Визначення густини порід у природному заляганні

Практично застосовують чотири методи визначення густини порід у природному заляганні: гравіметричні виміри у свердловинах; гамма-гамма-метод у свердловинах і в поверхневих прошарках земної кори; метод Неттльтона.

Різниця прискорень вільного падіння

dg₂₁=g₁-g₂

на двох глибинах H₁ і H₂ в свердловині або шахті дорівнює

dg₂₁ = (2.24)

де: ¶g/¶z - анормальний градіент прискорення сили ваги; ¶Dg/¶z - аномальний градіент прискорення вільного падіння; і - кут між віссю свердловини і нормаллю до площинно-паралельного прошарку порід, що проходить через точки Н₁ і Н₂ (визначається нахилом прошарку до обрію і відхиленням осі свердловини від вертикальної лінії); Dg_Р - різниця поправок за рельєф у пунктах 2 і 1; Dg_гв - різниця поправок за вплив гірських виробіток.

Знехтувавши невідомим членом (Н₂ – Н₁), що може дати похибку до 3 %, можна визначити густину

(2.25)

Член добавляється тільки при спостереженнях у шахті.

Точність визначення s за спостереженнями у свердловинах і шахтах залежить від точності гравіметричних визначень і різниці глибин, а також від розміру самої густини. Для визначення s порід осадового комплексу (s<3×10³кг/м³) із відносною похибкою не менше 3 % необхідний вимір g із похибкою ±0,01мГл на інтервалі глибин не менше 10м, а для визначення s шару товщиною 1м із тією же відносною похибкою 3 % точність гравіметричних вимірів повинна бути підвищена до ±0,001мГл.

Прискорення вільного падіння g у свердловинах вимірюють свердловинними гравіметрами з телекеруванням, що опускаються на кабелі. Відлік показань свердловинних гравіметрів проводиться на поверхні землі. Фактично досягнута середня квадратична похибка вимірів із свердловинними гравіметрами складає 0,01-0,1мГл.

Густина порід може бути визначена гамма-гамма-методами, у модифікації просвічування чи розсіяного гама випромінювання. У модифікації просвічування послаблення первинного потоку гама-випромінювання описується формулою

J=J₀ e^-mx, (2.25)

Для g- променів з енергією 0,6-2,0 МеВ значення m приблизно пропорційне густині порід s. У модифікації просвічування гамма-гамма-метод визначення густини застосовують у шпурах. У модифікації розсіяного гама-випромінювання можливе визначення густини порід у розрізі свердловини, на відслоненнях у лабораторних умовах.

Для вивчення густини ґрунтів й рихлих порід на невеличких глибинах (перші метри) використовують пенетраційні установки, змонтовані на автомашинах або тракторах. Принцип виміру подібний свердловинному варіанту.

Безпосередньо з даних польових гравіметричних вимірів можна знайти ефективну середню густину проміжного прошарку, розташованого між рівнями висот самих нижніх і найвищих точок зйомки в даному районі. Це буде таке значення густини проміжного прошарку, при якому кореляція аномалій Буге з оцінками висот окремих точок буде найменшою.

Для цього вибирають профіль із можливо великим діапазоном зміни висот, проводять уздовж нього гравіметричну зйомку й обчислюють аномалії Буге, варіюючи густиною проміжного прошарку в деяких межах s₁<s<s₂. З отриманих кривих вибирають ту, що найменше відбиває зміну рельєфу місцевості уздовж профілю.

З графіків визначають відповідну середню ефективну густину s_еф.ср.. Ефективною ця густина називається тому, що вона визначається на підставі апріорного припущення про відсутність зв'язку між топографічними і глибинними аномальними масами, а дійсна густина проміжного прошарку може від неї відрізнятися.

Шифр кривих - значення s проміжного шару.

Рисунок 2.1 Визначення густини проміжного прошарку по методу Неттльтона (пунктирна лінія - регіональний гравітаційний фон).

Дата добавления: 2015-07-12