SE448578B - Forfarande for geofysikalisk prospektering av polymineraliska malmforande kroppar - Google Patents

Description

15 20 25 35 448 573 2 Detta kända fenomen ligger till grund för ett förfarande för prospektering av polymineraliaka malmförande kroppar genom inducerad polarisation (jämför exempelvis boken av v.A. Komarov "Elektrisk prospaktering genom inducerad polarisation", publicerad år 1980, förlag "Nedra", Leningrad, s 391). Detta kända förfarande är bašerat på att lik- eller växelström får flyta genom ett malm- förande kroppar inrymmande bergmassiv, som skall under- sökas, och man mäter den s k övergångskarakteristiken hos mediers induoerade polariaation, varvid förekomsten av malmförande kroppar i polarisationszonen bedömas i beroende av den inducerade polarisationens anomalier.

Med detta kända förfarande kan man emellertid med ledning av den särskilda anomalien bestämma antalet närliggande (sammanförda) malmförande kroppar. Under betingelser för den fyndort, som skall utvinnas, måste dessutom - speciellt när elektriskt, väl ledande in- rymmande bergarter rörefinnes i fvndorten - avsevärda strömstyrkor (av några få hundra A) flyta, vilket är praktiskt taget ogenomförbart. Användningen av detta kända prospekteringsförfarande i schakt är begränsad genom att làngsträckta elektriskt ledande föremål, exempel- vis rörledningar, skenor och kablar, finns i schaktet. Även ett annat förfarande för geofysikalisk pros- epektering av polymineraliska malmförande kroppar är känt (jämför exempelvis det sovjetiska uppfinnarcerti- fikatet nr 972 453, inlämnat den 4 mars 1981 och pub- licerat den 7 november 1982 i bulletinen "Otkrvtiya, izobreteniya, promyshlennye obrazsty i tovarnye znaki", nr 41, int. r1.3 G oi v 11/00), vinet gör det möjiigt att noggrannare bestämma mängden malmförande kroppar i det dessa inrymmande bergmassiv, som undersökas. Detta kända förfarande utmärker sig av att man alstrar elas- tiska vàgot i det malmförande kroppar inrymmando berg- massivet och registrerar den elektromagnetiska pulsade strålning, som skall alstras av de malmförande kropparna under inverkan av de elastiska vågorna, varvid mängden _. _ ...ewa ,.,..............

L? LO 15 20 30 44% 578 3 polymineraliska malmförande kroppar i det undersökta bergmassivet bestämmes.i beroende av antalet strålninge- pulspakct. I V Detta kända förfarande ger en förhållandevis låg noggrannhet vid bestämning av mängden polymineraliska malmförande kroppar i det undersökta bergmassivet, efter- som man icke kan särskilja (identifiera) malmförande kroppar med låg mäktiqhet på grund av att den elektro- magnetiska stràlningsintensíteten är beroende av den malmförande kroppens mäktighet. Den pulsade elektro- magnetiska, av den malmförande kroppen genererade strål- ningens intensitet är även beroende av den malmförande :roppene mineralsammansättning och struktur.

Uppfinningstanke Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sådant förfarande för geofysi- kalisk prospektering av polymineraliska malmförande kroppar, som gör det möjligt att genom ökning av den elektromagnetiska, av de malmförande kropparna alstrade strålningsintensiteten öka noggrannheten i bestämning av den mängd malmförande kroppar, som ligger i det under-_ sökta bergmassivet. I ' Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst ett förfarande för geofysikalisk prospektering av polymineraliska (flera mineral innehållande) malm- förande kroppar, vid vilket man alstrar elastiska vågor i den bergart (det berg), i vilken malmförande kroppar är inrymda, och registrerar den pulsade elektromagnetiska strålning, som skall alstras av de malmförande kropparna under inverkan av de elastiska vågorna, under det att mängden polymineraliska malmförande kroppar bestämmes i beroende av antalet strâlningspulspaket; varvid för- farandet enligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att man i förväg i det bergmassiv, som skall under- sökas, exciterar (alstrar) elastiska vågor, vilka för- orsakar elektrostatisk polarisation i de malmförande kropparna, under det att den efterföljande exciteringen .MW-f «i....-.V-H..-> . .........-_..... _ 10 15 En* Ö 25 30 35 .1l48 m x: G3 4 av de elastiska vågorna genomföras under ett tidsintervall, under vilket den elektrostatiska polarisationsladdningen uppträder.

Ifall en känd malmförande kropp förekommer i berg~ massivet, är det lämpligt, att man dessutom registrerar en ändring av denna malmförande kropps elektrostatiska polarisationsladdning och att de elastiska vågorna alstras sedan, när denna polarisationsladdning blir maximal.

Det är känt, att en pulsad elektromagnetisk strålning alstras i polymineraliska malmförande kroppar under inverkan av en elastisk våg, varvid den elektriska fält- styrkan på ett avstånd av 1 m från en elastisk vågkälla är nagra än 107 till 108 v/m och är hunara tiil tusen gånger högre än fältstyrkan hos elektriska, s k kontakte mässiga och seismiska fält. _ D Den elektrostatiska polarisationsladdningens stigtid och relaxationstid är beroende av den malmförande kroppens mineralsammansättning, varvid laddningens stigtid varierar mellan några få och ett tiotal sekunder. Laddningens relaxationstid utgör några få min.

I det bergsmassiv, som skall undersökas, polariseras samtliga polymineraliska malmförande kroppar i oberoende av deras mäktighet.

Pulsamplitnden hos den elektromagnetiska strålning, som skall genereras av polariserade malmförande kroppar under inverkan av de elastiska vågorna, är högre än pulsamplituden hos den elektromagnetiska strålning, som skall alstras av opolariserade malmförande kroppar. ' I den tidpunkt, när den malmförande kroppens elektro~ statiska polarisationsladdning blir maximal, ökas ampli- _ tuden hos den elektromagnetiska strålning, som förorsakats av de elastiska vågor, som alstras i bergmassivet i denna tidpunkt, med två till fem gånger i beroende av den malmförande kroppens mineralsammansättning. Detta gör det möjligt att registrera den elektromagnetiska strålningen från malmförande kroppar med låg mäktighet och från malmförande kroppar, som ligger på ett avsevärt avstånd från det ställe, där den elektromagnetiska strål- .. r --._-..--.~.--1..~.V._..s>....~_..._, i (r b*- 10 15 20 30 35 448 578 5 ningen registreras (avkännes), varför mängden malmförande kroppar i det bergmassiv, som skall undersökas, kan bestämmas med större noggrannhet.

Kort beskrivning av ritningsfigurêrna Uppfinningen beskrives närmare nedan under hän- visning till ett konkret exempel på genomförande av förfarandet enligt föreliggande uppfinning för geofysi- kalisk prospektering av polymineralíska malmförande ,kroppar och till bifogade ritning, på vilken fig 1 visar ett tidsdiagram över ändringen av en elektrostatisk polarisationsladdning för malmförande, galenit och sfalerit innehållande kroppar, fig 2 visar ett tidsdiagram över ändringen av en elektrostatisk polarisationsladdning för malmförande kroppar, som innehåller kvarts, anti- monit och cinnober, och fig 3 i tidsdiagramform visar den pulsade elektromagnetiska strålningen.

Föredragen utföringsform av uppfinningen Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna för- farandet för geofysikalisk prospektering av polymineraliska malmförande kroppar genomföres på följande sätt.

I ett bergmassiv, som skall undersökas, alstras elastiska vågor, vilka förorsakar en elektromagnetisk strålning och elektrostatisk polarisation av de malm- förande kropparna, för vilket ändamål en laddning av sprängämne, vars sprängningskapacitet är beroende av den volym hos bergsmassivet, som skall undersökas, bringas att spränga.

Medelst förfarandet enligt föreliggande uppfinning genomföres prospekteringen oftast i ett massiv av berg- med en radie av ungefär 100 m från sprängnings- punkten. Sprängladdningens kapacitet är huvudsakligen beroende av dels fortplantningsförhållanden för de elas- arter tiska vågorna i det massiv av bergarter, som skall under- sökas, dels massivets dimensioner och dels ifrågavarande malmförande kroppars mineralsammansättning. ~-~----------~-..,......._...._........_.._.-.... 10 15 20 25 30 448 578 6 Vikten av laddningen av exempelvis ammonit är i regel högst 6 kg. I de fall, när det massiv, som skall undersökas, har små dimensioner, exempelvis en radie av mellan 10 och 20 m, kan de elastiska vågorna alstras medelst källor av annat slag (av s k icke~sprängningstyp).

Laddningen av sprängämne inplaceras vanligen ï en mynning hos ett redan förefintligt hål (bl a borrhäl eller spräng- hål) eller i en fördjupning i ett bergbrotts bottendel.

Ett elektrostatiskt, av polymineraliska malmförande kroppar alstrat fält visar sig genom en positiv laddning vid de malmförande kropparnas yta. Tidsdiagram l och 2 över laddningens ändring visas för två undersökta malm- fyndigheter i fig l respektive fig 2, där laddnings- beläggningen G i l0“9 coulomb/m2 är avsatt längs ordi- anatan, under det att tiden t i s är avsatt längs ab- skissan. _ Före en tidpunkt tO= 0 (d v»s innan sprängningen initíeras) uppvisar de malmförande kropparna en naturlig laddning med en beläggning 0'O (fig 1) respektive Gå' (fig 2). Efter sprängningen ökas laddningen, varvid det tidsintervall tm ett maximum ax, under vilket laddningen får Umax, är beroende av den malmförande kroppens mineralsammansättning och utgör t'max = 1 s (fig l) för malmförande, galenit- och sfalerithaltiga kroppar respektive t"max = 14 s för malmförande kvartse, anti- monit- och cinnoberhaltiga kroppar. Laddningarnas relaxa~ tionstid uppgår till några få min.

Under ett tidsintervall, under vilket de malmförande kropparnas elektrostatiska polarisation uppträder, alstras sedan pä nytt elastiska vågor i det massiv av bergarter, som skall undersökas, exempelvis genom sprängning av en laddning av sprängämne. Den upprepade sprängningen genomföras, i regel, i närheten av den första sprängnings- punkten på ett avstånd, som omöjliggör detonering av sprängämnet. Vikten av laddningen av sprängämne för den upprepade sprängningen kan vara mindre än vikten av sprängladdningen för den första sprängningen. Den upprepade (andra) sprängningen genomföras medelst en ammonitladdning med en vikt av exempelvis 1 kg.

Ln 10 15 20 - 25 30 35 448 578 7 .Den optimala tidpunkten för den upprepade exciteringen av elastiska vågor utgöres av det ögonblick, när den elektrostatiska polarisationsladdningen når upp till sitt maximum. För bestämning av denna tidpunkt placerar man på en känd malmförande kropp, vari ett bergbrott är upptaget, en mätanordning, som är avsedd att registrera (avkänna) den elektrostatiska polarisationsladdningens ändring och utgöres av exempelvis en s k elektrometer, vars mätelektrod kan avskärmas periodiskt. Genom iakt- tagande av den elektrostatiska polarisationspotentialens ändring, exempelvis på ett elektroniskt oscilloskops bildskärm, bestämmer man visuellt laddningens maximum.

Samtidigt som detta maximum uppnås, exciterar man elastiska vågor på nytt och registrerar de malmförande kropparnas pulsade elektromagnetiska strålning, varefter mängden polymineraliska malmförande kroppar bestämmes med ledning av antalet stràlningspulspaket.

I fig 3 visas ett tidsdiagram över den pulsade elektromagnetiska strålningen, varvid spänningen U i V över registreringsanordningens utgång är avsatt längs ordinatan, medan tiden t i ms är avsatt längs abskissan.

De malmförande kropparnas strålning utgöres av paket 3, 4, 5 av brusliknande signaler, som består av kort- variga pulser med olika amplitud och polaritet. På tids- diagrammet visas tre paket 3, 4, 5 av pulser med vilkas hjälp man kan konstatera, att man medelst det enligt föreliggande uppfinning föreslagna prospekteringsför- farandet, i det undersökta massivet av bergarter upptäckt tre malmförande kroppar som är av industriellt intresse.

För att bättre kunna förstå uppfinningstanken be- skrives nedan följande exempel på genomförande av för- farandet enligt uppfinningen.

Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna för- farandet för geofysikalisk prospektering av polymineraliska malmförande kroppar har provats i en fyndort för sökning av malmförande kroppar som innehåller kvarts, antimonit och cinnober. På en malmförande kropp, som blottats medelst ett'bergbrott, placerades i förväg en elektro- . ..-.~._...-........._.», 10 15 20 25 30 35 l448 578 8 meter för registrering av en ändring i denna malmförande kropps elektrostatiska polarisationsladdning. Därefter bringades en 4 kg vägande ammonitladdning att spränga _ i en punkt i bergbrottet.

Under inverkan av en elastisk, genom sprängníngen alstrad våg genererades en elektromagnetisk strålning i de malmförande kropparna i det massiv av bergarter, som undersöktes. Samtidigt registrerade man medelst elektrometern och iakttog visuellt ändringen av den elektrostatiska polarisationsladdningen. I den tidpunkt, när den elektrostatiska polarisationsladdningsbeläggningen 8 Coulomb/m2, U nått upp till sitt maximivärde av 8-l0_ genomfördes - 14 s efter den första sprängningen - en andra sprängning av en 1 kg vägande ammonitladdning på ett avstånd av ca 10 m från den punkt, där de elastiska vågorna exciterades genom den första sprängningen. Den elektromagnetiska strålningens pulsamplitud utgjorde 0,5 ; rade alltså fyra malmförande kroppar i det massiv av 1,3; 2 och 0,8 V för olika föremål. Man registre- bergarter, som undersöktes.

För bestämning av det avstånd, på vilket respektive malmförande kropp var belägen, registrerades pulsöver- föringstiden, som för nämnda pulsamplituder utgjorde 3,25 ; 6,1; 10,15 respektive_l4,l ms.

Detta avstånd kan lätt bestämmas med ledning av den elastiska vägens fortplantningshastighet (utbred- ningshastighet) i den bergart, i vilken den malmförande kroppen är inrymd. Vid en vågfortplantningshastighet av exempelvis 5,5 m/ms i massiv kalksten utgör nämnda avstånd för den fjärde malmförande kroppen 14,1 ms x 5,5 m/ms = 78 m.från sprängningspunkten. vid provningen konsta- terades att prospekteringshàlen verkligen var borrade i dessa fyra malmförande kroppar. g För jämförelse av det enligt föreliggande uppfinning föreslagna förfarandet med det kända förfarandet av detta slag registrerades den elektromagnetiska strål- ningsamplitud, som alstrades av de malmförande kropparna under inverkan av de elastiska, genom den första spräng- fl.. . -...»,.e>.-......V..... _, 448 578 9 ningen wxciterade vågorna. Man upptäckte tre malmförande kroppar. Pulsamplituden utgjorde 0,1 ; 0,4 respektive 1 V, medan pulsöverföringstiden var 3,2 ; 6,1 respektive 10,2 ms. Amplituden av de signaler, som alstrades av 5 de polariserade kropparna, ökades alltså två till fem gånger, vilket gjorde det möjligt att upptäckalden malm- förande kropp, som vid den första sprängningen, när de malmförande kropparna icke var polariserade, ej upp- täckts. 10 I Industriell användbarhet Det enligt föreliggande uppfinning föreslagna för- farandet för qeofysikalisk prospektering av polymineraliska malmförnndv kroppar kan användas vid sökning och prospek- tering av malmförande kroppar som innehåller tenn, guld, 15 zink, bly, kvicksilver, molybden, volfram, antímon samt sällsynta jordartmetaller och är mycket effektivt vid prospektering av malmförande kroppar under driftskedet för kända fyndorter. ..._ .. ........,._..__.._..._........--............___.....-..... .. .. f, .....,..,._..,_,_,_,,_.,.,.__,._,___, ._ _ _ _, ___,__,_,__ , ___ _

Claims (2)

l 0 PATENTKRAV

1. Förfarande för geofysikalisk prospektering av polymíneraliska malmförande kroppar, vid vilket man f alstrar elastiska vågor i den bergart, i vilken de malm- förande kropparna är inrymda, och registrerar den pul- 5 sade elektromagnetiska strålning, som skall genereras av de malmförande kropparna under inverkan av de elastiska vågorna, varvid mängden polymineraliska malmförande _kroppar bestämmas med ledning av antalet strålninge- pulspaket, k ä n n e t e c k n a t av att man i förväg, 10 i det massiv av bergarter, som skall undersökas, exciterar elastiska vågor, som förorsakar elektrostatisk polarisa- tion i de malmförande kropparna, under det att den efter- följande exciteringen eller alstringen av elastiska vågor genomförs under det tidsintervall, när den elektro- 15 statiska polarisationsladdningen uppträder.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a t av att man - ifall en känd malmförande kropp förekommer i massivet av bergarter - dessutom registrerar en ändring i denna malmförande kropps elektro- 20 statiska polarisationsladdning, under det att den efter- följande exciteringen av elastiska vågor genomförs, samtidigt som denna polarisationsladdning får sitt maxi- mivärde. _...,-._.. a -,....f~.-.._._...,..._,._..__. ...pdf-i ~«---,-----..~- --f----------