Топографо - геодезические работы

 

3.2.1. Топографо- геодезическое обеспечение электроразведочных работ включает:

1) перенесение в натуру проекта расположения пунктов наблюдений (разбивки магистралей, профилей и.т.п.);

2) закрепление определенных пунктов соответствующими знаками;

3) определение планового положения высот пунктов наблюдений;

4) составление топографической основы для отчетных карт;

5) технический контроль и оценку точности выполнения работ.

Топографо-геодезических работ используются угломерные и дальномерные приборы (нивелиры, дальномеры), рейки и другое оборудование в соответствии с требованиями действующих наставлений по топографо- геодезическому обеспечению геологоразведочных и геофизических работ.

3.2.2. Топографо- геодезические работы в зависимости от их объема и сложности выполняются специальными топографо-геодезическими экспедициями, партиями, отрядами или бригадами.

Простейшие топографические работы (задание профилей простым угломерным прибором, разбивка их с помощью мерной ленты или размеченного провода и некоторые другие) могут вестись силами самих электроразведочных партий (отрядов).

3.2.3. Характер топографо-геодезических работ, их объем, точность и последовательность выполнения определяются при проектировании электроразведочных исследований с учетом конкретных условий (наличие топографических карт, топогеодезических пунктов, степень пересеченности местности и.т.д.).

3.2.4. Топографо-геодезические работы ведутся с соблюдением требований, изложенных в действующих основных положениях по топографо-геодезическому обеспечению геологоразведочных работ.

Все топографо-геодезические работы документируются в соответствии с требованиями действующих наставлений по топографо-геодезическому обеспечению геофизических работ.

3.2.5. Электроразведочные партии должны иметь топографические карты тех масштабов, в которых ведутся геофизические работы, а также аэрофотоснимки. При отсутствии соответсвюущих топогеодезических карт и снимков возможно использование крат и снимков других масштабов, выбранных как можно ближе к заданному. Однако это должно быть особо оговорено в проекте электроразведочных работ.

3.2.6. Точки наблюдений закрепляются на местности, как правило, при разбивке сети; точки, выявленные в результате электроразведочных работ, - одновременно с завершением работ на планшете (участке).

3.2.7. Если по характеру электроразведочных работ окажутся целесообразными отступления от приведенных выше требований к топографо-геодезическим работам, изменения методики и техники последних обосновываются соответствующими изменениями (дополнениями) к проекту электроразведочной партии (отряда) и согласовываются в установленном порядке.

3.2.8. В случае работы в карьерах подготовка топографической сети имеет свою специфику. При разбивке профилей точки наблюдений закрепляются реперами, сложенными из камней, и на каждом 5-м или 1-м пикете с целью исключения ошибок в привязке укладывается бумажная этикетка с наименованием пикета. Поскольку долгосрочное сохранение разбитой сети в карьере невозможно, необходимый комплекс электроразведочных исследований следует проводить сразу же после разбивки сети.

3.2.9. В случае аэроэлектроразведочных и морских работ привязка и прокладка съемочных маршрутов производятся с помощью специализированного навигационного (радиогеодезического) оборудования, в соответствии с действующими указаниями. В аэроэлектроразведке для привязки широко применяется аэрофотосъемка.

3.2.10. До окончания всех топографо-геодезических работ на объекте электроразведочные работы считаются завершенными.

 

3.3. МЕТОДЫ НАЗЕМНОЙ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

 

Методы наземной электроразведки служат для изучения геологического разреза по изменению электрических свойств горных пород и руд по горизонтали (методы профилирования) и на глубину (методы зондирования).

В них используются электромагнитные поля, существующие на Земле, и их вариации (методы естественного электрического поля, переменного электрического и магнитного поля, магнитотеллурические методы), а также поля, искусственно создаваемые различными источниками постоянного тока (метод заряда, электропрофилирования, зондирования и др.) и переменного тока (электромагнитного зондирования, электромагнитного профилирования, радиоэлектромагнитного профилирования др.). Часть используемых полей имеет физико-химическую природу (метод естественного электрического поля, метод вызванной поляризации, контактный способ поляризационных кривых, метод частичного извлечения металлов).

Методы наземной электроразведки применяются для решения задач рудных в районах – детальное и крупномасштабное геологическое картирование и поиски месторождений металлических и неметаллических полезных ископаемых; структурных задач – региональное мелкомасштабное геологическое картирование, поиски и разведка месторождений угля, нефти и газа, а также инженерно – гидрогеологических задач.

 

3.3.1. МЕТОД ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (прил. 6-7)

 

3.3.1.1. Метод естественного постоянного электрического поля (ЕЭП) применяется для поисков и разведки сульфидных месторождений, графитовых залежей и пластов антрацита и при геологическом картировании (по графитизированным и пиритизированным толщам пород), а также при решении некоторых гидрогеологических задач (определение направления подземных потоков, выявление мест фильтрации воды из водохранилищ и др.). Необходимым условием для постановки работ методом ЕЭП является наличие геологической, гидрогеологической гидрохимической обстановки, благоприятствующей созданию достаточно интенсивных естественных электрических полей. Препятствием для применения метода являются блуждающие токи.

3.3.1.2. Работы по методу ЕЭП проводятся наиболее часто в масштабах 1: 50000 – 1: 25000 – 1: 10000. В отдельных случаях, например при маршрутных съемках, они могут выполняться в более мелких масштабах.

Профили разбиваются вкрест известного или ожидаемого простирания изучаемых объектов.

3.3.1.3. Наблюдения, как правило, производятся по способу потенциала. Способ градиента применяется лишь в условиях, когда вследствие влияния помех (блуждающие и меняющиеся во времени поля и теллурические токи) измерение потенциала невозможно, и в отдельных случаях при маршрутных работах (например, при изучении коррозии трубопроводов) и. т. д.

3.3.1.4. Наблюдения ведутся с относительно простой аппаратурой (электронные компенсаторы типа ЭСК-1, АЭ-72 и.т.п.). В качестве заземлений используются неполяризующиеся электроды, для соединения установки – легкие провода типа ГПСМПО, ПСРП и др. При этом клеммой (-) прибора следует считать ту, которая при проверке прибора батарейкой при переключателе полярности в положении (+) и отклонении стрелки измерителя вправо была соединена с отрицательным полюсом батареи. Работа с приборами осуществляется в соответствии с требованиями заводских инструкций (см. 3.1.3.).

3.3.1.5. При работе методом ЕЭП особое внимание обращается на состояние неполяризующихся электродов. Разность потенциалов между парой работающих электродов (собственная поляризация электродов) не должна превышать первых единиц милливольт (1 – 2 мВ) и должна быть устойчивой во времени (см. 3.3.1.6., 3.3.1.7). Для выполнения этого требования медные неполяризующиеся электроды должны заливаться химически чистым раствором медного купороса. Для изготовления раствора применяется дистиллированная (или чистая дождевая) вода. Все работающие на профиле электроды должны заливаться из одной порции раствора медного купороса. Необходимо следить, чтобы при залитых электродах медные стержни были всегда целиком погружены в раствор медного купороса. Пробка электрода при завинчивании должна иметь резиновое уплотнительное кольцо. Для уменьшения фильтрации раствора медного купороса из пористого сосуда рекомендуется приготовлять его с агар-агаром.

Верхняя часть корпуса электрода, пробка и соединительные вилки должны быть сухими и чистыми.

Необходимо следить, чтобы на профиле работающие в паре электроды имели по возможности близкие температуры; в жаркую погоду электроды следует предохранять от прямых солнечных лучей.

Во время перерывов в наблюдениях электроды содержаться в идентичных условиях (устанавливаются рядом в одной лунке).

3.3.1.6. Подготовка электродов к работе проводится на базе партии. Керамическую часть электрода погружают на 1 – 1,5 сут в воду для пропитывания. Медные стержни зачищаются мелкой шлифовальной шкуркой, протираются ваткой и свинчиваются с керамической частью, предварительно заполненной раствором медного купороса (см. 3.3.1.4, 3.3.1.5).

Собственная поляризация электродов изменяется путем наблюдения разности потенциалов между электродами, попарно поставленными на расстоянии 10 – 15 см друг от друга во влажную землю. Если увлажнение делается путем полива, то его производят за 1,5 – 2 ч до эксперимента.

Устойчивость поляризации проверяется путем многократных (по 5 – 10 раз) наблюдений с перестановкой и встряхиванием электродов. Изменение поляризации между измерениями не должно превышать 1 – 2 мВ.

Если электроды не удовлетворяют этим требованиям, применяют меры по приведению их в рабочее состояние. Прополаскивают медные стержни в 15 %-ном растворе азотной кислоты, проверяют герметичность изоляции медных стержней, герметичность закрытия электрода пробкой с медным стержнем. В случае необходимости стержни электрода покрывают электролитическим слоем меди.

3.3.1.7. Отряд (бригада), работающий на профиле, должен иметь комплект неполяризующихся электродов (три-четыре штуки) и раствор медного купороса (0,5 – 0,7 л). Для работы на профиле из комплекта электродов выбирают такую пару, которая дает минимальную и наиболее устойчивую поляризацию. Изменение поляризации электродов должно быть малым и не влиять на характер наблюдаемого поля.

3.3.1.8. Для измерения разности потенциалов между двумя точками профиля неполяризующиеся электроды устанавливают в лунки с разрыхленной почвой и плотно обжимают (вся пористая часть электрода должна находиться в контакте с почвой). При сухой почве лунки за 0,5 1 ч до наблюдения поливают водой (независимо от входного сопротивления измерителя). При работе на скальном грунте заземления делают в рыхлой (переносной) почве, которая за 0,5 – 1 ч до измерений поливается водой до полного увлажнения. Если вблизи точки заземления имеются участки с растительным слоем, заземления устраивают на них.

3.3.1.9. Измерения в модификации потенциала, как правило, ведут с магистральной точки профиля, на которой устанавливаются измерительный прибор и катушка с проводом.

Неподвижный электрод (всегда N) располагается вблизи магистральной точки профиля. Измерения начинаются с магистральной точки, на которой устанавливается подвижный электрод (всегда M), перемещаемый по профилю.

Наблюдения ведутся поочередно или одновременно на обеих сторонах профиля (в последнем случае используются две прямые линии). По окончании наблюдений на последней точке каждой их сторон профиля производится намотка проводов на катушку с остановками для повторных наблюдений. Последнее повторное измерение производится при установке подвижного электрода M на магистральной точке.

При работе с проводами малой прочности (тонкий хлорвиниловый провод с медными жилами), а также в сильно пересеченной или заселенной местности, когда управление с магистральной точки профиля затрудняется, катушки с проводом и измерительный прибор находятся около подвижного электрода М и перемещаются вместе с ним. Свободный конец провода при этом закрепляется у нулевой точки и присоединяется к неподвижному электроду N. По окончании наблюдений на профиле бригада возвращается к начальной точке, производя смотку провода и повторные наблюдения. Повторные измерения проводятся через 10 точек в спокойном поле и через 5 – в аномальном.

3.3.1.10. На больших планшетах, в условиях интенсивных и промышленных помех, а также при маршрутных съемках, когда длина провода на катушке мала по сравнению с длиной профиля, наблюдения проводятся поинтервально.

В каждом интервале измерение поля ведется при одном положении неподвижного электрода N, допускаются работы с двумя линиями в ту и другую стороны от электрода N. Точка состояния неподвижного электрода выбирается так, чтобы последующий интервал перекрывался с предыдущими тремя – пятью точками (перекрытие).

При смотке провода производятся повторные наблюдения (см. 3.3.1.19).

3.3.1.11. Собственная поляризация электродов измеряется до, и после работы на каждом профиле или на каждой стороне профиля в соответствии СС схемой наблюдений.

3.3.1.12. При переходе с профиля, на котором закончены наблюдения, на следующий производится увязка значений поля между профилями по магистральным точкам (точкам стояния неподвижного электрода N на профилях).

По окончании наблюдений на всех профилях планшета производится повторная увязка значений поля всех профилей по магистрали. Электрод N при этом по возможности остается в одной точке. Если длина провода мала, то увязка продолжается относительно вновь выбранной магистральной точки с таким расчетом, чтобы с этой точки была повторена увязка трех – пяти профилей. Повторная увязка по магистрали производится дважды – при прямом и обратном ходах.

При длинных профилях (2 км и более) необходимо производить увязку и по крайним точкам профилей. Если на одном участке расположено несколько планшетов, то измеряемые на них естественные поля приводятся к одному уровню (производится увязка поля планшета) по аналогии с увязкой поля по профилям. При наличии на участке съемки электрических помех для получения надежного результата увязка производится многократно.

На планшете работ методом ЕЭП необходимо иметь одну – две точки, выбранные в спокойном поле и долговременно закрепленные на местности, значения поля в которых увязаны со значениями поля на участке.

3.3.1.13. Перед построением графиков естественного поля по планшету все наблюденные его значения на профилях должны быть пересчитаны к значению поля в одной точке планшета (обычно к магистральной точке одного из профилей). Увязка значений поля планшетов между собой производится путем поднятия или опускания графиков поля одного планшета относительно графиков поля другого планшета на значение среднего смещения в точках перекрытия (обычно три – пять точек).

3.3.1.14. Детализационные работы на выявленных аномалиях должны производиться сразу после съемки планшета или той его части, в пределах которой оконтуривается аномалия. При детализационных работах в пределах небольших планшетов наблюдения проводятся с одной точки стояния электрода N. В этом случае результаты наблюдений получаются увязанными.

3.3.1.15. Наблюдения в модификации градиента ведутся по замкнутым полигонам, каждый из которых представляет собой два профиля, увязанных по магистрали и крайним точкам. Наблюдения производятся с перестановкой электродов через один пикет (при переходе передний электрод остается на месте, задний переносится через два интервала вперед). При переходе с точки на точку подключение проводов к прибору не меняется. Провод, подключенный к клемме M прибора, всегда направлен вперед по ходу профиля. Возможен и другой способ измерений – с одновременным перемещением обоих электродов, что особенно существенно для горно-таежной местности. Повторные наблюдения выполняются через 10 точек в спокойном поле, через 5 – в аномальном. Собственная поляризация электродов измеряется через 1 км профиля.

3.3.1.16. По наблюденным градиентам вычисляется значение потенциала по профилям. При наличии невязок более допустимых (см. 3.3.1.19) наблюдения на соответствующих полигонах повторяются.

3.3.1.17. Результаты наблюдений записываются в полевой журнал по формам прил. 6, 7.

По форме прил. 6 в графе 2 записывается положение электрода M, в графе U – потенциал точки M относительно неподвижного электрода (наблюдаемая разность потенциалов); в графе D U – собственная эдс (поляризация электродов); в графе U₀ – разность потенциалов, приведенная к нулевой точке планшета.

По форме прил. 7 в графе 2 записывается положение электродов N, M; в графе D U – измеренная разность потенциалов; в графе D U – поляризация электродов; в графе D U¹ – разность потенциалов, исправленная с учетом поляризации электродов; в графе D U¹¹ – то же, что и в предыдущей, но исправленное с учетом невязки; в графе U – значение потенциала.

Параллельно с записью вычерчиваются графики наблюденных величин. Результаты измерений везде даются в милливольтах с указанием знака (+) или (-).

3.3.1.18. Оценка точности наблюдений при работах в модификации потенциала производится по средней разности между основными и повторными наблюдениями. Средняя разность по планшету не должна превышать 5 мВ. Расхождение наблюдений на отдельных точках при этом не должно превышать 15 мВ, в аномальных точках ± 15% от измеряемого значения.

При наличии на участке работ резко меняющихся во времени аномалий (до 20 – 30 мВ/сут и более) область распространения последних при расчете средней погрешности во внимание на принимается (наличие таких аномалий должно быть документально установлено в результате неоднократных наблюдений).

 

3.3.1.19. При работах в модификации градиента потенциала оценки точности наблюдений производится по величине невязки, которая не должна превышать 5% суммы абсолютных значений измеренных градиентов (разностей потенциалов) по полигону. Расхождение наблюдений на отдельных точках в спокойном поле не должно превышать 5 мВ, в аномальных полях – 15 мВ.

3.3.1.20. Помимо повторных наблюдений, проводимых на каждой 5-й или 10-й точке, необходимо вести специальные контрольные наблюдения: на профилях, когда по характеру кривые существенно отличаются от соседних, на участке профилей с незакономерным поведением кривых или с большими расхождениями основных и повторных наблюдений, а также в аномальных зонах.

При детализации аномалий основные наблюдения повторяются полностью как на основном, так и на смежном профилях.

Общий объем контрольных наблюдений (не считая повторных) при работах по методу ЕЭП может составлять от5 до 30% общего объема работ в зависимости от устойчивости воспроизводимости результатов наблюдений.

 

3.3.2. МЕТОД ЗАРЯДА (прил. 8 -17)

 

3.3.2.1. Метод заряда (МЗ) применяется на этапе поисково-разведочных работ, если искомый или разведуемый объект обладает повышенной удельной электропроводностью по сравнению с вмещающей средой. Метод позволяет оценивать размеры объекта исследований, элементы залегания, определить наличие связи между отдельными рудопроявлениями, вскрытыми разными выработками, а также проводить поиски новых рудных тел в соседстве со вскрытыми, определять скорость и направление течения подземных вод и. т. п.

3.3.2.2. работы по МЗ проводятся как в крупных (обычно 1:10000 и крупнее), так и в мелких масштабах. Метод заряда различается по типу источника поля (переменный и постоянный ток) и по способу измерения параметров поля (градиента, потенциала, измерение различных характеристик электромагнитного поля и.т.д.).

Наземный и скважинный варианты МЗ используются как самостоятельно, так и комплексно при благоприятных условиях их применения (см. 3.4.1).

3.3.2.3. В зависимости от характера решаемых задач и геолого-геофизических условий в МЗ производятся измерения электрического или магнитного поля тока заряда. Измерение характеристик электрического поля проводится на участках резкой контрастности удельной электропроводности исследуемых объектов и вмещающих пород, если объекты имеют формы вытянутые или близкие к изометрическим (жилы или линзы) и при любом их залегании вплоть до горизонтального. Для успешного проведения работ необходимы хорошие условия заземлений приемной линии. Измерения характеристик магнитного поля заряда проводятся в тех случаях, когда объекты исследования имеют вытянутую (близкую к линейной) форму крутопадающих жил и линз. Измерение характеристик магнитного поля имеет преимущество перед измерением характеристик поля в следующих случаях: если объекты имеют сравнительно низкую удельную электропроводность (неэквипотенциальные проводники), поверхностные образования неоднородны по удельному сопротивлению и мощности; при работах в районах развития разного рода осыпей, курумов (т. е. с плохими условиями заземлений); на участках высокого стояния уровня грунтовых вод, а также в зимнее время.

В нормальном поле точечного источника тока отсутствует вертикальная компонента магнитного поля, что позволяет проводить наблюдения чисто аномальных эффектов и повышает эффективность работ методом заряда с измерением магнитного поля при появлении объектов слабой контрастности по удельному сопротивлению.

3.3.2.4. При измерениях напряженности магнитного поля ç Н ú может быть использована аппаратура типа ИМА-1, ИКС с входным преобразователем (магнитным индукционным датчиком типа МИД-1) и.т.п. Для измерений напряженности как электрического, так и магнитного поля в наземной и скважинном вариантах МЗ применяется аппаратура «Лазурит» или аналогичная ей. С помощью этой аппаратуры возможно изучение вещественных компонент трех составляющих магнитного поля Re H_x, Re H_y, Re H_z, синфазных с током в питающей линии. При этом обеспечиваются помехозащищенность и учет знака. Для электрического поля применяют аппаратуру и станции типа АЭ-72, СВП-74 и др.