Измеритель МПП-ВП производит измерение и преобразование в цифровую форму входного напряжения, как во время импульса тока (только в режиме ВП), так и во время паузы. Во время импульса измеряется одно среднее значение входного напряжения в конце импульса. В паузе дискретные измерения ведутся непрерывно. Всего в режиме ВП - до 32 значений.

Диапазон времен измерения переходных процессов от 30 мс до 50 с - в режиме ВП.

В методе вызванной поляризации измерения в паузе проводятся с нарастающей длительностью стробов. Для подавления промышленных помех частотой 50 Гц длительность каждого строба кратна 20 мс. Количество стробов в паузе определяется ее длительностью и изменяется от 14 для импульса длительностью 1 с до 32 для импульса длительностью 64 с.

Максимальное измеряемое входное напряжение 10 В.

Пределы измерения входного напряжения: 10; 1; 0,1 и 0,01 В.

Приведенная основная погрешность измерения входного напряжения на всех пределах не более 1 %.

Коэффициент подавления входного напряжения промышленной частоты (501) Гц не менее 60 дБ.

При измерении напряжений измеритель работает синхронно с электроразведочным генератором прямоугольных импульсов тока. В режиме МПП измеритель управляет генератором через кабель синхронизации. В режиме ВП измеритель может работать как автономно, с синхронизацией по перепадам входного напряжения, так и с синхронизацией по кабелю от генератора.

Число накоплений за одно измерение - от 2 до 254 в режиме ВП и от 2 до 32000 в режиме МПП.

Погрешность компенсации постоянной составляющей на входе измерителя в режиме ВП - не более 10 % от предела поддиапазона.

Управление измерителем осуществляется с помощью внешнего компьютера через последовательный интерфейс RS-232C. В качестве управляющего компьютера может выступать миникомпьютер HP Jornada 720 с операционной системой Windows CE 3.0 (входит в комплект поставки) или любой компьютер типа Notebook с операционной системой Windows 98/ME/2000/ХР. Управляющая программа для упомянутых выше операционных систем поставляется в комплекте с аппаратурой.

Питание измерителя осуществляется от встроенного аккумулятора напряжением (12,01,2) B, управляющего миникомпьютера Jornada 720 - от внутренних аккумуляторов с возможностью подключения внешнего источника питания напряжением (12,01,2) B.

Мощность, потребляемая измерителем не более 2,0 Вт.

Масса измерителя без управляющего компьютера - 4 кг.

В измерителе использованы 16-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и сигнальный процессор фирмы "Analog Devices". С выхода АЦП сигнал поступает в сигнальный процессор, который осуществляет предварительную обработку и хранение результатов измерения и связь с управляющим компьютером. Сигнальный процессор имеет внутреннюю память программ и память данных объемом 96 и 64 кбайт, соответственно.

В методе вызванной поляризации измерения в паузе проводятся за один проход с нарастающей длительностью стробов. Для подавления промышленных помех частотой 50 Гц длительность строба сделана кратной 20 мс. Количество стробов в паузе определяется длительностью паузы и изменяется от 14 для импульса длительностью 1 с до 32 для импульса длительностью 64 с. Длительности стробов и времена задержек фиксированы и изменению не подлежат.

Измеритель в процессе полевых работ размещается в сумке, входящей в комплект аппаратуры. Конструкция сумки позволяет переносить ее как на плече, так и на груди, для чего предусмотрены различные ремни. Первый вариант удобен в случаях, когда время измерения существенно меньше времени перехода между точками (метод переходных процессов и др.). Второй вариант рекомендуется использовать при профильных измерениях ВП. Дополнительный аккумулятор питания миникомпьютера размещается в чехле, который крепится на поясе оператора.

Генератор ВП-60.

Генератор ВП-60 вырабатывает в нагрузке разнополярные импульсы тока прямоугольной формы с паузами (режим РПИ-2). Управление работой генератора осуществляется от внутреннего таймера.

Устанавливаемые значения амплитуд стабилизированного тока в нагрузке - 0,01; 0,015; 0,02; 0,03; 0,05; 0,075; 0,1; 0,15; 0,2 А.

Погрешность задания амплитуды импульсов тока - не более 2 %.

Допустимый диапазон напряжений на выходе - 10-300 В

Длительности импульсов выходного тока: 1; 2; 4; 8; 16; 32; 64с.

Максимальная выходная мощность в импульсе тока - 60 Вт.

Диапазон сопротивлений нагрузки, в котором возможна стабилизация тока - 50 Ом-30 кОм.

Питание генератора осуществляется от внешнего источника постоянного напряжения 12 В.

Масса - 2,5 кг.

Работа методом ВП.

При измерениях методом ВП основное мешающее влияние на результаты оказывают более низкочастотные помехи. Помеха промышленной частоты 50/60 Гц сказывается, в основном, на измерениях ранней стадии спада ВП. Очень интенсивные помехи промышленной частоты могут искажать и поздние стадии, особенно при резких перепадах их уровня. Это заметно при работах в окрестностях мощных ЛЭП. Электромагнитные помехи с частотой 1 Гц и ниже, а также дрейф собственного потенциала приемных электродов, искажают позднюю стадию спада ВП, которая несет основную информацию о поляризации рудных минералов. Эти помехи наиболее неблагоприятным образом сказываются на результатах анализа переходных характеристик и могут приводить к значительным ошибкам в оценке временных параметров ВП.

Для подавления этого вида помех применяется накопление сигнала и специальный алгоритм суммирования, реализованный в измерителе, который позволяет исключить линейный и квадратичный дрейф собственного потенциала электродов.

При выборе длительности импульсов тока в питающей линии необходимо учитывать как характерную постоянную времени поляризации искомых объектов, так и требования максимальной производительности измерений. У пород с мелкой рассеянной вкрапленностью сульфидных минералов следует ожидать постоянной времени ВП менее 1 секунды, у вкрапленных руд с размером включений 1-10 мм - от единиц до сотен секунд, у прожилковых руд возрастает до сотен и тысяч секунд. На практике длительность импульсов тока при рядовой съемке не превышает 8-10 секунд, поэтому изучается преимущественно поляризация, связанная с рассеянной вкрапленностью сульфидов и вкрапленными рудами. Учитывая особенности измерений с аппаратурой АИЭ-2 (визуальный выбор оператором моментов компенсации постоянной составляющей и начала измерений) рекомендуется делать длительность импульса тока не менее 2 секунд. При меньшей длительности возможны ошибки синхронизации. Кроме того, работа с короткими импульсами не всегда позволяет исключить влияние индукционных эффектов. Оценка интенсивности индукционных эффектов и выбор приемов по борьбе с ними производится в процессе опытных работ до начала основных измерений.

Рис.6. Переходная характеристика вторичного поля (Е) с индукционной (Еи) и поляризационной (Евп) составляющими: а - ступень тока в источнике первичного поля, б - переходная характеристика.

Работа методом ВЭЗ.

Вертикальное электрическое зондирование выполняется симметричной четырехэлектродной градиент-установкой. Работы симметричной установкой проводятся в такой последовательности (см. рис.7).

Рис.7. Схема установки ВЭЗ: К_А, К_В - катушки с изолированными проводами, Б - батарея, ИП - измерительный прибор

В точке записи устанавливаются батарея с измерительным прибором, две катушки с проводом для разноса питающих электродов. На небольшом расстоянии 20 м заземляются приемные электроды М и N, а на расстоянии 40 м - питающие А и В. Производится измерение ?U и J и рассчитывается с_k = K?U / J. Далее питающие электроды постепенно разносятся в разные стороны, c шагом 20 м. На каждом разносе определяется с_k. Максимальный разнос АВ / 2 выбирается в 3 - 10 раз большим этих глубин.

5.3 Топогеодезические работы.

Электроразведочные работы требуют проведения топографо-геодезических работ, включающих:

1) подбор и получение необходимых для проектирования и производства электроразведочных работ топографо-геодезических материалов, таких как топографо-геодезических карт необходимых масштабов, аэрофотоснимков и других;

2) выноску контуров участков и планшетов, разбивку сети точек наблюдений (или определение точек наблюдений, заданных на карте) на местности;

3) привязку и закрепление сети точек наблюдений;

4) привязку и закрепление результатов наблюдений (аномальных зон и т.д.) на местности;

5) оформление результатов топографо-геодезических работ.

При проведении электроразведочных работ на месторождении Тырныауз топографо-геодезические работы будут проводиться специальной топографо-геодезической бригадой.

Съемка будет производиться по предварительно разбитой сети. Разбивка всей сети будет выполняться инструментально. Привязываются магистральные, конечные и промежуточные точки через 10 пикетов, а также аномальные точки. Закрепляются магистральные, конечные и аномальные точки профилей. Свешивание профилей от заданных на магистрали направлений допускается не более 10 м на 1 км. Расстояние между точками на местности не должно отличаться от принятых в проекте не более чем на 2%. Нумерация точек наблюдения начинается от магистрали или от начала профиля.

Привязка точек наблюдения к опорной геодезической сети, как и закрепление сети точек на местности будет производиться одновременно геофизическими работами (с небольшим опережением), и заканчиваться одновременно с их окончанием на участке.

6. Камеральная обработка и интерпретация полученных материалов.

Интерпретация результатов геофизических работ включает анализ наблюденных полей, установление связи между особенностями полей и геологической обстановкой (геологическая привязка) и собственно геологическую интерпретацию геофизических данных, сопровождаемую построением соответствующих геологических документов (карт, разрезов). Интерпретация - единый процесс, который начинается с постановки полевых работ и завершается при составлении отчета.

Сущность метода вызванной поляризации (ВП).

Если через заземленную питающую линию АВ на протяжении некоторого интервала времени пропускать электрический ток и затем выключить его, то спустя не которое время после выключения тока в приемной линии MN можно наблюдать разность потенциалов, которая убывает с течением времени по закону, близкому к экспоненте. В полевых условиях эта разность потенциалов за несколько секунд становится малой, трудно измеримой, а в лабораторных условиях ее можно наблюдать в течение нескольких часов. Такая разность потенциалов называется разностью вызванной поляризации, или разностью потенциалов вторичного поля и обозначается ?U_вп.

Следовательно, метод ВП основан на изучении вторичных электрических полей физико-химического происхождения, возникающих в горных породах под воздействием первичного электрического тока. Источником поля ВП являются сложные электрохимические реакции, происходящие на контакте внутрипорового электролита с минералами, обладающими высокой электронной или дырочной проводимостью. К таким минералам относятся: сульфиды различных минералов - железа, меди, никеля, свинца, серебро и т.д., а также некоторые окислы: магнетит, графит, пиролюзит, самородые металлы. Интенсивность процессов ВП определяется составом и концентрацией электролита, структурой пор, типом проводимости минералов (электронной, дырочной), составом минералов.

Интерпретация данных, полученных с помощью метода ВП.

Интерпретация результатов наблюдений по методу ВП выполняется в два этапа: качественная; количественная интерпретация графиков и кривых з_к.

Качественная интерпретация заключается в выделении аномалий ВП (превышений наблюденной з_к над фоновой, отвечающей поляризуемости вмещающих пород) и оценке геологической природы аномалий.

Количественная интерпретация состоит в определений местоположения, формы и истинной поляризуемости з поляризованных тел. Эта задача, так же как и в случае стандартных методов электроразведки на постоянном токе, решается с помощью метода подбора в различных его модификациях (с использованием палеток теоретических графиков и кривых з_к, а также с применением ЭВМ).

Для полупространства, заполненного однородной проводящей и поляризующейся средой, величина з_к определяется по Следовательно, кажущаяся поляризуемость

Здесь с_к^* - кажущееся сопротивление, измеренное в конце зарядки, а с_к - кажущееся сопротивление в неполяризующей среде:

где Е* и ?U* - измеренные поля и потенциалы в поляризующихся средах; К_в, К_и - геометрические коэффициенты установок.

По величине поляризуемости породы, определенной на этапе количественной интерпретации, может быть выполнена оценка, вещественного состава и промышленной ценности выявленных объектов. Например, оценка содержания рудных материалов в вкрапленных рудах (в %) основывается на простой формуле

где Ј - объемная концентрация электронно-проводящих вкрапленников; р - коэффициент, зависящий от формы и размеров электронно-проводящих включений и режима измерений ВП.

Камеральной группой составляются планы графиков з_к и с_к. Их сопоставляют с геологическими, геохимическими и геофизическими данными. На основании совместного рассмотрения всех материалов делают заключение о природе аномалий ВП и выявляют перспективные аномалии. Во всех случаях, когда это возможно, производят количественную оценку глубины, элементов залегания и размеров исследуемых объектов. Интерпретацию данных метода ВП проводят с использованием результатов изучения поляризуемости различных пород по образцам и материалам ВЭЗ. Количественная интерпретация основана на анализе решений прямых задач методами математического или физического моделирования. Технически количественная интерпретация сводится к решению обратной задачи путем сравнения практических графиков с теоретическими. Результаты интерпретации следует рассматривать как оценочные.

В результате камеральной обработки по участку работ предоставляются следующие материалы:

1. Обзорная карта, на которой указывают положение участка работ.

2. Геологическая карта с топографической основой в масштабе съемки 1: 25000 методом ВП, на которой показывают положение и нумерацию профилей и точек зондирования, а также контур аномалий ВП (или изолиний з_к). На той же карте должны быть нанесены геохимические и геофизические аномалии, учет которых необходим для выяснения природы и перспектив аномалий ВП. Геологические карты сопровождаются геологическими разрезами и графиками з_к и с_к по наиболее характерным профилям.

3. План графиков з_к и с_к в едином оформлении (с одинаковым расстоянием между профилями и в стандартных масштабах). Под горизонтальной осью каждого графика наносят рельеф и абрис местности с указанием основных черт геологического строения и аномалий по другим методам.

4. Альбом графиков з_к и с_к зондирования.

5. Графики контрольных наблюдений.

Список используемой литературы