3.2.3 Методика и техника полевых гравиметрических работ

Под методикой гравиметрических работ понимают общую совокупность технических приемов, обеспечивающих выполнение проектируемого задания. Методика полевых (и камеральных) работ определяется целевым заданием проекта с учетом всех физико-геологических условий района работ. Применительно к полевым гравиметрическим работам это означает выполнение гравиметрических наблюдений с заданными параметрами.

В методическом плане разработке в этой главе проекта подлежат следующие вопросы:

- сечение изоаномал отчетных карт,

- точность съемки и система контроля наблюдений,

- структура съемочной сети,

- система исходных и опорных пунктов наблюдений,

- подготовка приборов к работе,

- техника наблюдений на пунктах,

- петрофизические исследования.

Рассмотрим эти вопросы подробнее. Согласно инструкции (§28): для решения поставленных задач интервал сечения изоаномал отчетной карты при региональных и детальных поисковых съемках должен быть меньше амплитуды исследуемых аномалий, а при детальных разведочных съемках – 2-3 раза. Исходя из этого положения, по рассчитанной кривой ( g, V_zx) поля ППМ объекта выбираем сечение изоаномал отчетной карты.

Точность работ определяется, исходя из следующего инструктивного положения. При площадной съемке среднеквадратическая погрешность (СКП) определения аномалий силы тяжести должна составлять 0,4 интервала сечения изоаномал отчетной карты, а в горных районах – 0,5 интервала сечения изоаномал. СКП определения аномалий силы тяжести или ее производных не должна превышать при поисковой съемке 1/5, а при региональной – 1/3 минимальной величины локальных аномалий гравитационного поля, создаваемых искомыми объектами. Вычислив СКП определения аномалий силы тяжести, по таблице 1 или 2 инструкции (приложения 4-5) выбираем масштаб съемки, соответствующий полученному сечению изоаномал и точности съемки для равнинных или горных условий. Если по таблице масштаб определяется неоднозначно, то его необходимо уточнить по той же таблице после расчета густоты сети.

Теперь, зная СКП определения аномальных значений, необходимо определить допустимые погрешности рядовой съемки, заполняющей и каркасной опорных сетей. Среднеквадратическая погрешность определения аномалий силы тяжести (_а) складывается из следующих погрешностей:

- погрешности каркасной сети (_к),

- погрешности заполняющей опорной сети (_зап.),

- погрешности рядовой съемки,

- погрешности в мгл (10^-3 м/с²), вызванной погрешностью (в м) определения высот пунктов наблюдений (_н).

Соотношение между _к , _зап. и _ряд. рекомендуется следующим:

_ряд. = 1,5 2 _зап. ,

_зап. = 1,5 2 _к. ,

Погрешность _к в мгл (1мгл = 10^-5 м/с²) можно определить следующим образом. Для данного масштаба съемки и сечения изоаномал допустимая погрешность определения высот в метрах указана в таблицах 1 и 2 инструкции, в графе 6 (приложения 4 и 5). Эту погрешность в метрах надо умножить на 0,1967 и получим погрешность _{к в мгл.} Коэффициент 0,1967 взят из формулы поправки Буге: g = (0,3086 – 0,0419 ) Н, где  - плотность пород промежуточного слоя, равная 2,67 г/см³. Окончательное соотношение между четырьмя рассматриваемыми погрешностями должно быть таким, чтобы выполнялось равенство:

_к =

Для оценки качества съемки в процессе полевых работ проводятся независимые контрольные наблюдения: в каждый последующий рейс включается один или несколько контрольных пунктов из предыдущих рейсов выполняются специальные контрольные рейсы, секущие профили рядовой сети. Контрольные наблюдения проводятся в объеме 5-10% и распределяются по возможности равномерно по площади съемки. Общее число контрольных наблюдений не должно быть меньше 50.

При наблюдениях на пункте двумя гравиметрами (двухприборная съемка) количество контрольных измерений устанавливается от 3 (при съемках с меньшим количеством пунктов) до 5% (при съемках с меньшим количеством пунктов), но число их должно быть не менее 50. Это общие интрузивные требования. При выполнении проекта, исходя из условий производства работ и выбранной методики наблюдений, необходимо конкретно указать планируемый процент контроля и соответствующее ему количество контрольных пунктов.

Структура съемочной сети и система расположения опорных пунктов относятся к числу наиболее трудоемких вопросов проектирования, а поэтому далее они будут рассмотрены отдельно.

Необходимо предусмотреть и подготовку аппаратуры к работе, указав при этом:

- какие и где будут проводиться регулировки приборов,

- что планируется включать в предполевую и предмаршрутную подготовку приборов.

ПРИ разработке методики и техники наблюдений на пунктах съемочной сети необходимо указать и обосновать планируемый порядок наблюдений на пунктах. Это может быть однократная методика, методика с повторением, двухприборная съемка, методика разностного нольпульта, методика отдельных приращений и т.д.

Необходимое количество наблюдений на пунктах рядовой сети в производственных проектах рассчитывают, исходя из конкретной имеющейся в наличии гравиметрической аппаратуры. При этом основным исходным материалом служит СКП единичного наблюдения с гравиметром при различной длительности звена рейса (маршрута). Под звеном рейса понимают совокупность наблюдений в промежутке времени между опорными пунктами. Количество наблюдений (N) на каждом рядовом пункте определяется по формуле:

N , (2)

_ед – СКП единичного наблюдения с гравиметром за промежуток времени t, _ряд – СКП рядовой съемки. Результат вычисления округляется в большую сторону до целого числа. В учебном проекте целесообразно выбирать новейшую аппаратуру и для расчета использовать ее технические характеристики, приведенные в учебной литературе 3, 23. Необходимо также указать планируемую среднюю продолжительность звена рейса.

Знание плотности горных пород необходимо для обработки (введения поправки за промежуточный слой, за рельеф дневной поверхности) и интерпретации результатов гравиметрических измерений. Поэтому необходимо в проекте предусматривать либо отбор образцов для определения истинной плотности пород лабораторным путем, либо проектировать специальные гравиметрические наблюдения для определения кажущейся плотности пород (измерение в шурфах, канавах, в крест простирания наиболее крутых форм рельефа и т. д.). Исходить здесь следует из конкретных условий участка (обнаженность, наличие горных выработок) и указать необходимые объемы работ.