С учетом полученных данных имеем S=1/3• (1,94)=-0,65 мГл
Берем ближайшее инструктивное значение S из таблицы 2 инструкции (приложение 5) для горно-таежной местности. S=0,5 мгл. По этому входному значению определяем оБуге и онабл
оБуге=+0,25 мГл
онабл=+0,12 мГл
По данным таблицы и данным расчета для составления отчетной карты нужно выбрать соответствующий масштаб. После проведенных расчетов выбран масштаб 1: 25000.
Теперь, зная СКП определения аномальных значений, необходимо определить допустимые погрешности рядовой съемки, заполняющей и каркасной опорных сетей. Среднеквадратическая погрешность определения аномалий силы тяжести (еа) складывается из следующих погрешностей:
погрешность центральной сети (ец)
погрешность опорной сети (еос)
погрешность рядовой съемки (еряд)
погрешности в мгл, вызванной погрешностью определения высот пунктов наблюдения (енабл)
Соотношение между енабл, еряд и езап следующие:
еряд =1,5: 2 езап,
езап=1,5: 2 ек.
Погрешность енабл в мгл можно определить следующим образом. Для данного масштаба съемки и сечения изоаномал допустимая погрешность определения высот в метрах указана в таблице 2 инструкции (приложение 5). В нашем случае это величина равна ±0.9 м.
Эту погрешность в метрах надо умножить на 0,1967 и получим погрешность онабл в мгл. Коэффициент был взят из формулы поправки Буге: ?g= (0.3086-0.0419•у)•Н, где у - плотность пород промежуточного слоя, равная 2.67 г/см3.
Для нашего случая ен=0.9 •0.1967=0.17703 мГл
Окончательное соотношение между четырьмя погрешностями должны быть таким, чтобы выполнялось равенство:
оБуге2 =ок2 +озап2 +оряд2 +он2
Для данной работы рассчитаны следующие значения:
ек = 0,0385 мГал
езап = 1,8• ек =0,0693 мГал
еряд = 1,8 • езап = 0,1248 мГал
Рассчитываем сеть наблюдений. Для этого определяем шаг по профилю и расстояние между профилями.
Отсекаем значения ?g, которые по модулю меньше 3• онабл
3• онабл=3•(0,12)=0,36 (рис 2)
Тогда поперечная мощность аномалии l
l=180-(-180)=360 метров
Аномалия должна подсекаться не менее чем 3 точками по профилю, поэтому шаг по профилю будет l/3
?x= l/3=360/3=120 метров
Берем ближайшее инструктивное значение - 100 метров. Расстояние между профилями должнопревышать шаг по профилю в 2-5 раз. Для нашего случая берется двукратное превышение.
?у=2*100=200 метров
Для определения масштаба съемки необходимо также вычислить густоту сети. Число пунктов на 1 км2 составляет 66, а расстояние между пунктами наблюдения по профилям составляет 100 метров. Соответственно с учетом этих исходных данных по инструкции для гравиметрических работ в горно-таежной местности определяем масштаб съемки. Размер участка работ составляет 2*5 км. Расстояние между ПР 200 м, между ПК 100м. Общее количество ПР равно 26. М 1:25000
Погрешность гравиметра Autograv CG-5, которым производится съемка, равна 0.001 мГл (еед =0,001 мГл) из этого условия рассчитываем необходимое количество наблюдений на рядовой, заполняющей и каркасной сетей.
Nряд = еІед/еІряд = (0.001)?/ (0,1248)? ? 1набл, но не менее 2.
Nзап = еІед/еІзап = (0.001)?/ (0,0693)? ? 1набл, но как правило не менее 3.
Nк = еІед/еІк = (0.001)?/ (0,0385)? ? 1набл, но как правило не менее 3.
Для оценки качества съемки в процессе полевых работ проводятся независимые контрольные наблюдения:
В каждый последующий рейс включается несколько контрольных пунктов из предыдущих рейсов, и выполняются в специальный контрольный рейс, секущие профили рядовой сети. Контрольные наблюдения проводятся 10% и располагаются по возможности равномерно по площади съемки. Общее число контрольных пунктов наблюдений не должно быть меньше 50 (для нашего случая 56).
2.4 Методика топогеодезического обеспечения гравиметрических работ
Геодезические работы при гравиметрических съемках включают:
* перенесение в натуру проекта расположения опорных и рядовых гравиметрических пунктов (разбивка магистралей, профилей и т. п.),
* закрепление пунктов соответствующими знаками,
* определение координат и высот пунктов наблюдений,
* проведение работ по определению относительных превышений местности вокруг пунктов наблюдений с целью учета влияния рельефа,
* составление геодезической основы для гравиметрической карты,
* технический контроль и оценку точности гравиметрических работ.
План прохождения всех точек каркасной, заполняющей и рядовой сети представлен на схеме проектных гравиметрических пунктов. Разбивка каркасной сети от исходного пункта будет производиться на вертолете. Разбивка заполняющей и рядовой сети будет производиться в пешем порядке.
Пункты опорной гравиметрической сети закрепляются в соответствии с требованиями инструкции по геодезическим работам при геофизических съемках. Рядовой пункт закрепляется деревянным колышком или надписью на постоянном предмете местности с сохранением этого обозначения в продолжение всего полевого сезона для возможных контрольных измерений. Привязка магистралей осуществляется теодолитами. Для определения координат пунктов наблюдений использовать автоматические топопривязчики.
Для этого используют GPS - навигаторы, в данной работе используется GPS - навигатор типа Мagellan GPS 300.
Основные характеристики Мagellan GPS 300:
- 12-ти канальный приемник, работающий одновременно 12-тью спутниками
-хранение до 100 точек
-один маршрут из 10 точек
-защитное резиновое покрытие
-прочный дисплей
-система меню
-координаты в виде LAT / LOT или UTM
Гравиметрическое обеспечение.
Измерения на всех пунктах производятся гравиметром типа Autograv CG-5 со следующей точностью:
еисх=±0,001мГл
ек = ±0,002мГл
езап = ±0,004мГл
еряд = ±0,008мГл
Время рабочего режима гравиметра Autograv CG-5 - 4-6 часов, погрешность этого гравиметра составляет 0.001 мГл.
Текущий контроль осуществляется начальником партии, техническим руководителем или другим уполномоченным лицом по окончании каждого рейса (дня) и состоит в приемке полевого материала. Результаты проверки, текущая приемка полевых материалов записываются в регистрационном журнале. Приемка полевых материалов проводится периодически в процессе полевых работ и по окончании их специальной комиссией, назначенной руководством предприятия. Оценка полевых материалов (раздельно гравиметрических и геодезических) дается по трехбалльной системе (3,4 или 5).
2.5 Камеральная обработка материалов
Камеральная обработка данных гравиметрической съемки делится на два вида - первичную и окончательную. Первичная обработка выполняется в поле, в процессе проведения съемочных работ, окончательная выполняется в камеральных условиях на базе партии или экспедиции.
При первичной камеральной обработке обычно ведется расчет полных значений ускорения силы тяжести с введением поправок за лунно-солнечные вариации (при высокоточной съемке), иногда за температуру и нелинейность шкалы прибора, а также рассчитываются полученные (реальные) погрешности съемки. Чаще всего при обработке вводится поправка только за смещение нуля гравиметра.
Первичная обработка данных
Поскольку гравиметрами измеряются не полные значения ускорения силы тяжести, а его приращения, наблюдения с гравиметром всегда начинаются на опорных пунктах, где полные значения силы тяжести определяются заранее с повышенной точностью.
Поправка за сползание нуль-пункта
Зная полное значение силы тяжести на опорном пункте (так называемое “жесткое” значение -gОП1) и, взяв отсчет на этом пункте (nоп), а затем на пунктах рядовой съёмки (n1; n2; n3…ni и т.д.), приращения силы тяжести на каждом из рядовых пунктов относительно опорного можно определить, как
g1= c (n1-nоп1),
g2= c (n2-nоп1),
………………,
gi= c(ni-nоп1)
где С - цена деления гравиметра. Алгебраически суммируя приращения на каждом пункте с жестким значением, получают полные значения силы тяжести на каждом рядовом пункте:
g1 = gon1 + g1,
g2 = gon1 + g2,
…..……………..,
gl = gon1 + gi,
Однако полученные значения gi будут определены с ошибкой, поскольку гравиметр обладает сползанием нуль-пункта. Для учета этой ошибки каждое звено рейса (маршрута) должно не только начинаться, но и заканчиваться на опорном пункте, причем не обязательно на том же, так как полные (абсолютные) значения силы тяжести известны на каждом из опорных пунктов. При этом надо выполнять обязательное условие - промежуток времени между отсчетами на опорных пунктах (или говорят: длительность звена рейса) должен быть не больше времени рабочего режима гравиметра, которое определяют опытным путем перед началом работы. Обычно это время не превышает 3-4 часов. Затем приступают к обработке данных. Вычисляют для каждой точки разность отсчетов, вычитая из отсчетов на каждой точке самый первый отсчет на опорной точке (ni = ni-n0). Умножают разности отсчетов на цену деления (g = c·ni). На миллиметровке строят график зависимости сползания нуль-пункта от времени, считая эту зависимость линейной. Затем определяют величину сползания нуль-пункта для каждого пункта рядовых наблюдений пропорционально времени. Время отсчитывается от отсчета на первом опорном пункте и поправка вводится с обратным знаком.
При разработке вопросов (расчет редукции Буге, учитования сползания нуль-пункта, введение поправок и др.) необходимо учитывать следующие инструктивные положения.
Оценка точности опорных сетей, созданных по центральной системе, выполняются по формуле:
,
где о ед - СКП единичного измерения; N ср = N / n - среднее количество наблюдений на одном пункте; N - общее число измерений; n - число пунктов.
Значение вычисляется по формуле:
,
где дІi - отклонение измеренного значения ?g от среднего (при этом в n не входит исходный пункт).
По этим же формулам производится оценка точности рядовой съёмки, но под понимаются отклонения значений ?g, полученных в рядовых рейсах, от контрольных.
Оценка точности опорных сетей, созданных по двухступенчатой системе (каркасная и заполняющая опорные сети), производится по формуле:
,
где - число каркасных и заполняющих опорных пунктов;
- СКП определения силы тяжести соответственно на каркасных и заполняющих опорных пунктов.
Окончательная обработка
Для разведочных целей непосредственное сопоставление измеренных значений силы тяжести оказывается невозможным, т.к. наряду с неоднородным распределением масс в Земле (что и является целью разведки) на силу тяжести оказывают влияние географическое положение точек наблюдений, их высота, окружающие массы рельефа и т.д. интерес представляют не полные значения g, а только их аномальные значения:
ga = gизм - г0. (1)
В формулах для нормальных значений силы тяжести учтено действие центробежной силы, которое не зависит от распределения масс в Земле, поэтому аномалии Дg отражают только неоднородное распределение масс и тождественно совпадают с аномалиями притяжения. Однако в формуле (1) gизм относится к физической поверхности Земли, а г0 - к поверхности эллипсоида. Чтобы получить аномалию ga, надо либо привести измеренное значение gизм к поверхности эллипсоида, либо привести нормальное поле г0 к физической поверхности Земли. С математических позиций это все равно, но более удобным оказалось приведение нормального поля к физической поверхности Земли. Такое приведение или редуцирование осуществляется с помощью поправок.
Практически при редуцировании используют высоты от уровня моря, т. е геоида, а не от сфероида, поэтому величины g и г относятся разным поверхностям. Это дает лишь постоянный фон на участках измерений. Такие аномалии называются смешанными (чистыми называют аномалии, отнесенные к одной поверхности). Если рассматриваются территории порядка континентов, то надо вводить поправку за искажающее действие отклонения геоида от сфероида. Ее максимальное значение может быть до 40 мГл.
Обычно при окончательной обработке гравиметрических данных используют следующие поправки и соответствующие им редукции.
1. Поправка за высоту точки стояния прибора.
Наблюдения с гравиметром обычно проводятся на неровном рельефе земной поверхности. При этом значение силы тяжести зависит от высоты точки наблюдения - с увеличением высоты значения силы тяжести уменьшается. Для того, чтобы рельеф поверхности наблюдения не вносил ошибок в наблюденные данные, результаты гравиметрической съемки приводят к уровню моря (или редуцируют на уровень моря). Если представить себе, что между уровнем моря и поверхностью наблюдения нет горных пород, а находится только воздух, то, учитывая формулу нормального вертикального градиента силы тяжести Vzz, зависимость между абсолютной отметкой точки наблюдения (Н) и приращением силы тяжести на этой высоте (gс.в.) можно записать в виде:
gс.в. = 0,3086·Н. (2)
Эта поправка называется поправкой за высоту точки стояния в свободном воздухе, или редукцией Фая.
2. Поправка за плотность пород промежуточного слоя.
Поправка за высоту определяется из предположения, что между уровнем моря и поверхностью наблюдений ничего нет. На самом же деле в пространстве между уровнем моря и рельефом поверхности съемки находятся горные породы с плотностью уп.с. (так называемая плотность пород промежуточного слоя).
Поправка за плотность промежуточного слоя определяется, согласно теории, также из простого соотношения:
gп.с. = - 0,0419уп.с.Н (3)
Минус в формуле поставлен из-за того, что породы плотностью уп.с. завышают значение силы тяжести, поэтому поправка всегда отрицательна. В практике обработки обычно обе эти поправки объединяются в одну и суммарная поправка называется поправкой (или редукцией) Буге:
gб = gс.в. + gп.с. = (0,3086 - 0,0419уп.с.) Н (4)
Поправки за высоту точки стояния и за протность пород промежуточного слоя мы учли при расчете ен=0.9 •0.1967=0.17703 мГл (стр. 11)
3. Поправка за влияние окружающего рельефа. На результаты измерений с гравиметрами оказывает воздействие избыток или недостаток масс, расположенных вокруг точки наблюдения. Необходимость введения поправки за окружающий рельеф определяется в каждом конкретном случае степенью расчленённости рельефа и необходимой точностью работ. Согласно инструкции по гравиразведке, поправки за влияние рельефа местности вводятся на тех пунктах, где они превосходят 0,5 величины проектной среднеквадратичной погрешности определения аномалии силы тяжести. Как положительные формы рельефа, находящиеся вокруг точки наблюдения, так и отрицательные уменьшают наблюдённое значение силы тяжести. Поэтому поправка за влияние рельефа всегда положительна.
Для нашего случая поправку за влияние окружающего рельефа необходимо учитывать, т.к. исследуемое месторождение находится в горной местности.
2.6 Геологическая интерпретация гравитационного поля
Геологическая интерпретация - это истолкование, выявление закономерностей распределения гравитационных аномалий на земной поверхности. Установление причин аномалий, то есть их связи с геологическими объектами.
Интерпретация делится на качественную и количественную. При качественной интерпретации особенно важное значение приобретает значения физических свойств пород и анализ этих величин для выяснения геологической природы аномалий. С помощью количественной интерпретации определяют обратную задачу, которая состоит в вычислении по данному распределению гравитационного поля и параметров тела его образующую (форма, размер, плотность).
По карте изоаномал, которая в дальнейшем будет интерпретироваться, выделяются аномалии, которые соответствуют исходным объектам.
3. Производственно-технические показатели
3.1 Общая организация работ
Для полевых гравиразведочных работ соответствующее предприятие организует гравиметрические партии, действующие в пределах и на основе технического проекта, сметы, наряд-заказа, технических инструкций, наставлений и норм для данного вида и условий работ.
Каждая гравиметрическая партия состоит из одного или нескольких приборных отрядов, топографо-геодезического отряда (для морских партий гидрографического и радиогеодезического) и соответствующего числа вспомогательных и хозяйственных работников.
В случае производственной необходимости и целесообразности гравиметрический отряд может входить в состав комплексной геофизической партии. В свою очередь гравиметрической партии могут быть приданы отряды других методов геофизической разведки.
Топографо-геодезические работы могут также проводиться специальными геодезическими партиями.
Полный цикл гравиразведочных работ делится на следующие периоды:
проектно-сметный;
организационный (на месте формирования партии и в поле);
полевой;
ликвидационный (в поле и на месте расформирования партии);
камеральный.
В случае производственной целесообразности могут быть организованы круглогодичные гравиметрические партии с постоянными кадрами и централизованной камеральной группой.
При работе в новых районах, с новой аппаратурой или по новой методике партия может проводить опытные работы, продолжительность которых определяется техническим проектом. В опытном порядке следует также проводить работы по выяснению возможностей применения гравиметрического метода для решения новых геологических задач.
Полевые работы гравиметрической партии заключается в выполнение гравиметрических наблюдений (измерений) на каждом физическом (координатном) пункте местности и их топографо-геодезическом обосновании. Допускается любой порядок обработки пунктов гравиметрическим и топографо-геодезическим отрядами - одновременный или в различной последовательности, с безусловной тождественностью места наблюдения для обоих отрядов; предпочтительным является опережение топографическим отрядом гравиметрического.
При организации гравиметрической партии надлежит произвести тщательный подбор гравиметров для выполнения запроектированных работ с точки зрения обеспечения заданной точки измерений, регулировки диапазона силы тяжести, близости температурной компенсации прибора к диапазону температур, ожидаемых при полевых работах.
До начала полевых работ партии необходимо:
получить и проанализировать все имеющиеся по району съемки картографические, геологические, геодезические и другие материалы;
ознакомить технический персонал партии с техническим проектом, инструкциями и наставлениями по работе, технике безопасности и др.;
произвести рекогносцировку района работ; составить схему расположения пунктов наблюдений и график полевых работ отрядов и бригад.
Результаты обработки полевых материалов необходимо систематически наносить на рабочие карты и схемы и учитывать их в последующих работах партии.
Для увязки результатов проводимой съемки с выполняемыми или ранее выполненными съемками на соседних участках следует включать в текущую съемку опорные точки, расположенные в непосредственной от нее близости и производить перекрытие съемки в полосе шириной, равной удвоенному расстоянию между гравиметрическими точками.
Предельное расхождение наблюденных значений силы тяжести на одноименных опорных точках, с учетом разности уровней за счет привязки, к исходным точкам, не должно превышать утроенной среднеквадратической ошибки определения данных опорных точек. При больших расхождениях необходимо проверить точность определения обеих опорных сетей.
3.2 Объем работ, структура и штаты
Численный и квалификационный состав полевого гравиметрического отряда складывается из числа работников, занятых в рейсе (в процессе совершенствования технологии работы гравиметрического отряда это число меняется) и соответствующего числа вспомогательных и хозяйственных работников на базе.
Руководит работой полевого отряда геофизик-оператор. Камеральная обработка материалов в поле проводится работниками гравиметрического отряда. Коэффициент загрузки работников полевого гравиметрического отряда определяется по формуле:
Кз = Тз/Т,
Где:
Тз - время загрузки данного работника при обработке одной физической точки или в течение смены;
Т - затраты времени на обработку одной физической точки или общая продолжительность смены (420 минут).
3.3 Мероприятия по технике безопасности и охране природы
Работники, принимаемые на геофизические (гравиметрические) работы, должны пройти медицинский осмотр, поставить все необходимые прививки (например, от энцефалита и туляремии) и допускаются к производству работ только после инструктажа по технике безопасности и промышленной санитарии. Перед выездом в поле все рабочие проходят однодневный инструктаж по технике безопасности с оформлением соответствующего документа (расписка проходившего инструктаж). Экзаменационная комиссия назначается начальником партии, и результаты проверки знаний оформляются протоколом. Для ежедневного контроля за соблюдением техники безопасности и охраны труда выбирается внештатный общий инструктор, который свои замечания вносит в специальный журнал общего инспектора. Все нарушения техники безопасности и охраны труда рассматриваются на общем собрании партии. Работники, занятые на полевых работах, должны быть обучены приемам оказания первой медицинской помощи. На базе партии (отряда) оборудуется уголок с медицинской аптечкой. Отряд в поле также снабжается аптечкой. Все работники должны быть снабжены спецодеждой и специальной обувью нужного размера. В спецмашине должен быть огнетушитель, лопата, ведро, а на базе партии - комплект шанцевого инструмента (топор, лопата, багор, лом, ведро, ящик с песком). Бортовые машины для перевозки людей должны быть оборудованы скамейками.
Заключение
В результате проведенной работы была запроектирована гравиметрическая съемка на площади 10 квадратных километров, на месторождении Кальмакыр. Был рассчитан график ?g аналитическим методом и методом палеток (значения ?gмах совпали), впоследствии были рассчитаны соответствующие среднеквадратичные погрешности, построена схема создания опорной и рядовой сетей наблюдений.
Список использованных источников и литературы
1. http://www.agmk.uz/index.php?option=com_content&task=view&id=14&Itemid=816 сайт Алмалыкского Горно-Металлургического комбината.
2. Автеньев Г.К., Гусев Е.В. Гравиразведка. Методические указания по курсовому проектированию для студентов-заочников специальности 0802-«Геофизические методы поиска и разведки месторождений полезных ископаемых».-Томск: изд. ТПУ. 1994. - 36 с
3. Миронов В.С. Курс гравиразведки. Л.: Недра, 1980.- 512 с.
Страницы: 1, 2
