивания: 45 сначала питающий электрод А проходит по одному штреку с шагом 25 м, а регистрация идет в другом штреке. Затем Рис.4.1.4. Псевдотомограмма положение приемных и питаю-распределения вторичных то- щих электродов меняется. На ковых источников рис.4.1.4 показано "распреде-
-715 -5Z5 -92J -125 13 ZI3 *ІЗ ЄІЗ
ление" вторичных токовых источников, когда питающий электрод находится в точке A1. Максимум и минимум на псевдотомограмме отмечен специальными значками. Если теперь на одной картинке собрать все максимумы и минимумы, которые получаются при разных положениях токовых электродов, то достаточно уверенно отрисовывается проводник, расположенный между штреками (рис. 4,1.5).
Основная идея подобной обработки состоит в том, что вторичные источники (заряды) концентрируются на поверхности неоднородности в зависимости от расположения токовых электродов. Можно оспаривать правильность и точность векторных построений, можно предлагать другие способы определения положения и интенсивности вторичных источников, но трудно отрицать, что такой способ измерения не ведет к качественно новому подходу в методике проведения электроразведочных работ и интерпретации материалов. С помощью векторной съемки из одного штрека можно определять положение неоднородностей выше, ниже или в стороне от горной выработки.
а1 а2 a3 а4 а5 а6 а7
(тп)^
"';.;-..©» ©1 Ql 05
?_ V _,_SZ._SZ-
2 ,— (а8)
О Ю ф8 014: ©І2
(а9)
(а10)
(а11)
(а12)
(а13)
(а14)
Условные обозначения:
Вторичные источники при положении питающего на профит 1: на профит 2:
электрода
0 отрицательный Q отрицательный
0 положительный О положительный
05 вторичный источник для питающего электрода А5
Рис.4.1.5. Моделирование векторной съемки при межшахтном просвечивании
Идея векторных измерений электрического поля не нова. Например, В.А.Комаров, Л.М.Иоффе и М.В.Семенов выполнили векторную съемку ВП еще в 1954 г. С тех пор накоплен некоторый опыт исследований на постоянном токе. Однако во многих серьезных монографиях, посвященных методу сопротивлений (в том числе в "Справочнике геофизика. Электроразведка" и в "Справочнике по шахтной и скважинной геофизике"), этот вопрос обойден молчанием. Поэтому для практиков векторная съемка остается до сих пор мало используемым видом работ. По нашему мнению два момента сдерживали развитие этого направления: 1) отсутствие серийной аппаратуры, с помощью которой можно вести такую съемку; 2) отсутствие аппарата интерпретации векторных измерений. Аппаратуру можно быстро получить за счет модернизации уже имеющихся моделей. Алгоритмический и программный аппарат интерпретации может быть разработан за 2-3 года.
4.2. Расчет электрического поля в горизонтально-слоистой среде
Одной из центральных проблем электроразведки постоянного тока (и в частности векторной съемки) является задача о расчете электрического поля в горизонтально-слоистой среде. Так как решение этой задачи для установок, расположенных целиком на поверхности
земли, известно давно, приведем решение в наиболее общем виде, когда источники и приемники размещены произвольно внутри горизонтально-слоистой среды. В рамках решения этой проблемы мы ищем электрическое поле E1. и E2 в слоистой среде на разных уровнях глубины. Здесь и везде координата г зависит от х и у.
• A' (Xa1 Ya, -Za) Мнимый источник
G - О
Z-O
(XjTi1Ym1Zm)
Рис.4.2.1. Источник тока в однородном полупространстве
Поле источника тока в однородном полупространстве.
Рассмотрим следующую модель (рис.4.2.1). В однородном полупространстве с удельным сопротивлением р располагается точечный источник постоянного тока. Верхнее полупространство
имеет бесконечно большое сопротивление. Ось у направлена на нас, ось г -вниз, а граница раздела двух полупространств совпадает с плоскостью z=0. Источник находится в точке P и имеет координаты (xa,ya,za). Наблюдения производятся в точке M с координатами (Xn,, ym, Z1n).
Как известно, выражение для потенциала точечного источника, как функции координат, выглядит следующим образом:
