Способ определения контуров карстовой полости

(19) фЩ (11) (5Ц У

Комитет Рессийскей Федерация пе патентам и теварным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ « ЛиОт -., (21) 4932349/25 (22) 04.03.91 (46) 15.10.93 Бюл. Ne 37-38 (71) Институт геологии и геохимии горючих ископаемых АН УССР (72) Фипюс P.È.; Стефаник Ю.В. Лещук В.В. (73) Филюс Роман Иванович (54) спосОБ ОПРеделения койтуРОВ ки стовой полости ($7) Использование: при проведении инженерногеологических исагедований карстовых процессов.

Сущность изобретеньк измеряют температуру горных пород по профилям е о(важинах на глубине 0,5

- 1,5 м строят грэфевг изменения анаманымх значений температуры относитепыю средней емперагуры по профилю, э контур карповой полости опредепеот по точкам сочленения отрицатепыюго и положительного участков аномальной теькгературной кривой 2 ю.

2001418

Иэобрегение относится к разведочной геофизике, а именно к обнаружению карстовых полостей и определению их контуров, и может быть использовано при инженерногеологических изысканиях для строительства различных сооружений, Известен способ определения контура пустот в зоне горных работ, согласно которому по заданной системе профилей на земной поверхности измеряют параметры электрического поля, возбуждаемого с помощью электродов-заземлителей, один иэ которых размещают в скважине. Результаты измерений корректируют между собой и па ним судят о наличии пустот. Однако способ малоэффективен при исследованиях в рыхлых отложениях вследствие недостаточной дифференцирующей способности, Недостатком способа является также его трудоемкость, поскольку ан требует проведения дополнительных рабат в рыхлых отложениях и бурения скважины на глубину чиже уровня залегания пустот, Наиболее близким к предлагаемому является способ, включающий иэмерениетемпературы горных пород и суждение о положении карстовых полостей па отрица% тельной температурной аномалии.

Недостатком способа являегся та, что участвующие в формировании карста подземные воды обуславливают большую изменчивость ва времени температур горных парад.

Цель изобретения — повышение достоверности определения контуров полости и оперативности измерений, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем измерение температуры пород, согласно изобретению измеряют температуру горных пород в скважинах глубиной 0,5 — 1,5 м и па наличию на графике отрицательного участка температурной аномалии идентифицируют карстовую полость, а па точкам сочленения отрицательнога и положительных участков аномалии определяют положение ее контуров, при этом в качестве измерительного датчика используют пьеэокварцевый резо-натор.

Способ основан на резком различии величин теплоправоднасти вмещающих парад и полости, заполненной газами подземного происхождения или атмосферным воздухом, Восходящий тепловой поток — основной фактор, формирующий температурное пале по всему разрезу горных пород, встречая на своем пути теплаиэалирующий экран в виде карставой полости любой формы. "обтекает" его и создает в промежутке глубин "карстовая полость-паверхнос ь

20 л5

55 земли" характерные положительные и отрицательные отклонения в распределении температурного поля, отражающие в плане форму этой преграды, Дополнительным фактором, способствующим увеличению депрессионного эффекта температуры над карстовой полостью, является наличие в пределах последней поыиженного давления, что в свою очередь приводит к снижению скорости редуцированной части восходящего теплового потока и даже к изменению направления его движения на нисходящее.

Способ осуществляется следующим образом, Ю

На исследуемом участке по предварительно размещенным профилям с расстоянием между точками наблюдения от 5 до 20 м (в зависимости от предполагаемых размеров карстовых полостей) бурят скважины глубиной 50-150 см (глубины определяются условиями инсоляции) и диаметром 3 — 5 см, затем устанавливают датчики температуры, После выдержки 0,5-1,0ч, для восстановления температурного режима, производят измерения температуры по профилям, На фиг. 1 и 2 изображены графики распределения температуры 1 и теплового потока 2 при наклонном 3 и горизонтальном 4 залегании основания карстовой полости.

Среднее значение <ср интерпретируется как фоновое распределение температуры, обусловленное ненарушенным залеганием горных пород, Присутствие в разрезе карставой полости создает анол альное распределение температуры; участок отрицательных значений температуры (атрицательные отклонения -At ) представляет собой проекцию карстовой полости на температурную кривую, положительные отклонения +Л t располагаются непосредственно за контурами полости. Точки 5 и 6 являющиеся точками сочленения участков отрицательного и положительных отклонений общей карстовой аномалии, однофеменна фиксируют на графиках положение контуров полости. При необходимости детального изучения конфигурации всей полости измерительные датчики устанавливают на параллельно расположенных профилях, покрывающих по определенной схеме весь участок исследований, Использование предлагаемого способа обеспечивает оперативное поискование значительных площадей и получение достоверной информации а наличии карстов непосредственно в процессе полевых работ.

При этом отпадает необходимость в сложных аналитических расчетах и построениях, 2001418 ñð

Фиг. / не требуется громоздкой и сложной геофизической аппаратуры и оборудования. Использование пьеэокварцевых резонаторов позволяет достичь высокой точности измерений и надежности работы аппаратуры.

Формула изобретения

СПОСОб ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТУРОВ KAPCTOBOA полости. включающий измерение температуры горных пород и суждение о положении карстовой полости с учетом отрицательной температурной аномалии, отличающийся тем, что измерение температуры проводят по профилям в скважинах (56) Авторское свидетельство СССР

hk 983619, кл, 6 01 Ч 9/00, 1982.

Геотермические методы исследований в гидрогеологии. М,: Недра. 1979, с. 2125 214. на глубине 0,5 - 1,5 м, строят графики изменения аномальных значений температу10 ры относительно средней температуры по профилю, а контур карстовой полости определяют по точкам сочленения отрицательного и положительного участков аномальной температурной кривой.

2001418

Фиг.2

Составитель А.Друщиц

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор 8.Петраш

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Редактор H.Ñîêoëîâà . Заказ 3127

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб,, 4/5

Ср