DD200826A1

DD200826A1 - PROCESS FOR ELECTRICITY EXAMINATION USING STOERFIELDER

Info

Publication number: DD200826A1
Application number: DD23276681A
Authority: DD
Inventors: Rainer Fornahl; Uwe Menzel
Original assignee: Rainer Fornahl; Uwe Menzel
Priority date: 1981-08-25
Filing date: 1981-08-25
Publication date: 1983-06-15

Abstract

Das Verfahren zur geoelektrischen Erkundung unter Nutzung von Stoerfeldern ist fuer den Nachweis taktonischer Stoerungen vorgesehen und sowohl im Uebertrageeinsatz als auch in Untertagebergbau anwendbar. Mit der Erfindung wird das Ziel verfolgt, aussagefaehige, direkt gemessene und jederzeit reproduzierbare Messwerte zu erhalten, die unmittelbar fuer die geophysikalische Interpretation verwendbar sind. Damit entfallen die Auswertearbeiten im Feldeinsatz zur Aufbereitung von elektrischen Messwerten, um einen interpretierbarren Messwert zu erhalten. Ausserdem wird der geraetetechnische und Interpretationsaufwand gesenkt. Mit der Erfindung wird die Aufgabe geloest, die zeitlichen Schwankungen des Stoerspannungsfeldes sicher zu eliminieren. Dazu werden zwei Messpunkte durch drei in gleichen Abstaenden gesetzte Erdspiesse gebildet, an denen zwei Spannungswerte gemessen und auf einen an die Erdspiesse angeschlossenen Quotientenmesser gegeben werden. Dieser wandelt die beiden Spannungswerte in einen Quotienten um, welcher als direkt ablesbarer Wert unmittelbar in die geophysikalische Interpretation einbezogen werden kann. Das Zusammenwirkender technischen Mittel ist in Figur 1 dargestellt. Fig. 1The method for geoelectrical exploration using collision fields is intended for the detection of tactical disturbances and can be used in both overburden and underground mining. With the invention, the goal is to obtain meaningful, directly measured and reproducible at any time readings that are directly usable for the geophysical interpretation. This eliminates the need for evaluation work in the field for the processing of electrical measured values in order to obtain an interpretable measured value. In addition, the equipment and interpretation effort is reduced. The object of the invention is to reliably eliminate the temporal fluctuations of the surge voltage field. For this purpose, two measurement points are formed by three earth spikes set at equal intervals, at which two voltage values are measured and applied to a quotient meter connected to the earth skewer. This converts the two voltage values into a quotient, which can be directly included in the geophysical interpretation as a directly readable value. The interaction of the technical means is shown in FIG. Fig. 1

Description

232766 7 232766 7

Verfahren zur geoelektrisehen Erkundung unter Nutzung von StörfeldernMethod for geo-electric prospecting using interference fields

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf die geoelektrisehe Erkundung zum Nachweis tektonischer Störungen. Sie ist neben dem Übertageeinsatz auch im Untertagebergbau anwendbar.The invention relates to the geoelektrisehe exploration for detecting tectonic disorders. In addition to the surface application, it is also applicable in underground mining.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bereits ein geoelektrisehes Erkundungsverfahren bekannt, bei dem das in der Erde befindliche Störfeld, welches durch industrielle Einflüsse entsteht, benutzt wird. Bei diesem Verfahren wird mit zwei Erdspießen ein Meßpunkt gebildet, von dem mit einem an die Erdspieße angeschlossenen Spannungsmeßgerät Spannungswerte des Störfeldes gemessen werden. Mit Hilfe einer zweiten Meßanlage, der sogenannten Basisstation, werden die starken zeitlichen Schwankungen des Störfeldes registriert. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es einen hohen Aufwand in Form des Geräteeinsatzes erfordert, welcher dadurch hervorgerufen wird, daß durch die punktweise Spannungsmessung die starken zeitlichen Schwankungen des Störfeldes aufgenommen werden und diese daher auch registriert werden müssen. Die Registrierung der zeitlichen Schwankungen des Störfeldes erfordert einen hohen Interpretationsaufwand und die Interpretationsergebnisse sind mit den Mangeln behaftet, wie sie subjektive Tätigkeit hervorbringt. Bekannt und in der Praxis auch noch in der Anwendung ist das geoelektrische ßrkundungsverfahren, bei dem nicht das vorhandene Störfeld verwendet, sondern ein künstliches Spannungsfeld aufgebaut wird. Während wieder durch zweiA geoelectrical exploration method is already known in which the disturbing field in the earth caused by industrial influences is used. In this method, a measuring point is formed with two earth spikes, from which voltage values of the interference field are measured with a voltmeter connected to the earth spikes. With the help of a second measuring system, the so-called base station, the strong temporal fluctuations of the interference field are registered. This method has the disadvantage that it requires a lot of effort in the form of equipment use, which is caused by the fact that the strong temporal fluctuations of the interference field are recorded by the pointwise voltage measurement and therefore they must be registered. The registration of the temporal fluctuations of the interference field requires a high interpretation effort and the interpretation results are fraught with the shortcomings, as it produces subjective activity. Known and in practice even in the application is the geoelectric exploration method, which does not use the existing interference field, but an artificial field of tension is built. While again through two

"^g- 232766 7" ^g - 232766 7

Erdspieße ein Meßpunkt gebildet wird, erfolgt durch, zwei weitere Erdspieße, an die eine starke Stromquelle angeschlossen wird, die Bildung eines Einspeisepunktes. Es wird also nicht das im Untergrund vorhandene Störfeld, sondern ein dem Untergrund aufgeprägtes künstliches Feld gemessen. Aus einem so gemessenen Strom- und einem Spannungswert wird der Widerstandswert errechnet. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß ein sehr hoher geratetechnischer Aufwand erforderlich ist und die gemessenen Werte durch die Überlagerung, die das Störfeld hervorruft, verfälscht bzw. stark gemindert werden können. Diese Nachteile führten letztendlich auch zu der Überlegung, für geoelektrische Kartierungszwecke Störfelder zu nutzen. Bekannt sind auch das sogenannte VLF-Verfahren bzw. das elektromagnetische Kartierungsverfahren TURAlVt. Diese Verfahren weisen die Nachteile auf, daß sie richtungsabhängig sind bzw. den gleichen technischen Aufwand besitzen und den bereits genannten Störeinflüssen unterliegen.Erdspieße a measuring point is formed by, two more Erdspieße, to which a strong power source is connected, the formation of a feed point. Thus, it is not the interference field that is present in the subsoil that is measured but an artificial field imposed on the subsoil. From a thus measured current and a voltage value, the resistance value is calculated. The disadvantages of this method are that a very high technical equipment expense is required and the measured values can be falsified or greatly reduced by the superposition, which causes the interference field. These disadvantages eventually led to the idea of using interference fields for geoelectrical mapping purposes. Also known are the so-called VLF method and the electromagnetic mapping method TURAlVt. These methods have the disadvantages that they are directional or have the same technical complexity and subject to the aforementioned disturbing influences.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel,' durch aussagefähige, direkt gemessene und jederzeit reproduzierbare Meßwerte den Interpretationsaufwand weitgehend zu senken und dabei für die Interpretation notwendige Auswertearbeiten im Feldeinsatz vollständig zu beseitigen. Im Verhältnis zu beiden genannten Vorgängerlösungen wird weiterhin eine bedeutende Reduzierung des gerätetechnischen Aufwandes durch Wegfall der Basisstation bzw. der Stromversorgung für die Einspeisung erreicht. Das bedeutet, daß bei entscheidender Erhöhung der Qualität des Meßergebnisses das Verfahren weniger Aufwand erfordert, technologisch einfacher wird und eine höhere Arbeitsproduktivität erreicht.The aim of the invention is to reduce the interpretation effort to a large extent by means of meaningful, directly measured and reproducible measured values at any time and to completely eliminate the necessary evaluation work in the field for interpretation. In relation to both of these predecessor solutions, a significant reduction in equipment complexity is still achieved by eliminating the base station or the power supply for the feed. This means that if the quality of the measurement result is significantly increased, the process requires less effort, becomes technologically simpler and achieves higher labor productivity.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Es besteht die technische Aufgabe, die zeitlichen Schwankungen des Störspannungsfeldes in der Weise zu eliminieren, daß ein direkt für die geophysikalische Interpretation verwertbares Meßergebnis erreicht wird. D.h., daß der unmittelbar durch die Messung gewonnene Meßwert reproduzierbar sein soll und subjektive Einflüsse durch mathematische Aufbereitung u.a. vermieden v/erden. Die bei den bisher bekannten Verfahren fehlende Reprodu-It is the technical task to eliminate the temporal fluctuations of the interference voltage field in such a way that a usable directly for the geophysical interpretation measurement result is achieved. That is, the measured value obtained directly by the measurement should be reproducible, and subjective influences by mathematical processing and the like. avoided. The lack of reproduction in the previously known methods

23 2 7.6 6 723 2 7.6 6 7

zierbarkeit wird insbesondere dadurch hervorgerufen, daß die zeitlichen Schwankungen des Störfeldes kurz- und langperiodischer Natur sind.zierbarkeit is particularly caused by the fact that the temporal fluctuations of the interference field of short and long periodic nature.

Dieser Umstand wirkt sich sowohl auf die Meßergebnisse der Basisstation bei dem Verfahren der Messung des Störfeldes als auch auf die Meßergebnisse beim Verfahren der Messung eines künstlich aufgebauten Feldes aug.This circumstance affects both the measurement results of the base station in the method of measuring the disturbance field and the measurement results in the method of measuring an artificially constructed field aug.

Erfindungsgemäß·wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an zwei Meßpunkten, die durch drei, in gleichen Abständen in den Erdboden gesteckte Erdspieße¹ gebildet werden, zwei Spannungswerte zu messen sind, die zu diesem Zweck auf einen an die drei Erdspieße angeschlossenen Quotientenmesser (Kartierungsapparatur) gegeben werden, der aus diesen beiden Werten den Quotienten bildet, welcher an der Apparatur abzulesen ist. Damit liegt auf kürzestem Weg, ohne nachfolgende subjektiv beeinflußbare Srrechnungjein exakter Meßwert vor, der sofort Bestandteil der geophysikalischen Interpretation wird, wie aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel zu ersehen ist.According to the invention, the object is achieved by measuring two voltage values at two measuring points, which are formed by three earth spikes ¹ which are equally spaced into the ground, and which for this purpose are connected to a quotient meter (mapping apparatus) connected to the three earth spikes. given, which forms from these two values the quotient which can be read on the apparatus. This is the shortest way, without subsequent subjectively influenceable calculation of an exact measured value, which immediately becomes part of the geophysical interpretation, as can be seen from the following exemplary embodiment.

Ausführungsbeispielembodiment

Anhand der Figuren 1 und 2 wird ein Ausführungsbeispiel erläutert.With reference to Figures 1 and 2, an embodiment will be explained.

Dabei zeigt Figur 1 die Zusammenschaltung der Erdspieße mit der Kartierungsapparatur und Figur 2 eine tektonische Störung und die dementsprechende Meßkurve.FIG. 1 shows the interconnection of the earth spikes with the mapping apparatus, and FIG. 2 shows a tectonic disturbance and the corresponding measurement curve.

Die Aufstellung der Erdspieße 1, 2 und 3 erfolgt je nach gegebener geologischer Situation mit unterschiedlichen Aufstellungsweiten. Bezogen auf ein Meßobjekt müssen dabei die Abstände zwischen den Erdspießen 1 und 2 sowie 2 und 3 gleich sein. Die in den Erdboden gesteckten Erdspieße werden entsprechend Figur 1 mit der Kartierungsapparatur über möglichst ku.rze Kabel verbunden. Nun werden über die Brdspieße 1 und 2 bzw. 2 und 3 die Störspannungen Δ U₁ bzw. Δ U₂ abgegriffen. Dieser Vorgang läuft für beide Spannungen synchron ab.The erection of the earth spikes 1, 2 and 3 takes place according to the given geological situation with different installation ranges. With reference to a test object, the distances between the earth spikes 1 and 2 as well as 2 and 3 must be the same. The earth spikes stuck in the ground are connected to the mapping equipment via cables of the best possible kind according to FIG. Now, the interference voltages Δ U ₁ and Δ U _{2 are} tapped on the Brdspieße 1 and 2 or 2 and 3. This process runs synchronously for both voltages.

Mittels der Kartierungsapparatur wird aus beiden Spannungen der Quotient gebildet, angezeigt und für jeden Meßpunkt protokolliert. Der Meßpunkt ist dabei definiert als Standort des Erdspießes 2By means of the mapping apparatus, the quotient is formed from both voltages, displayed and logged for each measuring point. The measuring point is defined as the location of the ground spike 2

Die durch die Kartierungsapparatur von den einzelnen Meßpunkten The through the mapping device of the individual measuring points

232766 7232766 7

gemessenen Spannungswertpaare und von ihr zum Quotientenmeasured voltage value pairs and from them to the quotient

verarbeiteten und direkt ablesbaren Werte werden dann in üblicher Weise als Meßkurve aufgetragen. In der Figur 2 ist eine tektonische Störung 4 mit einer stark erhöhten Leitfähigkeit gegenüber der Umgebung 5 und die dement sprechende Meßkurve dargestellt. Diese Meßkurve setzt sich aus den direkt an der Kartierungsapparatur abgelesenen Werten zusammen. Die Meßkurve zeigt deutlich die charakteristische Anomalie. Auf eine Darstellung der Kartierungsapparatur wird verzichtet, da es sich dabei um einen im Prinzip bekannten Quotientenmesser handelt, der mit allgemein bekannten elektronischen Schaltungen aufgebaut ist.processed and directly readable values are then plotted in the usual way as a trace. FIG. 2 shows a tectonic disturbance 4 with a greatly increased conductivity in relation to the environment 5 and the corresponding measuring curve. This trace is composed of the values read directly on the mapping apparatus. The trace clearly shows the characteristic anomaly. A representation of the mapping apparatus is dispensed with, since this is a known in principle quotient meter, which is constructed with well-known electronic circuits.

Im Interesse eines schnellen Meßpunktwechsels und der besseren Handhabung sollte diese Apparatur als ein Tragegerät, u.U. auch mit besonderem Tragegestell, gestaltet sein.In the interest of a quick Meßpunktwechsels and better handling, this apparatus should be used as a carrying device, u.U. also with special carrying frame, be designed.

Claims

-S- 23 2 76 6 7

invention claim

Method for geoelectrical exploration using interference fields by forming measuring points by earth spikes and connected electronic devices, characterized in that two voltage values of the interference voltage are taken off at two measuring points, which are formed by three equidistant earth spikes, and synchronously on one of the three Arrive earth spikes connected Quotientenmesser, which converts the two measured values into a readable, immediately usable as a geophysical measured value quotient.

icnnunaen