Способ исследования подработанной горными выработками толщи пород на основе расчета градиентов силы тяжести
Проведение гравиметрической съемки вдоль одной или нескольких горных выработок с последующей обработкой измеренных значений гравитационного поля. Определение значений полного горизонтального градиента силы тяжести и полного градиента силы тяжести.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.04.2019 |
| Размер файла | 344,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Способ исследования подработанной горными выработками толщи пород на основе расчета градиентов силы тяжести
Г.В. Простолупов
Известны способы исследования подработанной горными выработками толщи пород путем проведения гравиметрической съемки вдоль одной или нескольких горных выработок с последующей обработкой измеренных значений гравитационного поля, которые основаны на интерпретации полей в плоскости наблюдений, т.е. исключительно в двумерном пространстве [1]. Однако интерпретация такой съемки, в частности обнаружение и локализация неоднородностей подработанного массива, затруднена, т.к. плоскость, в которой проводят интерпретацию, может неоптимально располагаться относительно источников аномалий. Существует также технология совместной интерпретации результатов наземно-подземной гравиметрической съемки в системе «Veсtor», для которой необходимо наличие площадной съемки на поверхности земли и площадной съемки в шахте. Здесь градиенты вычисляются лишь в плоских горизонтальных треугольниках и далее посредством трансформаций определяются эффекты квазигоризонтальных слоев, расположенных на разных глубинах. Кроме неоспоримых преимуществ такой подход имеет и ряд недостатков: это неточности, связанные с несоответствием глубины залегания реальных и рассчитанных источников квазиплотностных моделей, искажения, связанные с краевыми эффектами и т.д. гравиметрический съемка горный выработка
Предлагается способ, в котором обработка измеренных значений гравитационного поля осуществляется в следующей последовательности: точки, лежащие на поверхности земли и в шахте, с известными значениями силы тяжести объединяются (в математическом понимании) так, чтобы они образовывали трехгранные пирамиды, создавая в пространстве перекрывающуюся систему. Основания их опираются на наземные профили, вершины - на подземный профиль.
Далее проводят расчет градиентов поля каждой пирамиды с треугольным основанием, лежащим в точках на поверхности земли. Пусть вершины пирамиды на поверхности Земли имеют координаты (x1,y1,z1), (x2,y2,z2), (x3,y3,z3), в шахте (x4,y4,z4). В каждой точке измерены значения гравитационного поля Vz1, Vz2, Vz3 и Vz4.
Значения градиентов Vzx, Vzy, Vzz определяются из отношений определителей матриц:
(1)
где - определитель, x , y , z - определители с заменой столбца на свободные члены.
Значение полного горизонтального градиента силы тяжести Vz(xy) и полного градиента силы тяжести Vz(xyz) вычисляются соответственно по формулам:
, (2)
Азимут горизонтального градиента Vz(xy) в зависимости от четверти, в которую попадает вектор, определяется как:
; ; ; (4)
Зенитный угол полного градиента Vz(xyz) поля силы тяжести - соответственно по четвертям:
;
; (3)
Вычисленные градиенты относятся к точке, находящейся на расстоянии 1/4 от основания пирамиды по линии, соединяющей пересечение медиан основания и вершину пирамиды. Линии, соединяющие точки пересечения медиан треугольников, являющихся сторонами пирамиды, с вершинами, противолежащими этой стороне, пересекаются в указанной выше точке.
Таким образом, точки с известными значениями поля на поверхности земли и в шахте образуют связи в виде трехгранных пирамид, внутри которых на глубине 1/4 расстояния по вертикальной оси между наземными и подземным профилями определяются горизонтальные производные силы тяжести Vzx, Vzy, Vz(xy), вертикальные - Vzz, а также полный вектор аномалии силы тяжести Vz(xyz).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Аналогично производят расчеты градиентов второго уровня, находящегося на глубине 3/4 от поверхности, для пирамид у которых основания расположены в шахте.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Исследованию подвергся модельный объект, расположенный на глубине h, представляющий собой модель тела с избыточной плотностью. Над объектом, на земной поверхности, располагаются несколько профилей, под объектом, в шахте - один профиль.
Схема расположения градиентов в трех выборочных пирамидах и их направление относительно условной неоднородности с положительной плотностью относительно вмещающих пород показана в рис.1. Изометричная плотностная неоднородность 5 с плотностью 0,3 г/см3 располагается на глубине h/2 в центре площади, ее диаметр 100 м. Основания пирамид 3 с основанием сверху лежат на наземных профилях 1, вершины опираются на подземный профиль 2.
На рис.2 показан гравитационный эффект, полученный при решении прямой задачи, от неоднородности 5 на поверхности и в шахте. На рис.1 и 2: 1 - наземный профиль; 2 - подземный профиль; 3 - основание пирамиды; 4 - уровень расчета; 5 - плотностная неоднородность; 6 - гравитационный эффект на поверхности; 7 - гравитационный эффект в шахте.
В результате по вышеуказанным формулам 1-4 определены векторы горизонтального градиента Vzx, Vzy, вертикального градиента силы тяжести Vzz, значения полного горизонтального градиента силы тяжести Vz(xz) и полного градиента силы тяжести Vz(xyz) в одном уровне 4. Карты модулей векторов горизонтального градиента Vzx, Vzy, значений полного горизонтального градиента силы тяжести Vz(xy), вертикального градиента силы тяжести Vzz, и полного градиента силы тяжести Vz(xyz) относятся к уровню 1/4 глубины шахт от земной поверхности. Этот уровень 4 показан на рис.1 и рис.2.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Подобные карты, полученные по натурным исследованиям, могут служить для выявления зон разуплотнений в надсоляной толще рудника.
Например, на рис. 3-5 - приведены результаты обработки значений силы тяжести, измеренных в площадном варианте на поверхности земли и в шахте на одном из рудников ВКМКС. Получены карты значений градиента Vzx, Vzy, Vzz, Vz(xz), Vz(yz), Vz(xy), Vzz, и Vz(xyz) на уровнях 1/4 и 3/4.
Подобные карты модулей градиентов служат материалом для дальнейшей интерпретации и выявления аномальных зон плотностного строения геологического массива, подработанного выработками.
Список литературы
1. Бурьян Н.Р. Подземная гравиразведка / Н.Р. Бурьян [и др.]. - Л.: Недра. - 1979. - 159 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика плотности горных пород. Изучение интерпретации данных гравиразведки. Качественная интерпретация гравитационных аномалий. Прямая и обратная задачи для горизонтального кругового цилиндра. Основной расчет поля силы тяжести точечной массы.
реферат [1,8 M], добавлен 14.04.2019Параметры теплового поля и поля силы тяжести. Ведомости о происхождении магнитного поля Земли; его главные элементы. Особенности применения магниторазведки для картирования, поисков и разведки полезных ископаемых. Сущность электромагнитных зондирований.
курсовая работа [657,4 K], добавлен 14.04.2013Использование элеваторного классификатора в практике углеобогащения с целью предварительного обезвоживания и отделения шламов из мелкого концентрата. Осаждение частиц под действием силы тяжести в основе принципа работы элеваторного классификатора.
контрольная работа [654,1 K], добавлен 09.11.2013Геофизическая характеристика гравитационного и магнитного поля. Аппроксимация данных аналитической функции. Проверка статистической значимости регрессии. Построение графика автокорреляционных функций. Оценка плотности горных пород на площади исследования.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 17.12.2011Применение гравитационных вариометров и градиентометров в нефтяной разведке для определения вторых производных потенциала силы тяжести. История разработки в ВИРГе под руководством С.А. Поддубного градиентометра быстродействующего модернизированного.
реферат [1,0 M], добавлен 28.03.2013Силы, действующие в залежи. Напряженное состояние пород в районе горных выработок. Особенности распределения напряжений в призабойной части выработки. Упругие изменения коллекторов в процессе разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 12.05.2010Условия залегания полезных ископаемых. Формирование комплексов горных выработок. Технология проведения подземных выработок буро-взрывными и механизированными способами. Очистные работы и процессы подземного транспорта. Подготовка горных пород к выемке.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 09.09.2011Современная гравиметрическая съёмка и редукции аномалий силы тяжести; топографо-геодезическое обеспечение работ. Компьютерная технология определения поправок на влияние рельефа земной поверхности; линейные аппроксимации и повышение точности определения.
статья [2,6 M], добавлен 22.04.2013Назначение, элементы вскрывающих горных выработок. Трассы капитальных траншей, расчет объемов. Проведение траншей на полное сечение механической лопатой с нижней погрузкой в автосамосвалы, средства железнодорожного транспорта. Специальный способ проходки.
контрольная работа [633,5 K], добавлен 05.08.2013Проверка крайних значений вариационных рядов по проходке интервала от 400 до 2100 метров. Проверка однородности пачки одинаковой буримости. Выбор типа буровых долот по механическим свойствам горных пород и порядок определения осевой нагрузки на долото.
курсовая работа [61,2 K], добавлен 24.10.2012Измерение параметров гравитационного поля в воздухе, на земной поверхности, акваториях морей и океанов. Планетарные особенности Земли. Выделение аномальных составляющих гравитационного поля и их геологическая интерпретация. Проведение полевых наблюдений.
презентация [514,7 K], добавлен 30.10.2013Проведение на электронных вычислительных машинах имитационных лабораторных испытаний горных пород и определение их механических свойств (пределов прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона). Теории определения прочности горных пород Кулона-Мора.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 27.06.2014Метод возведения постоянной крепи ствола как способ защиты вертикальных шахтных стволов от сдвижения горных пород. Соотношение, определяющее расстояние от полости до оси ствола и между скважинами. Трудоемкость работ по образованию деформационного поля.
презентация [94,7 K], добавлен 17.05.2012Горизонтальные соединительные съемки. Определение исходных данных для составления геометрических графиков. Вертикальные съемки горных выработок. Подсчет запасов способом изолиний. Применение метода прямых угловых засечек. Сущность метода створов.
контрольная работа [100,7 K], добавлен 22.12.2013Типы, назначение горных выработок, особенности вентиляции, освещения и крепления. Способы и средства ведения проходческих работ. Взрывные работы при проведении горноразведочных выработок, способы и средства подрыва зарядов. Водоотлив из горных выработок.
курсовая работа [85,3 K], добавлен 16.02.2009Ознакомление с участком Иртышского рудника. Изучение геологического строения участка горными выработками. Выяснение вещественного состава и технологических свойств руд. Подсчет запасов и обоснование вариантов рентабельной отработки месторождения.
отчет по практике [162,3 K], добавлен 11.05.2015Составление системы углов уравнения связи, матрицы коэффициентов условных уравнений поправок. Расчет вектора свободных членов, приближенных и измеренных значений параметров. Оценка точности. Принятие истинных значений отметок определенных реперов.
практическая работа [52,8 K], добавлен 15.02.2015Классификация водоносных горизонтов. Состав и гидрогеологические свойства пластов водопроницаемых горных пород. Условия залегания водоносной породы. Изучение и учет дебита источников из горных выработок в районах развития склоновых процессов, карста.
реферат [35,5 K], добавлен 08.12.2014Определение затрубного движения воды и местоположения отдающих (поглощающих) пластов термометром. Погрешности при определении мест притоков воды. Термометры для измерения температуры в скважинах. Определение температуры пород и геотермического градиента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 01.12.2014Маркшейдерские работы при строительстве шахт. Проектный полигон горизонта и проверка проектных чертежей. Порядок расчета полигона околоствольных выработок. Определение сопряжения горных выработок. Ведомость вычисления пунктов координат сопряжения.
курсовая работа [643,5 K], добавлен 25.06.2015
