Электроразведка в условиях урбанизированных территорий

Внедрение: 2014 г.

Технология зондирования геологической среды с использованием промышленных источников электромагнитных полей рассмотрена в работе пермских учёных [1]. Данная технология включает выполнение следующей совокупности операций:

• регистрацию компонент поля в каждой точке наблюдений по трем ортогональным направлениям, к примеру, напряженности магнитного поля Hx(t), Hy(t), Hz(t) в заданный период времени (порядка 20-40 с);
• спектральный анализ измеренного поля с целью определения амплитудно-частотных характеристик каждой из его компонент;
• пересчет амплитудно-частотных характеристик в значения кажущегося сопротивления;
• интерпретацию графиков зондирования для получения информации о пространственном изменении электрических свойств среды в интервале эффективных глубин распространения магнитного (либо электрического) поля.

Реализация этой технологии выполнена с помощью аппаратного комплекса, включающего регистрационные датчики (типа ЭРА-МА), АЦП типа E14-440, навигатор, ноутбук, блок питания и систему цифрового управления, специально созданное программное обеспечение для регистрации и спектрального анализа электромагнитного поля, а также интерпретационную систему программ ЗОНД.

В работе рассмотрено обоснование и развитие комплекса методов электрометрии, обеспечивающего возможность оценки физического состояния пород и динамики его развития в условиях промышленно развитой зоны. Приведены примеры результативности его применения при изучении геологической среды в целях прогнозного контроля возможных негативных физико-геологических процессов на примере одного из соляных месторождений.

Несмотря на то, что детальная схема измерения в работе не рассмотрена, приведённые ниже иллюстрации из данной научной работы с краткими комментариями (рисунки 1 - 8) дают общее представление об этой интересной области научных исследований, где были применены мобильные системы сбора данных на основе модуля АЦП E14-440 и ноутбука.

Рисунок 1. Прогнозная карта верхней границы продольного электрического сопротивления среды (слева) и характера распределения магнитного поля (справа), определяющих степень информативности индуктивного метода зондирования при заданных источниках и использовании частотного диапазона промышленного электромагнитного поля со значениями выше 50 Гц.

Рисунок 2. Карта электрического сопротивления для эффективной глубины 250 м, полученная по результатам зондирования методом промышленных магнитных полей (ПМП) на участке вблизи границы между отработанной и не отработанной частями разреза.

Рисунок 3. Сопоставления результатов съемок разных лет (2012 - 2014 гг.) по одному из исследованных участков.

Рисунок 4. Пример графиков изменения амплитуд магнитного поля и гистограмм их распределения во времени.

Рисунок 5. Сопоставление карт, полученных методом ПМП для Z_эф=140 м (а) и методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) для Z_эф=130 м (б).

Рисунок 6. Выделение локальных проводящих зон по данным методов ПМП (а) и профилирования комбинированной установкой (КЭП) (б).

Рисунок 7. Карта кажущегося сопротивления (а), полученная по результатам измерений промышленного электромагнитного поля в октябре 2006 г. – за 9 месяцев до начала образования провала (б) (август 2007 г.).

Рисунок 8. Результаты мониторинговых наблюдений надсолевой части разреза, соответствующей эффективной глубине Z_эф=130 м: а – поле электрических сопротивлений в разные периоды времени; б – изменение электрических сопротивлений относительно начала мониторингового контроля; в – скорость изменения электрического сопротивления.

Источник:
Колесников В.П., Ласкина Т.А. Электроразведка в условиях урбанизированных территорий // Геофизика. – 2014. – № 5. – С. 33-40.

Разработчик: Колесников В.П. (Пермский гос. университет), Ласкина Т.А. (Пермский гос. национальный исследовательский университет)