книги из ГПНТБ / Рысс Ю.С. Поиски и разведка рудных тел контактным способом поляризационных кривых

подобраны. Далее начинаются непосредственные наблюдения с за­ писью поляризационных кривых.

Если постоянное ф с увеличением силы тока не устанавливается, то повторно подбирают сопротивление компенсации таким же об­ разом, как описывалось выше. При этом постоянное значение ф ищут в более отрицательной области при катодной поляризации и в более положительной — при анодной по сравнению с тем зна­ чением, какое подбиралось в первый раз. Описанные операции повторяют несколько раз, пока не добиваются постоянства значения ф ■с увеличением силы тока. Как только такое постоянство устанавли­ вается, исходное значение сопротивления компенсации и скорость ■съемки оказываются подобранными для начала наблюдений.

В определенных случаях отыскать постоянное значение ф при принятой скорости изменения силы тока не удается. Величины ме­ няются таким образом, что либо отмечается резкая перекомпенсация, либо на очень малом интервале изменения тока наблюдается сначала недокомпенсация, а затем резкая перекомпенсация. Указанные явления соответствуют слишком большой скорости съемки и одно­ временно служат показателем небольших размеров изучаемого руд­ ного тела. В рассматриваемом случае скорость снижают в 5—10 раз п повторяют все описанные выше операции, пока не будут подобраны необходимое сопротивление компенсации и скорость наблюдений.

При больших размерах рудных тел, наоборот, очень легко уста­ навливается кажущееся постоянство значения ф, которое медленно «ползет» с увеличением силы тока выше 2а. В данном случае необ­ ходимо увеличить скорость съемки также в 5—10 раз с повторением операций подбора сопротивления компенсации.

Отыскание исходных сопротивления компенсации и скорости на­ блюдения поляризационных кривых является ответственным и важ­ ным этапом измерений.

НАБЛЮДЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ КРИВЫХ

После выбора сопротивления компенсации и скорости съемки кри вых, включается самописец и записывается первая поляризационная кривая. Как правило, она неудачна из-за неточного подбора сопро­ тивления компенсации. Пока записывается кривая, наблюдатель оценивает ее вид и примерно определяет потенциал протекающей реакции. Достигнув силы тока, при которой по кривой видно, что реакция уже закончилась, и остановив дальнейшее увеличение силы тока, изменением сопротивления компенсации выводят стрелку измерителя потенциалов и перо самописца (в оторванном от бумаги состоянии) в район ожидаемого потенциала реакции. После этого снимают вторую и последующие поляризационные кривые, каждый раз подправляя значения сопротивления компенсации, добиваясь рельефной поляризационной кривой, с помощью которой можно опре­ делить потенциал реакции и интервал значений силы тока, при ко­ торых она существует. Обычно целесообразно для каждой реакции

получить несколько кривых с разыои величиной сопротивления ком­ пенсации. Использовав свойства поляризационных кривых с раз­ личными значениями Д£/комп, в соответствии с которыми продолже­ ния прямолинейных участков, отражающих протекание реакций, пересекаются в одной и той же точке с осью потенциалов, по ука­ занным кривым, с одной стороны, устанавливается действительное существование реакции, с другой — контролируется точность опре­ деления ее потенциала и величины предельной силы тока.

Определение действительного существования реакции имеет перво­ степенное значение. В самом деле, при условии алгебраического сложения двух противоположно направленных сил, одна из кото­ рых имеет сложную природу, могут создаться такие варианты их сум­ мирования (при одной смене реакции на другую, при включении дополни­ тельного влияния рядом лежащего рудного тела и т. д.), когда на кривой появятся ложные прямоли­ нейные участки. Их можно спутать с теми участками, которые соответ­ ствуют искомым электрохимическим реакциям. Изменяя одну из дей­ ствующих сил путем изменения со­ противления компенсации и тем самым меняя соотношение слага­ емых сил, можно изменить форму

кривой, и в частности разрушить прямолинейный ее участок, если он не соответствует определенной электрохимической реакции. Таким путем удается однозначно установить действительное суще­ ствование реакции и проконтролировать ее потенциал.

На рис. 10 показан пример отработки отдельных реакций при исследовании реальных рудных тел. Как видно из рис. 10, значения потенциалов реакций удовлетворительно совпадают при определе­ нии их по разным кривым, снятым с изменением сопротивления ком­ пенсации. Погрешность определения потенциалов реакций обычно не превышает ±0,05 в. Достаточно удовлетворительно определя­ ется и предельная сила тока реакций. В табл. 2 приведены резуль­ таты вычисления погрешности определения предельной силы тока ряда реакций для трех полиметаллических тел месторождений Вос­ точного Казахстана. Каждое значение вычислялось как среднее из 5—15 определений предельной силы тока реакции на том или ином минерале по соответствующим поляризационным кривым. Как видно из табл. 2, ошибка определения колеблется от 3 до 13%; средняя 6,2%. Обычно погрешность определения предельной силы тока 5-10% (до 20%).

После съемки ряда поляризационных кривых и установления по­ тенциала и предельной силы тока первой реакции переходят к на­ блюдению кривых с определением параметров второй и последующих

оруденение, проводят такие же наблюдения при другом направлении тока. Обычно целесообразно сначала исследовать катодные поляри­ зационные кривые, а потом анодные. При указанной последователь­ ности измерений меньше вносится погрешностей, связанных с анод­ ным растворением рудного тела в целом, и в частности в районе контакта снаряда с оруденением.

Наблюдения поляризационных кривых составляют основной объем работ КСПК. На снятие одной поляризационной кривой затрачивается время от 10—30 мин до 3—4 ч и более (иногда до двух суток). За рабочий день обычно записывается от 10 до 25 кривых, реже 2—3 кривых при медленной съемке или 30—35 кривых при быстрой. В зависимости от сложности минерального состава руд для изучения катодных и анодных процессов необходимо снимать от 15 до 100 кривых. При одном заземлении в рудное тело на работы способом КСПК затрачивается от одного до 10 рабочих дней (без затрат времени на устройство вспомогательного заземления). При съемке поляризационных кривых периодически ведется проверка технической исправности аппаратуры и постоянства условий изме­ рений.

Исправность аппаратуры проверяется осмотром узлов и блоков станции и проверочными тестами, специфичными для каждого узла. Особое внимание обращается на возможность появления утечек через корпусы приборов в соединительных и наземных проводах. Наличие утечек устанавливается обычными приемами, принятыми в электро­ разведке. Обнаруженные неисправности аппаратуры заносятся в по­ левой журнал с указанием даты их обнаружения, причины возникно­ вения и мер по устранению.

Важный момент — проверка возможного появления помех в прием­ ной линии. Проверка осуществляется путем снятия градуировочной кривой при замкнутом входе приемной и компенсирующих цепей на измерителе потенциалов и изменении силы тока в питающей цепи от 0 до максимума. При отсутствии помех на бланке самописца реги­ стрируется прямая, совпадающая с осью силы тока при нулевом значении потенциала. В случае появления помех записывается кри­ вая сложного вида в соответствии с направлением и величиной помехи при той или иной силе тока. Установленная помеха должна быть устранена путем регулировки фильтров приемной и питающей ли­ ний, исправления нарушений в экранах и т. и.

Сохранение условий измерений контролируют по потенциалу рудного объекта, а также сопротивлению питающей цепи и ее от­ дельных составляющих: сопротивление заземления рудного тела и вспомогательного заземлителя. Сопротивление питающей цепи определяют при одновременном измерении напряжения источника питания и силы тока во время съемки поляризационных кривых путем деления первой величины на вторую. Значение силы тока снимается с ее измерителя, а напряжение источника тока фиксиру­ ется с помощью вольтметра, установленного на пульте управления станции. Определение сопротивления вспомогательного заземлителя

описано выше. Сопротивление заземления рудного тела опреде­ ляется путем деления его потенциала на силу текущего тока. Потенциал рудного тела определяется измерителем потенциалов по отношению к удаленной точке при выключенной цепи компенса­ ции.

Измеренные значения сопротивления записываются в журнал регистрации поляризационных кривых. Обычно при сохранении постоянства условий измерений исходный потенциал, сопротивление питающей цепи и ее составляющих остаются более или менее по­ стоянными, колеблясь в соответствии с протекающими реакциями в некоторых пределах. Резкое уклонение от первоначально уста­ новленных пределов указывает на изменение условий измерения. К их числу относятся обрывы в питающей или приемной цепях, ухуд­ шение контакта с рудным телом и т. д. Причины изменения условий измерений должны быть установлены и устранены.

ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ

При прохождении тока через оруденение и съемке поляризацион­ ной кривой на границе руд с вмещающими породами идет накопле­ ние продуктов реакций и другие физико-химические процессы, связанные с взаимодействием новообразований с исходным составом среды. После выключения тока происходят процессы восстановле­ ния нарушенных физико-химических условий или деполяризация исследуемой системы. Воспроизводимость поляризационных кривых связана с физико-химическим состоянием границы оруденения с вме­ щающими породами. Поэтому повторять наблюдения поляризацион­ ных кривых следует при возвращении системы руда — вмещающие породы к своему исходному состоянию, т. е. после завершения процесса деполяризации.

Деполяризация рудных тел в их естественном залегании является сложным процессом, который пока изучен весьма слабо. Единого и всеобъемлющего показателя протекания процессов деполяризации пока нет. Отчасти таковым может служить величина потенциала рудного объекта, которая после поляризации постепенно возвра­ щается к своему исходному значению фнсх.

Обычно естественная деполяризация протекает медленно и по времени примерно равна поляризации. В разных условиях могут быть существенные отклонения от этого эмпирического правила. Ускорить процесс деполяризации можно при искусственном воз­ действии на систему руда — вмещающие породы при пропускании тока, обратного току поляризации. Процессы искусственной деполя­ ризации в общем случае необратимы к процессам поляризации. Поэтому наряду с нужным эффектом деполяризации они приводят к дополнительным новообразованиям, что усложняет расшифровку наблюдаемых явлений. Искусственная деполяризация может быть полезной только в отдельных случаях и вряд ли должна использо­ ваться как система. Тем не менее указанный прием иногда может

применяться. При благоприятных условиях он значительно со­ кращает время деполяризации.

Имеющийся опыт деполяризации руд током показывает, что если

оправдывается при исследовании реакций со значениями потен­ циалов до 0,8—1,2 в. При изучении реакций с небольшими величи­ нами потенциалов время деполяризации ближе к 1/4 At. Исследова­ ние реакций с высокими потенциалами, как правило, требует депо­ ляризации 1/2 At и больше.

При рассмотрении эффектов поляризации — деполяризации важно заметить, что длительные наблюдения поляризационных кри­ вых могут привести к тому, что постепенно последующие измерения начинают расходиться с предыдущими. Это указывает на существен­ ное расшатывание воздействием тока системы руда — вмещающие породы, так что она приходит в состояние физико-химической «уста­ лости».

При сложившихся обстоятельствах работы следует прекратить на сутки и более. После «отдыха» система руда — вмещающие породы приходит в равновесие за счет собственных ресурсов.

ЗАВЕРШЕНИЕ РАБОТ НА УЧАСТКЕ И ПЕРЕЕЗД НА СЛЕДУЮЩИЙ УЧАСТОК

После снятия катодных и анодных поляризационных кривых с использованием рудного интервала в обследуемой скважине ана­ логичные наблюдения ведутся с использованием другого интервала

вэтой же скважине (если он есть) и затем следующих интервалов

вдругих скважинах, намеченных для исследования. При переходе от одной скважины к другой перемещается либо вся станция в целом, либо некоторые ее части в зависимости от расстояния между сква­ жинами. При небольшом удалении новой скважины от первой (до 100 —150 м) часто достаточно развернуть один подъемник, сохра­ няя без изменений положение измерительной и генераторной групп, размещение проводов и т. д. При расстояниях свыше 100—150 м (до 1 км) приходится перемещать все группы станций, проклады­ вать провода и иногда менять место каломельного приемного элект­ рода. При расстояниях больше чем 1 км требуется полное пере­ движение станции, включая и смену положения вспомогательного заземлителя.

Смена скважин и участков совершается последовательными операциями: подъем снаряда-контактора, снятие каломельного элект­ рода, смотка проводов вспомогательного заземлителя, самого заземлителя и т. д. Все агрегаты, приборы и оборудование станции при ее сворачивании проверяются и закрепляются на своих местах

впоходном положении. Станция передвигается с помощью ее транс­ портных средств и в соответствии с планом работы.

ДОКУМЕНТАЦИЯ И ОТЧЕТНОСТЬ

Основными первичными документами при работах контактным способом поляризационных кривых являются:

1) журнал регистрации поляризационных кривых;

2)бланки с поляризационными кривыми.

Кпервичным документам также относятся журнал и графики естественного поля, используемые для выбора места положения каломельного электрода сравнения, а также блокнот записей при отыскании точки контакта в рудном теле.

Форма журнала регистрации поляризационных кривых показана

втабл. 3. В качестве обязательных записей в журнале фигурируют: наименование участка, место контакта в рудное тело, дата наблю­ дений, номер кривой, значение исходного потенциала, поляризация (катодная или анодная), скорость съемки поляризационных кривых.

Впримечание выносятся особые обстоятельства, встреченные при записи той или иной кривой, сопротивление питающей цепи, со­ противление вспомогательного питающего заземлителя и меры по его улучшению, сопротивление заземления рудного тела, появле­ ние электрических и других помех и т. д. В журнале обязательно приводится абрис расположения установки КСПК с указанием основных геоморфологических элементов местности. На бланке поляризационных кривых автоматически записываются сами кри­

вые. Около каждой кривой выписывают ее номер и значение щ

Сверху бланка указывается участок работ, место контакта в руду, дата наблюдении, характер поляризации и масштабы измеряемых величин. Как правило, на одном бланке записывают кривые либо только при катодной, либо только при анодной поляризации. Форма журнала и графическое представление наблюдений естественного поля обычные.

При поиске места контакта в рудное тело нет необходимости в си­ стематической записи кривых МСК п разности потенциалов АU между электродом-снарядом и каломельным электродом при про­ пускании тока. Обычно приходится многократно исследовать от­ дельные интервалы скважины при спусках и подъемах снаряда, следя за показаниями измерительных приборов, прежде чем нуж­ ный интервал будет выбран окончательно. Чтобы сравнить резуль­ таты наблюдений на разных интервалах, для отдельных точек запи­ сывают значения силы тока и разности потенциалов. Этих данных, как правило, достаточно, чтобы обнаружить нужные интервалы и затем после соответствующей детализации в каждом интервале установить место контакта в рудное тело. Силу тока и разность потенциалов записывают в блокноте, форма которого показана в табл. 4. В графу «Примечание» вписывают особые обстоятельства, встреченные при измерениях, а также характеристику изменений во времени разности потенциалов при включении тока и величину исходного потенциала рудного объекта.

Т А Б Л И Ц А 4

Форма блокнота регистрации при поиске места коптакта КСПК

На основании снятых поляризационных кривых составляется подборка -кривых, полученных при разных условиях компенсации, для обоснованного выделения параметров каждой реакции. Под­ борка состоит из серии графиков как показано на рис. 10. Графики строятся заново на листах миллиметровой бумаги. Из подборок для каждой реакции выделяют наиболее четкие кривые. Выбранные кривые строят на отдельном бланке. С правой и левой сторон бланка выписывают таблички потенциалов реакций и соответствующие им минералы (см. рис. 11—13 и др.).

Бланк результатов наблюдений КСПК является графическим отчетным документом о выполненных измерениях. Он приклады­ вается к краткому Текстовому заключению. В последнем указывают участок работ, место контакта в руду, минеральный состав, величину поверхности и возможные размеры изученного рудного тела. Полу­ ченные данные сравнивают с известными сведениями по другим видам работ. В конце Текстового заключения приводят прогноз о характере дальнейших поисково-разведочных работ в районе исследованного тела.

Бланк результатов наблюдений иТекстовое заключение составляют в пределах одного-двух дней после завершения работ на соответ­ ствующем рудном теле и не позднее начала исследований на следу­ ющем объекте. Оба отчетных документа дублируются. Один экзем­ пляр остается в отряде КСПК, другой передается руководству партии.

По совокупности отчетных документов при исследовании разных рудных тел на разных участках начальник отряда составляет: квар­

с использованием электрического тока напряжением до 400 в и силой тока до 250 а. Кроме того, при КСПК работают электромеха­ нические агрегаты, проводят спуско-подъемные операции с кабелем

техники безопасности. Часть из них имеет общий характер, обычный при электроразведочных работах. Другая часть обусловлена спе­ цификой станции КСПК.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. При исследованиях со станцией КСПК-1 выполняются «Единые правила безопасности при геологоразведочных работах», «Правила техники безопасностп при эксплуатации электроустановок станций и подстанций» и «Правила техни­ ческой эксплуатации и безопасности обслуживания электроустановок промыш­

ленных предприятий».

2. К работе на станции КСПК-1 допускаются лпца, сдавшие экзамен по тех­ нике безопасности. Обслуживающий персонал станции должен иметь электро­ техническую квалификационную группу не ниже II, а начальник отряда не ппже III.

Повторный инструктаж по технике безопасностп проводится не реже 1 раза

вполугодие. Проведение обучения л повторного пиструктажа регистрируется

в«Книге регистрации обучения и ппструктпровашш сотрудников по технике безопасностп», которая хранится у начальника отряда КСПК.

3.Станция КСПК-1 должна быть обеспечена средствами индивидуальной защиты: диэлектрическими перчатками, галошами и ковриками, которые перио­ дически проверяют в соответствии с существующими нормами.

4. Станция КСПК-1 обеспечивается комплектом предупреждающих и за­ прещающих плакатов, которые укрепляются на стенках кузовов перед рабочими местами, а также устанавливаются вокруг пптающпх заземлптелеіі п у соедини­ тельных кабелей внешнего монтажа станции.

5. Ответственность за технику безопасности в отряде КСПК песет началь­ ник отряда.

МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТ

1.Станцию КСПК-1 на месте полевых работ располагают так, чтобы обеспе­ чивалась хорошая визуальная связь между группами и чтобы из помещения аппаратурной группы просматривались устье скважины, подъемник и энергети­ ческая группа.

2.Вспомогательный питающий заземлптель устраивается по возможности

взоне видимости из аппаратурной группы. Заземлптель ограждается предупре­ дительными щитами. В местах движения населения у заземлптеля должен на­ ходиться дежурный для предупреждения возможных несчастных случаев.

3.Генераторы, корпусы аппаратуры п все устройства, находящиеся под высоким напряжением, надежно заземляют. Сопротивление защитного заземле­ ния — не более 10 ом.

4.Перед началом работ проверяется работоспособность и состояние защиты блоков и узлов станции:

изоляция токонесущих частей и силовых цепей; связь между аппаратурной группой, лебедочной и энергетической груп­

пами; тормоза лебедки;

крепление блок-баланса; колодки у автомашин;

кожух вращающихся частей механических агрегатов; доступность движения кабеля, подходов к каждой группе и проходов внутри

групп; влагозащпщенпость токонесущих участков;

безопасность направления выхлопных раскаленных п ядовитых газов от агрегатов АД-30 и АБ-2;

подвеска и закапывание кабелей на участках двшкенпя транспорта.

МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ

1. Механизмы и узлы станции КСПК-1 включают в работу пли выключают только по команде начальника отряда.

2.При спуске кабеля запрещается отключать лебедку от работающего двигателя и спускать кабель под действием собственного веса.

3.При спуске н подъеме кабеля запрещается вручную регулировать дви­ жение кабеля и укладывать его, а также наносить метки на кабель.

4.Во время работы дпзель-электрического агрегата около него находятся только те лица, которые допущены к обслуживанию энергетической установки. Емкости с запасом дизельного топлива должны устанавливаться не ближе 5 м

от энергетической группы п в месте, защищенном от попадания искр.

5. Средства первой медицинской помощи п тушеппя пожара должны на­ ходиться в доступном месте и быть готовыші к немедленному применению.

6. Участки силовых цепей п вспомогательного заземления находятся под постоянным наблюдением.

МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПО ОКОНЧАНИИ РАБОТ

1.Выключается ток в питающей цепп.

2.Освобождается сиаряд от стенок скважины.

3.Выключается сеть генераторов АД-30 и АВ-2. Останавливаются двига­ тели обоих генераторов.

4.При подъеме кабеля непрерывно следят за его патяжением, надежностью крепления блок-баланса и глубиной, на которой находится снаряд.