CS214529B1

CS214529B1 - Method of non-contact determination of fixed positions in overlying rocks of tertiary coal basins

Info

Publication number: CS214529B1
Application number: CS796279A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Uhlik; Karel Hanza
Original assignee: Jaroslav Uhlik; Karel Hanza
Priority date: 1979-11-20
Filing date: 1979-11-20
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Vynález se týká způsobu bezkontaktního určování pevných poloh v nadložních horninách terciárních uhelných pánvíoh, např. pevných poloh kvareitů, pelokarbonátů a limonitizováných poloh, které se nacházejí v podobá balvanů v nadložních sedimentech, pro bezpečný postup velkostrojů na uhelných lomech. Způsob bezkontaktního určování pevných poloh s využitím stabilních středoVlnných a dlouhovlnných vysílačů spočívá v tom, že rovinná elektromagnetická vlna vytvořená středovlnnými a dlouhovlnnými . stabilními vysílači se deformuje odlišnou hodnotou elektrického odporu, permeabilitou a permitivitou pevné polohy a tato deformace se snímá dvěma anténními systémy ve dvou; výěkových polohách. Naměřený rozdíl úbytku elektromagnetického pole, vyjádřený hodnotami poloos elipsy polarizace, se porovná na odporovém normálu cejchovaném v etalonovém úseku měřeného pole, čímž se získá odlišná hodnota specifické- ' ho elektrického odporu nad měřenou pevnou polohou, která odpovídá poloze pevné polohy pod zemí.The invention relates to a method for non-contact determination of fixed positions in overlying rocks of tertiary coal basins, e.g. fixed positions of quarries, pelocarbonates and limonitized positions, which are found in the form of boulders in overlying sediments, for the safe progress of large-scale machinery in coal quarries. The method for non-contact determination of fixed positions using stable medium-wave and long-wave transmitters consists in that the plane electromagnetic wave created by medium-wave and long-wave stable transmitters is deformed by a different value of electrical resistance, permeability and permittivity of the fixed position and this deformation is sensed by two antenna systems in two; vertical positions. The measured difference in the electromagnetic field loss, expressed by the values of the semi-axes of the polarization ellipse, is compared to a resistance standard calibrated in the standard section of the measured field, thereby obtaining a different value of the specific electrical resistance above the measured fixed position, which corresponds to the position of the fixed position underground.

Description

Vynález se týká způsobu bezkontaktního určování pevnýoh poloh v nadložníoh hornlnáoh terciárních uhelných pánví, např. pevných poloh kvaroitů, pelokarbonátů a limonitizovanýoh poloh, které se nacházejí v podobě balvanů v nadložníoh sedimentech, pro bezpečný postup velkostrojů na uhelných lomech.The invention relates to a method for the non-contact determination of solid positions in overburden tertiary coal basins, e.g., fixed positions of quaroites, pelocarbonates and limonite positions, which are in the form of boulders in overburden sediments, for the safe advance of large-scale coal quarry machines.

V současné době je vážnou překážkou plynulého postupu velkostrojů určování cizorodých struktur čočkovitýoh či balvanitýoh poloh pískovců, křemenců, limonitizovanýoh konkreoí většíoh rozměrů v dostatečném časovém předstihu, aby při nenadálém najetí např. kolesového rypadla na tuto pevnou polohu nedošlo k poškození rypnýoh orgánů. Výskyt pevnýoh poloh předpokládá zastavení dobývacího velkostroje a změnu technologie. Vyšší tvrdost pevnýoh poloh vyžaduje časový předstih ve zjišíovéní těchto překážek pro, nutnost odvrtání, odstřel a odtěžení cizorodých struktur.At present, it is a serious obstacle to the smooth progress of large-scale machines for determining foreign structures of lenticular or boulder positions of sandstones, quartzites, limonized concretions of larger dimensions in sufficient time to prevent sudden movement of eg a wheeled excavator to this fixed position. The occurrence of fixed positions presupposes the cessation of the mining excavator and a change in technology. The higher hardness of the fixed positions requires timing in detecting these obstacles for, the necessity of drilling, blasting and unloading of foreign structures.

Dosud užívané způsoby určování pevnýoh poloh v nadložníoh horninách spočívají buž v odvrtání sledované plochy, nebo v nedestruktivním způsobu, selekci rušivých předmětů na základě odlišné hodnoty specifického elektriokého odporu získaného odporovým profilováním stejnosměrným či střídavým proudem galvanicky zaváděným do zemš. Nevýhodou tohoto kontaktního způsobu je zdlouhavost, pracnost a nejednoznačnost výsledků v případě lokalizování rušivého předmětu v prostředí místního zvodnění.The methods used to determine fixed positions in overburden rocks to date include either drilling the surface of interest, or a non-destructive method of selecting interfering objects based on a different value of the specific electrical resistance obtained by resistive DC or AC current profiling applied to the earth. The disadvantage of this contact method is the lengthyness, laboriousness and ambiguity of the results in the case of locating the interfering object in the local aquifers environment.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob bezkontaktního určování pevnýoh poloh v nad· ložních horninách tereierních uhelných pánví s využitím stabilníoh středovlnnýoh a dlouhovlnných vysílačů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, žs rovinná elektromagnetická vlna vytvořená středovlnnými a dlouhovlnnými stabilními vysílači se deformuje odlišnou hodnotou elektriokého odporu, permeabilitóu a permitivitou pevné polohy a tato deformace se snímá dvěma anténními systémy ve dvou výškových polohách. Naměřený rozdíl úbytku elektromagnetického pole, vyjádřený hodnotami poloos elipsy polarizace, se porovná na odporovém normálu cejohovanám v etalonovém úseku měřeného pole, čímž se získá odlišná hodnota specifického elektriokého odporu nad měřenou pevnou polohou, která odpovídá poloze pevné polohy pod zemí. iThe above-mentioned drawbacks are eliminated by the method of contactless determination of fixed positions in the overlying rocks of the tereiary coal basins using stable medium-wave and long-wave transmitters according to the invention, which consists in the fact that the plane electromagnetic wave formed by medium and long-wave stable transmitters deforms by different values of electric resistance. permeabilitus and permittivity of fixed position and this deformation is sensed by two antenna systems in two altitude positions. The measured difference in electromagnetic field loss, as measured by the polarization ellipse half-axis values, is compared to the resistive normal by ceying in the standard section of the measured field to obtain a different value of the specific electrical resistance above the measured fixed position corresponding to the fixed position. and

Oproti stávajícím metodám má způsob bezkontaktního určování pevnýoh pol.oh v nadložníoh horninách terciárních uhelných* pánví podle vynálezu vyšší produktivitu meření a širší uplatněni i v geologicky komplikovaných terénech, kde odporová metoda selhává. Vyšší produktivita je podmíněna zejména tím, Že odpadá zdlouhavé a obtížné zavádění měřicích a prou ůových elektrod. Automatizaci měření a snímání hodnot lze provést např. terénním automobilem pojíždějícím na měřeném terénu ve vytýčených profilech. Zcela odpadá výkonový zdroj pro zaváděný proud. Pole je buzeno dlouhovlnnými rozhlasovými vysílači.In contrast to the present methods, the method of contactless determination of solid position in the overlying rocks of tertiary coal basins according to the invention has higher measurement productivity and wider application even in geologically complicated terrains where the resistance method fails. Higher productivity is mainly due to the fact that lengthy and difficult introduction of measuring and current electrodes is eliminated. The automation of measurement and reading of values can be done eg by an off-road vehicle traveling on the measured terrain in defined profiles. The power supply for the incoming current is completely eliminated. The field is excited by longwave radio transmitters.

Způsob bezkontaktního určování pevných poloh v nadložníoh horninách terciárních uhelných pánví podle vynálezu spočívá ve sledování povrchové složky elektromagnetické vlny vybuzená stabilními středovlnnými a dlouhovlnnými a natolik vzdálenými vysílači, aby vznikla rovinná vlna. Vzhledem k vlastnostem šíření elektromagnetických vln je nejvhodnější pásmo 5 až 25 kHz. Příslušné složky rovinné elektromagnetické vlny se měří bezkontaktním způsobem. 'The method of contactless determination of fixed positions in the overlying rocks of tertiary coal basins according to the invention consists in monitoring the surface component of the electromagnetic wave excited by stable midwave and longwave transmitters far enough away to produce a plane wave. Due to the electromagnetic wave propagation characteristics, the 5 to 25 kHz band is most suitable. The respective components of the plane electromagnetic wave are measured in a non-contact manner. '

Elektromagnetické rotující pole je vyjádřeno magnetickou a elektrickou složkou a jejich vzájemným úhlem ve formě elipsy polarizaoe. Vlivem rozdílu specifického odporu a tvaru rušivého předmětu pod povrchem země se mění velikost a tvar elipsy polarizace. Měřené složky elipsy polarizace jsou v průběhu celého měření porovnávány na srovnávacím normálu stabilizovaného elektromagnetického pole určeného přes srovnávací oejchovaoí odpor nad terénem bez výskytu rušivých složek a bez vlivu pevných poloh.The electromagnetic rotating field is expressed by the magnetic and electrical components and their relative angle in the form of an ellipse of polarization. Due to the difference of the specific resistance and the shape of the disturbing object below the earth's surface, the size and shape of the polarization ellipse changes. The measured components of the polarization ellipse are compared during the whole measurement to the comparative normal of the stabilized electromagnetic field determined through the comparative oeching resistance over the terrain without the presence of interfering components and without the influence of fixed positions.

Rpzdíl signálů získaných ze dvou výškových poloh antén určí pak deformaci elektromagnetického pole vzhledem k poloze rušivého tělesa. Zjištěné údaje mikrovoltmetrem nebo analogovým výstupem při kombinaci dvou anténních systémů a po srovnání s normálem určují vliv podpovrchových inhomogenit v podobě pevných poloh.The difference of the signals obtained from the two height positions of the antennas determines the deformation of the electromagnetic field with respect to the position of the interfering body. The data obtained by microvoltmeter or analogue output in combination of two antenna systems and compared to normal determine the influence of subsurface inhomogeneities in the form of fixed positions.

Claims

Method of contactless determination of fixed positions in overburden rocks of tertiary coal basins using stable midwave and longwave transmitters, characterized in that a plane electromagnetic wave formed by mediumwave and longwave stable transmitters deforms by different electric resistance, permeability and permittivity fixed by two fixed positions antenna systems in two altitudes, whereby the measured difference in electromagnetic field loss, expressed as half-axis ellipse polarization values, is compared to the resistance standard calibrated in the standard section of the measured field to obtain a specific electrical resistance value above the measured fixed position corresponding to the fixed position underground.