Ю.В. Голиков, С.А. Крылов, Н.К. Миронова

УДК 550.837
Ю.В. Голиков1, С.А. Крылов2, Н.К. Миронова3
ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОГО ЗАРЯДА (МИЗ)
Аннотация. В тезисах доклада представлена технология импульсного заряда, как современного
передового метода поиска и разведки рудных месторождений. Рассматривается схема измерений и
отличительные особенности метода, а так же технология измерений и аппаратура. Обработка и
интерпретация обеспечены программами, позволяющими построить сложную геоэлектрическую
модель объектов, оценить их прогнозные ресурсы и задать параметры поисковых скважин.
Ключевые слова: метод импульсного заряда, вызванная поляризация, инверсия методом
истокообразной аппроксимации.
Об авторах:
1
–Уральский федеральный университет, г.Екатеринбург
2
– НОУ Инженерная Академия, г. Екатеринбург
3
– Институт Геофизики УрО РАН, г. Екатеринбург
В период с 1981 по 2014 гг. в содружестве с Орской геофизической экспедицией
(ГФ), Уральской геофизической экспедицией (ГРЭ (МЦМ)), Уральской каротажной
экспедицией, Киргизской геолого-геофизической экспедицией (КГФЭ), Лениногорской
геологоразведочной экспедицией (ГРЭ), Всесоюзным научно-исследовательским
институтом геофизических исследований скважин (ВНИИГИС), «ООО Ямалзолото»,
Гайским горно-обогатительным комбинатом, Русской медной компанией, «ООО
Казцинк» и «ООО Геотек» (республика Казахстан) выполнен значительный объём
работ на целом ряде месторождений, рудопроявлений и поисковых участков. За этот
период изучена площадь более 300 км2.
Первые полевые эксперименты были выполнены нами совместно с Орской
геофизической экспедицией в 1981 году на месторождении Осеннее (Южный Урал) [3].
Площади работ с одной точки заряда колебались от 1 до 20 км2.
За период с 1981 до 2015 выполнены работы с 56 точек заряда в скважинах и 2
точки заряда в полиметаллические руды в шахтах Шубинсого и Малевского
месторождений.
В
процессе
работ
открыты
два
промышленных
месторождения:
медноколчеданное месторождение Левобережное (Южный Урал, 2002 год) , золотосульфидное месторождение Хайрузовское (Восточный Казахстан, 2007 год) и восемь
отдельных рудных тел.
В настоящее время постоянными заказчиками работ методом МИЗ являются
Русская медная компания и «ООО» Казцинк (республика Казахстан).
Измерения временной развёртки вектора электрического поля проводятся на
дневной поверхности (рис. 1, 2).
1
Рис. 1. Схема измерений методом импульсного заряда
Рис. 2. Измеренный сигнал временной развёртки
Основные отличительные особенности метода импульсного заряда [4]:
- Измерение временной развёртки составляющих вектора электромагнитного поля
с момента включения импульса тока в линейном масштабе времени (более 2000
значений поля с шагом 10 мксек).
- Детальные измерения всего импульса напряжения с регистрацией вызванной
поляризации.
- Высокая помехозащищённость и оригинальная обработка измерений, что
позволяет изучить вызванную поляризацию в её ранней стадии.
- Возможность измерений с одной точки заряда площади до 20 км2.
- Синхронизация работы приёмника с генератором тока в системе GPS.
2
- Мощная система интерпретации, позволяющая строить трёхмерные модели
выделенных объектов с заданными электрическими свойствами.
Измерения: МИЗ выполняются универсальной авторской аппаратурой АНП-3.
Разработка поддержана российским фондом Бортника. " Выигран и выполнен
грант «НИОКР» по разделу «Приборостроение» по теме: "Разработка способов
создания аппаратуры для импульсной геоэлектроразведки" (контракт №10412р/18707
от 08.06.2012). Подана заявка на изобретение [5].
Вид аппаратуры и основные технические характеристики генератора и
измерителя приведены ниже (рис. 3).
Генератор
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Максимальный выходной ток в импульсе: 30 А
Максимальное выходное напряжение в импульсе: 300 В
Напряжение питания: 220 В АС, 3 кВт или аккумуляторы
Длительность импульса10 – 100 мс
Длительность переднего фронта импульса тока: не более 30 мкс
Длительность заднего фронта импульса тока: не более 30 мкс
Форма импульсов тока: разнополярная прямоугольная с паузой
Синхронизация с измерителем: GPS-приёмник
Диапазон рабочих температур:-20 до +30 С
Масса:5,2 кг
Габариты:480х350х133
Измеритель
Диапазон измеряемых напряжений : +/- 5 В
Динамический диапазон измерения ЭДС переходного процесса: не менее 80 дБ
Минимальное время измерения переходного процесса: 10 мкс
Максимальное время измерения переходного процесса: 300 мс
Объем энергонезависимой памяти данных: 4 Гб.
Подавление периодической помехи 50 Гц: не менее 80 дБ
Синхронизация с генератором тока: GPS-приемник
Точность синхронизации с генератором тока: +/- 900 нс.
Связь с компьютером регистратора: USB 2.0
Питание от источника постоянного тока напряжением: +/- 12 В
Потребляемая мощность: 2.0 Вт
Время автономной работы (без подзарядки аккумуляторов ): 18 часов
Диапазон рабочих температур: -20 до +30 С
Масса:1,1 кг
Габариты:240х190х100 мм
Рис. 3. Аппаратура АНП-3
№
п/п
1
2
3
4
Таблица 1
Технологический комплекс метода импульсного заряда (МИЗ)
Программные
Виды работ
Результаты
средства
Временная развертка импульсов
Площадные измерения Ех(t) Еу(t)
Регистрация
(рис. 2)
Построение и качественный анализ
Surfer 11,
Планы изолиний полей и графики
полей пропускания и ВП
MapInfo, Excel
Определение центров аномальных
Инверсия методом истокообразной
Инверсия
объектов в трёхмерном пространстве
аппроксимации
(рис. 4)
Построение и подбор моделей до 10Геоэлектрическая модель с
МИЗ
15% соответствия измеренным полям
выноской проектной скважины
На одном из участков рудного Алтая были выполнены измерения методом
импульсного заряда из скважины 921 (глубина точки заряда в безрудной скважине 340
метров).
В результате работ методом МИЗ рекомендована скважина С-919, которая
подсекла крутопадающую зону промышленной полиметаллической руды в интервале
от 30 до 205 метров (рис. 4).
3
Заметим, что на графике измеренного градиента потенциала (Ех) рудное тело
практически не отмечается (рис. 4).
Рис. 4. Пример локализации рудного тела
По результатам истокообразной аппроксимации получена методом подбора
геоэлектрическая модель объекта [4], поле которой близко соответствует измеренному
полю.
Более чем сорокалетний опыт работ автора на десятках меднорудных,
полиметаллических и золоторудных месторождениях России, Казахстана и Киргизии, а
также полученные результаты работ дают основание на успех в поисках и разведке
рудных месторождений.
Библиографический список
1. Александров П.Н., Александров А.Н. Истокообразная аппроксимация в задачах сейсморазведки
и электроразведки. // Гальперинские чтения – 2009, IX Ежегодная Международная Конференция и
выставка, тезисы докладов. М.: ЦГЭ, 2009. С. 58-62.
2. Астраханцев Ю. Г., Голиков Ю. В., Крылов С. А. Патент РФ №2456643. GO1V 3.18. Устройство
для проведения каротажа в рудных скважинах. 20.07.2012.
3. Голиков Ю.В.Аномальный тип переходной характеристики электрического поля в методе
заряда // Изв. вузов. Геология и разведка, 1985. № 11. С. 58-60.
4. Ю. В. Голиков Импульсная электроразведка методом заряда. Научное издание, Екатеринбург,
Изд-во УГГГА, 2002. 273 с.
4
5. Байдиков С. В., Голиков Ю. В., Крылов С. А., Человечков А. И. Способ геоэлектроразведки,
Бюллетень изобретений, 2012. №2.
6. Семенов М. В., Сапожников В. М., Авдевич М.М., Голиков Ю.В. Электроразведка рудных
полей методом заряда. Л.: Недра, 1984. 216 с.
Yu.V. Golikov, S. A. Krylov, N.K. Mironova
Electromagnetics by pulsed charge method
Annotation. In the theses of the report provides a pulse charging technology as contemporary best
practice prospecting and exploration for ore deposits. The scheme of measurements and features of the method
as well as the measurement technique and apparatus. Processing and interpretation provided by the programs
allows to build complex geoelectric object model to evaluate their prognostic resources and define the settings
for exploratory wells.
Keywords: method of pulse charge, induced polarization inversion method sourcewise approximation.
5