EA029100B1 - Способ, система и устройство, используемые для поиска подземных рудных тел - Google Patents

Abstract

Способ и система для поиска подземных рудных тел. Забор проб приповерхностного слоя грунта осуществляется в пределах площади предварительно определенной географической зоны. Пробы анализируют в целях выявления каких-либо химических аномалий в частицах пыли для идентификации возможного скрытого, не выходящего на поверхность оруденения. Зуб 22 и пробозаборная трубка 24 заглубляются в подповерхностный слой грунта, и пробы всасываются в пробозаборную трубку в модуль пылезаборника 12. Частицы размером менее 5 мкм притягиваются и осаждаются на электростатически заряженной ленте 40. Последовательным пробам присваивается индекс на ленте, например, с использованием штрих-кода. Отобранные пылевые пробы подвергаются абляции с помощью ячейки лазерной абляции 72, и подвергшиеся абляции пробы анализируют с использованием масс-спектрометра на наличие ионов, указывающих на присутствие месторождения, такого как рудное тело, минералы или углеводороды.

Description

изобретение относится к способу, системе и устройству для определения индикаторов наличия и (или) положения подземных рудных тел.

Предпосылки к созданию изобретения

Существующие способы поиска подземных рудных тел предусматривают сбор проб грунта в нескольких точках по всему рудоперспективному участку и отправку указанных проб в лабораторию для анализа с целью определения потенциальных подповерхностных объектов - рудных месторождений. Дополнительно к сбору проб грунта также могут проводить воздушную разведку выбранной географической зоны, позволяющую определить вероятные участки месторождений.

Известные способы забора проб грунта являются трудоемкими и длительными, при этом значительную роль играет человеческий фактор, а именно, допущение ошибки, исключающей правильную идентификацию и определение точного местоположения проб грунта в пределах участка, кроме того, существует риск загрязнения проб грунта. Транспортировка проб грунта в лабораторию также требует значительных затрат, является дорогостоящей, и существует аналогичная вероятность допущения человеческой ошибки; кроме этого, доставка проб с участка в лабораторию для проведения анализа, анализ каждой пробы с использованием различных инструментальных методов и более традиционных методов, таких как определение содержания металла сухим путём при высокой температуре и затем передача результатов анализа на объект, является длительным процессом. Обычно для завершения анализа всех проб и передачи результатов на объект требуется несколько дней или даже несколько недель. Большинство аналитических методов предусматривает проведение либо экстрагирования металлов неорганической кислотой либо расплавления с последующим проведением спектрометрического анализа. Процедуры определения содержания металла сухим путем при высокой температуре предусматривают расплавление пробы для отбора золота и некоторых ценных металлов в свинцовой "пуговице", далее указанную "пуговицу" купелируют и либо разделяют для отделения серебра и взвешивают, либо растворяют в неорганической кислоте и подвергают спектрометрическому или спектрофотометрическому анализу для количественного определения извлеченных драгоценных металлов. В последние годы также широкое распространение получил метод частичного химического выщелачивания. Указанный метод предусматривает удаление лабильного "покрытия" или специфического типа адсорбированного химического соединения из объемной грунтовой матрицы и за счет этого выделение недавно сформировавшейся гидроморфной аномалии, которая на поверхности указывает на наличие глубоко залегающего или слепого оруденения в недрах земли. Однако идентификация гидроморфных аномалий является исключительно сложным процессом ввиду крайне низкой концентрации гидроморфно-обусловленных ионов по сравнению с фоновыми уровнями элементов, присутствующих в "фоновых" грунтах или отложениях. Таким образом, существует необходимость в создании способа, системы и устройства для повышения эффективности идентификации или определения представляющих интерес элементов или соединений в пробах грунтов путем обнаружения гидроморфных аномалий. Возможность определения наличия гидроморфносформировавшихся аномалий над глубоко залегающими или слепыми рудными телами в регионах, являющихся геохимически безрудными ввиду мощных и (или) имеющих высокое содержание железа перекрывающих пород, открывает доступ к обширным регионам мира, в которых разведка полезных ископаемых до сих пор являлась практически нецелесообразной, в особенности это касается таких стран южного полушария, как Австралия, Южная Африка, Индия, и стран Южной Америки для проведения в них геохимической разведки. Кроме того, оперативное и эффективное определение границ глубоко залегающих оруденений открывает возможности для создания следующего поколения методов и оборудования геохимической разведки на основе возможности определения наличия оруденения, которое не поддается обнаружению при использовании более традиционных средств как геохимической, так и геофизической разведки.

Одна известная система раскрывается в патенте США № 4056969, выданном компании Ватидет Кекеагсй ЫтДеб. В указанном документе раскрываются способ и устройство для геохимической разведки месторождений полезных ископаемых, в которое производится сбор частиц, находящихся на поверхности земли, и в котором проводится их анализ. Прокладывается геологический маршрут по площади расположения поверхностной пыли, по которому сухопутное автотранспортное средство, например, грузовик или летательный аппарат для воздушной разведки, например, вертолет, буксирует за собой трубку над зоной исследуемой земной поверхности для определения наличия месторождений полезных ископаемых. Пыль собирают с верхних миллиметров поверхностного грунта путем ее засасывания в трубку для анализа приблизительно через каждые 100 м. В разделе "Предпосылки к созданию изобретения" патента США № 4056969 приведено описание предшествующей практики взятия проб грунта с глубины от 10 см до 1 м ниже поверхности земли, и при этом верхний слой грунта глубиной 1-2 см удаляется во избежание загрязнения животными или осаждения перенесенного ветром вещества в зону забора проб. В патенте США № 4056969 основное внимание уделяется оперативному взятию проб с поверхности грунта (верхний слой глубиной в 1 мм) с целью определения по результатам анализа наличия микроорганизмов, которые могут указывать на наличие углеводородных месторождений, либо взятию проб с того же 1миллиметрового слоя грунта или с растительности с целью определения наличия твердых частиц. Даже

- 1 029100

при взятии проб воды способ и система, раскрываемые в патенте США № 4056969, предусматривают взятие проб только с самого верхнего слоя воды для выявления в пробах твердых частиц или микроорганизмов, являющихся индикаторами наличия минеральных или углеводородных месторождений. Существуют очевидные проблемы при использовании такого режима пробозабора. Нанесенные ветром частицы могут загрязнить зону, в частности, если в пределах региона имеются минеральные пески или иные разрабатываемые рудные тела, либо производится транспортировка природных ископаемых. Аналогичным образом, животные, например, сельскохозяйственные животные (крупный рогатый скот, овцы, козы и т.д.), либо ряд диких животных (кенгуру, лощади, верблюды), обитающие в регионе до проведения пробозабора, могут загрязнить исследуемую площадь. Это, в свою очередь, может привести к ошибочным результатам анализа.

В патенте США № 4056969 также предлагается способ взятия проб и анализа относительно крупных частиц. Частицы засасываются в трубку; однако частицы размером более 200 микрон (мкм) отсеиваются с помощью сита. Расположенное на расстоянии 2-3 см от пробозаборной ленты сопло обеспечивает попадание относительно крупных тяжелых частиц пробы размером в пределах 200 мкм на пробозаборную ленту и улавливание пробы лентой. Более мелкие и более легкие частицы размером менее 50 мкм не в состоянии пролететь расстояние в 2-3 см, и они сдуваются с ленты как ненужный материал. Таким образом, система и способ, раскрываемые в патенте США № 4056969, предназначены исключительно для забора проб частиц размером в пределах от 200 до 50 мкм с поверхности грунта. Такие частицы могут представлять собой нанесенные ветром поверхностные частицы из другой зоны, либо могут быть перенесены или осаждены в процессе движения транспорта либо при перемещении животных по исследуемому участку земли. Подобные частицы не входят в состав поверхностного слоя исходного грунта, однако, они будут отобраны и проанализированы, как если бы они являлись частью указанного грунта. В патенте США№ 4056969 не содержится идея или не раскрываются частицы исходного грунта, отличающиеся от инородных частиц грунта и не производится пробозабор ниже поверхностного слоя грунта, что могло бы привести к ошибочным результатам.

На пробозаборную ленту, раскрываемую в патенте США № 4056969, наносят адгезив и используют дополнительную пластиковую покрывающую ленту, предназначенную для удержания и защиты отобранных на ленте проб. Покрывающую ленту наматывают вместе с пробозаборной лентой после сдувания проб на пробозаборную ленту. Для реализации такого способа требуются две ленты, которые необходимо совмещать и наматывать вместе. Существует риск того, что одна лента не будет полностью покрывать другую, либо не будет обеспечиваться одновременная намотка двух лент. В любом случае отобранные пробы могут быть подвержены риску загрязнения или повреждения.

Кроме того, трубка, которую буксирует за собой транспортное средство, может зацепиться за какой-либо предмет, т.к. ее тянут по поверхности, в частности, по неровному или каменистому грунту, или по участкам, на которых имеется растительность. Это может создать угрозу для транспортного средства, в частности, при использовании вертолета.

Настоящее изобретение было разработано с учетом вышеуказанного фактора. Настоящее изобретение позволяет создать более эффективную систему, устройство и способ для определения признаков, указывающих на наличие и(или) местоположение подземных рудных тел, которые в меньшей степени подвержены проблеме возникновения человеческой ошибки или задержкам, характерным для известных систем.

Ссылки на существующий уровень техники в настоящем описании приведены исключительно в иллюстративных целях, и их не следует рассматривать в качестве допущения того, что известный уровень техники является частью общеизвестных знаний в Австралии или в других странах.

Краткое изложение существа изобретения

В соответствии с аспектом настоящего изобретения предусматривается создание способа для поиска подземных рудных тел, при этом способ включает

взятие проб приповерхностного слоя грунта в пределах предварительно определенной географической зоны и

проведение анализа материла, отобранного в пробах, с целью обнаружения любых наложенных гидроморфных аномалий на частицах пыли, позволяющих идентифицировать вероятное наличие подземных рудных тел.

Частицы пыли, отобранные с каждой пробой, как правило, имеют микронный или субмикронный размер и, как таковые, характеризуются исключительно высоким отношением площади поверхности к объему.

Забор пробы осуществляется предпочтительно из подповерхностного слоя, например, в пределах нескольких сантиметров от фактической поверхности. Предпочтительная глубина забора проб находится в пределах от 75 до 150 мм.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предусматривается создание способа для обнаружения подземных рудных тел, при этом способ включает

взятие пылевой пробы в каждой точке маршрута из группы точек маршрута, расположенных по площади географической зоны, и регистрацию координат места каждой точки маршрута;

- 2 029100

хранение пылевых проб в стерильной среде для последующего проведения анализа на наличие каких-либо гидроморфных аномалий, наложенных на пылевые пробы, в целях определения вероятного оруденения, приуроченного к подземным рудным телам. Группа точек маршрута может располагаться в регулярной сетке либо в нерегулярной сетке. Предшествующая и существующая практика предусматривает забор проб из десяток или сотен точек маршрута по всей площади, представляющей интерес. Местоположение каждой точки маршрута может быть определено по ОРЗ координатам.

В одном или нескольких примерах осуществления настоящего изобретения предлагается взятие проб из тысяч точек маршрута по всей площади зоны аналогичного размера. Автоматизация процесса пробоотбора позволяет сократить количество специалистов, занятых забором проб, и повысить скорость пробозабора. Повышение скорости пробозабора и усовершенствование способов анализа позволяют сократить временные задержки между забором проб и получением конечных результатов анализа.

Положение каждой точки маршрута может быть определено с помощью уникального идентификатора географического положения либо с помощью идентификатора по отношению по меньшей мере к одной опорной точке, такой как положение относительно одной или нескольких точек маршрута и(или) к фиксированной опорной точке или к началу системы координат.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предусматривается создание способа забора пылевых проб в предварительно определенной географической зоне для обнаружения подземных рудных тел, при этом способ включает

транспортировку пробозаборного устройства по поверхности земли в географической зоне в соответствии с предварительно определенной группой точек маршрута;

забор проб поверхностных пород в каждой точке маршрута с использованием пробозаборного зонда;

засасывание пробы пыли из поверхностной породы в пылезаборное устройство в процессе забора пробы поверхностной породы;

хранение пылевой пробы с каждой точки маршрута в пылезаборном устройстве и

регистрация индивидуального идентификатора положения, соответствующего географическим координатам каждой точки маршрута;

индексирование каждой пробы по индивидуальному идентификатору положения в отношении этой пробы; и

проведение анализа компонентов в пылевых пробах для создания плана географической зоны, позволяющего определить предварительное местоположение подземных рудных тел на основе наличия или отсутствия компонентов в каждой пробе.

При обнаружении того, что зона характеризуется обедненными рудами конкретного металла, можно сделать вывод, что металл был выщелочен из указанной зоны. На основании полученных данных можно провести более глубокий анализ и предпринять поиски зоны, в которой имело место отложение выщелоченного металла. Было обнаружено, что обедненные металлом зоны являются исключительно полезными в качестве потенциальных индикаторов локализованных обогащенных металлом зон на других участках. Отсутствие металла на большой площади может являться индикатором того, что металл следует искать на участке, расположенном ближе к обстановке осадконакопления, где произошел свал выщелоченного материала с образованием фактического рудного тела.

Проведение анализа направлено на обнаружение гидроморфных аномалий компонентов в отобранной(ых) пробе(ах).

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предусматривается создание способа формирования визуального представления наличия подземных рудных тел в географической зоне, при этом способ включает

забор пылевых проб в границах географической зоны;

одновременную регистрацию географических координат местоположения каждой отобранной пылевой пробы;

проведение анализа мелких частиц пыли из пылевых проб с целью обнаружения любых наложенных гидроморфных аномалий в частицах пыли для определения возможного наличия подземных рудных тел;

обработку результатов анализа и каждой пылевой пробы сопоставление географических координат проб частиц пыли с результатами, нанося обработанные результаты анализа на карту географической зоны.

Для создания визуального эффекта, указывающего на возможное оруденение подземных рудных тел, могут быть использованы различные цвета.

Визуальное представление может быть выполнено в форме схем или карт в двухмерном или трехмерном измерениях. Географические координаты или местоположение могут быть определены по координатам глобальной системы определения местоположения (ОРЗ).

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предусматривается создание способа забора, поиска и хранения и в последующем идентификации пылевых проб и соотнесения аналитических данных с конкретной пылевой пробой из географической зоны для обнаружения подземных рудных тел,

- 3 029100

при этом способ включает

хранение частиц пыли на субстрате из пылевой пробы, взятой по меньшей мере из одной точки маршрута в географической зоне;

транспортировку субстрата в контролируемой среде из подающего устройства субстрата в приемник субстрата;

определение географического местоположения каждой пылевой пробы в пределах географической зоны, в которой были отобраны частицы пыли;

считывание индивидуального идентификационного кода, присваиваемого каждой пылевой пробе с фильтрующей ленты; и

хранение данных о географическом местоположении в сочетании с индивидуальным идентификационным кодом, присваиваемым каждой пылевой пробе, которые при проведении последующих анализов на выявление каких-либо представляющих интерес компонентов в пылевых пробах используются для определения потенциального наличия подземных рудных тел.

Компоненты в частицах пыли могут представлять собой гидроморфные компоненты, указывающие на потенциальное оруденение подземных рудных тел.

Субстрат может включать или образовывать фильтрующий материал и может быть выполнен в виде ленты. Субстрат может быть непрерывной полосой материала, включающего фильтрующий материал. Например, субстрат может представлять собой ленту, намотанную на противоположно расположенные катушки или бобины таким образом, чтобы обеспечивалась протяжка ленты с одной катушки/бобины на другую при осуществлении системы и способа.

Контролируемая среда может включать стерильную среду, среду с регулируемой температурой или регулируемой влажностью или одну или несколько из указанных сред.

Устройство подачи субстрата может включать первую катушку или бобину, и приемное устройство субстрата может включать вторую катушку или бобину. Таким образом, как указано выше, субстрат может функционировать в виде ленты, протягиваемой между первой и второй катушками/бобинами.

Географическое местоположение может быть определено на основе СР8-координат или иной(ых) опорной(ых) точки(точек), как указывалось выше.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предусматривается создание системы для забора пылевых проб из географической зоны для поиска подземных рудных тел, при этом система включает

модуль пылезаборника для хранения пылевых проб в контролируемой среде;

устройство для транспортировки модуля пылезаборника по поверхности земли в географической

зоне;

пробозаборный зонд, соединенный с модулем пылезаборника и предназначенный для заглубления в поверхностный слой грунта в выбранных точках; и

пробозаборник, соединенный с пробозаборным зондом, предназначенный для засасывания пробы пыли в модуль пылезаборника с каждой выбранной точки; и

устройство присвоения индекса, сопоставляющее каждую пробу с соответствующим местоположением в пределах географической зоны.

Забор проб пыли осуществляют для проведения последующего анализа. Такой анализ имеет своей целью выявление наличия, концентрации и(или) различных гидроморфных компонентов в пылевых пробах с целью определения потенциального оруденения.

Еще один аспект настоящего изобретения предусматривает создание модуля пылезаборника для забора пылевых проб из географической зоны для поиска подземных рудных тел, при этом модуль включает

контейнер для хранения пылевых проб в контролируемой среде;

механизм подачи, предназначенный для индексирования субстрата удерживающего пылевую пробу материала, размещенного внутри контейнера;

устройство для засасывания частиц пыли из пылевой пробы и их подачи на субстрат, при этом каждой пылевой пробе присваивается индекс, соответствующий их последовательному расположению на субстрате; и

устройство для считывания индивидуального идентификатора на субстрате, идентифицирующего каждую пылевую пробу в проиндексированном положении таким образом, чтобы каждую пылевую пробу можно было идентифицировать с ее географическим местоположением и далее проанализировать на наличие индикаторов в пылевой пробе, которые могут указывать на наличие оруденения подземных рудных тел.

Материал, содержащий пылевую пробу, может представлять собой фильтровальную бумагу или ленточный материал, служащий опорой для фильтровальной бумаги.

Индикаторы могут представлять собой химические элементы.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предусматривается создание пробозаборного зонда для забора пылевых проб из географической зоны для поиска подземных рудных тел, при этом пробозаборный зонд включает

- 4 029100

зуб, предназначенный для заглубления в поверхностный грунт покрывающих пластов; пылезаборную трубку, соединенную с зубом для подачи пылевых проб от головки зуба в модуль

пылезаборника, в результате чего пылевые пробы могут быть в последующем проанализированы на наличие каких-либо гидроморфных компонентов, которые могут указывать на оруденение подземных рудных тел.

Далее пробозаборный зонд предпочтительно дополнительно включает механизм регулирования заглубления для регулирования глубины, на которую зуб проникает в почву. Зуб предпочтительно проникает на глубину в пределах от 50 до 150 мм; более предпочтительно на глубину приблизительно в пределах от 80 до 120 мм.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предусматривается создание способа анализа пылевых проб из географической зоны для поиска подземных рудных тел, при этом способ включает

абляцию частиц пыли из пылевой пробы;

проведение анализа химического состава подвергшихся абляции частиц пыли на наличие элементных аномалий, связанных с оруденением; и

использование результатов анализа с целью определения потенциального наличия подземных рудных тел.

Анализ может быть проведен либо спектрометрическим либо спектроскопическим методом, либо с использованием обоих методов. Предпочтительными являются методы масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (1СР-МЗ). Указанный метод позволяет практически одновременно детектировать наличие элементов на уровнях менее числа частей на триллион в отношении широкого спектра элементов (т.е. более 60 элементов).

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предусматривается создание способа подготовки к анализу пылевых проб, взятых в географической зоне, для обнаружения подземных рудных тел, при этом способ включает

использование индексируемого фильтрующего материала, содержащего на своей поверхности частицы пыли, осажденные из каждой отобранной пылевой пробы;

подачу фильтрующего материала в стерильной среде через ячейку лазерной абляции; абляцию частиц пыли из каждой пылевой пробы;

присвоение индивидуального идентификационного кода каждой пылевой пробе с фильтрующей ленты;

проведение геохимического анализа подвергшихся абляции материалов с целью определения потенциального наличия любых элементных аномалий; и,

регистрацию в цифровой форме результатов геохимического анализа, индивидуального идентификационного кода и ОРЗ-координат местоположения каждой пробы, из которой были получены частицы пыли, при этом зарегистрированные данные могут быть использованы для идентификации наличия оруденения подземных рудных тел.

Элементные аномалии могут представлять собой гидроморфные аномалии, такие как ионы конкретных элементов или соединений, ассоциированных с частицами пыли.

Индексируемый фильтрующий материал может быть кодирован в каждой индексной точке таким образом, чтобы каждая индексная точка являлась однозначно идентифицируемой от другой индексной точки. Кодирование может осуществляться с использованием индивидуального регистрационного номера, штрих-кода или иного считываемого специфического индикатора.

Фильтрующий материал может представлять собой ленту фильтрующей бумаги, натянутую между двумя катушками или бобинами. Тем не менее, фильтрующий материал может быть снабжен поддерживающей подложкой, на которую наносится сплошной или несплошной фильтрующий материал. Поддерживающая подложка может быть снабжена отверстиями, соответствующими индексируемым положениям соответствующих проб таким образом, чтобы обеспечивалось нанесение пылевой пробы на фильтрующий материал через отверстие в подложке. Таким образом, фильтрующий материал может являться ламинированным материалом, таким как поддерживающий субстрат на основе синтетических пластиков или природного материала, и фильтрующим материалом на основе бумаги.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предусматривается создание способа обработки данных, относящихся к пылевым пробам, отобранным в географической зоне для обнаружения подземных рудных тел, при этом способ включает

получение данных, относящихся к геохимическому анализу, индивидуальному идентификационному коду и ОРЗ-координатам местоположения каждой пылевой пробы; и

составление карты географической зоны, в которой были отобраны пылевые пробы, и наложение на карту графического представления аналитических данных.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предусматривается создание системы для анализа пылевых проб из географической зоны для поиска подземных рудных тел, при этом система включает

абляционное устройство для абляции частиц пыли из пылевой пробы и

- 5 029100

анализирующее устройство для проведения анализа химического состава подвергшихся абляции частиц пыли с целью выявления наличия гидроморфных аномалий, которые могут указывать на оруденение подземных рудных тел.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предусматривается создание системы для анализа пылевых проб, взятых в географической зоне и предназначенных для обнаружения подземных рудных тел, при этом система включает

катушку с кодируемой фильтрующей лентой, на поверхности которой осаждены частицы пыли из каждой отобранной пылевой пробы;

лентопротяжный механизм для установки катушки и протягивания фильтрующей ленты в контролируемой среде на приемную катушку;

лазерное абляционное устройство, соединенное с лентопротяжным механизмом для абляции частиц пыли из каждой пылевой пробы по мере прохождения ленты через лазерное абляционное устройство;

устройство для считывания индивидуального идентификационного кода каждой пылевой пробы с фильтрующей ленты.

Система может представлять анализирующее устройство для проведения геохимического анализа подвергшихся абляции материалов на наличие элементных аномалий. Аномалии могут представлять собой гидроморфные аномалии. Обнаружение гидроморфных аномалий является индикацией скрытого, не выходящего на поверхность оруденения.

Анализирующее устройство (оборудование) может быть размещено смежно или около лентопротяжного механизма и лазерного абляционного устройства, либо анализирующее устройство может быть расположено на расстоянии от них. Например, анализ может проводиться на месте с забором и абляцией проб, либо пробы могут быть отправлены для проведения анализа в лабораторию, расположенную в удаленном пункте. Отправка проб в удаленный пункт позволяет полностью задействовать систему в полевых условиях (на объекте) для забора дополнительных проб на этом же объекте, либо система может быть перевезена на новый объект, при этом система располагает средствами для регистрации в цифровой форме результатов геохимического анализа, индивидуального идентификационного кода и ОР8координат местоположения каждой пылевой пробы, из которой были получены частицы пыли, при этом зарегистрированные данные могут быть использованы для идентификации потенциального оруденения на нижних горизонтах.

Контролируемая среда может представлять собой стерильную среду, такую как герметичный контейнер. Герметичный контейнер может представлять собой открываемый прочный ящик, в котором размещены лентопротяжный механизм, катушки и устройство лазерной абляции.

С учетом вышеизложенного, одна или несколько форм настоящего изобретения предусматривают создание способа для поиска подземных рудных тел, при этом способ включает

взятие пылевых проб приповерхностного слоя грунта в пределах площади предварительно определенной географической зоны и

проведение анализа частиц пыли из пылевых проб в целях выявления каких-либо гидроморфных аномалий в частицах пыли как способа идентификации возможного оруденения подземных рудных тел.

Способ может включать создание координатной сетки точек маршрута для взятия пылевых проб в предварительно выбранной географической зоне и взятие пылевой пробы в каждой точке маршрута в соответствии с координатной сеткой и одновременную регистрацию ОР8-координат каждой точки маршрута.

Предпочтительный пример осуществления настоящего изобретения включает хранение пылевых проб в стерильной среде для проведение анализа на наличие гидроморфных аномалий в пылевых пробах.

Способ может включать транспортирование пылезаборного устройства по местности в географической зоне в соответствии с предварительно определенными точками маршрута;

заглубление пробозаборного зонда в поверхностный слой грунта в нескольких из выбранных точек маршрута;

затягивание пробы пыли вовнутрь пылезаборного устройства;

хранение пылевой пробы из каждой точки маршрута в пылезаборном устройстве в стерильной среде и

регистрацию ОР8-координат каждой выбранной точки маршрута, при этом результаты анализа на наличие каких-либо гидроморфных компонентов в пылевых пробах используются с целью определения потенциального оруденения подземных рудных тел.

Настоящее изобретение предпочтительно включает создание визуального представления возможных подземных рудных тел в географической зоне на основе результатов анализа.

Регистрация ОР8-координат местоположения каждой пылевой пробы может осуществляться в основном одновременно с забором и хранением пылевых проб.

Может быть проведена статистическая обработка данных результатов анализа.

Способ может включать комбинирование ОР8-координат частиц пыли с результатами статистически обработанных данных и наложение на карту географической зоны результатов статистически обработка данных для составления карты, на которой будет указано возможное местоположение подземных

- 6 029100

рудных тел.

Статистическая обработка данных может предусматривать усреднение данных результатов анализа.

Предпочтительно, чтобы один или несколько примеров осуществления настоящего изобретения предусматривали хранение частиц пыли из каждой пылевой пробы, отобранной в соответствующей точке маршрута, на индексируемом фильтрующем материале.

Каждая пылевая проба может засасываться, вдуваться или иным образом подаваться на фильтрующий материал.

Пылевые пробы, взятые для анализа, предпочтительно должны быть мелкозернистыми, и предпочтительно, чтобы их размер находился в пределах менее 1,0 мкм, однако они могут и превышать 1,0 мкм.

Способ может предусматривать протягивание ленты, содержащей фильтрующий материал с первой катушки на вторую катушку в стерильной среде.

Способ предпочтительно может предусматривать считывание индивидуального идентификационного кода каждой пылевой пробы с фильтрующей ленты и хранение ΟΡδ-координат в сочетании с индивидуальным идентификационным кодом каждой пылевой пробы, при этом проведение последующих анализов на наличие каких-либо гидроморфных компонентов в пылевых пробах имеет своей целью идентификацию оруденения подземных рудных тел.

Система для забора пылевых проб из географической зоны для поиска подземных рудных тел, при этом система включает

модуль пылезаборника для хранения пылевых проб в контролируемой среде;

устройство для транспортировки модуля пылезаборника по поверхности земли в географической

зоне;

пробозаборный зонд механически соединенный с модулем пылезаборника;

заглубляющее устройство, приводимое в действие и предназначенное для заглубления пробозаборного зонда в поверхностный слой грунта на выбранных участках; и,

устройство для забора проб пыли соединенное с пробозаборником для засасывания пробы пыли в модуль пылезаборника, при этом результаты последующих анализов на наличие каких-либо гидроморфных компонентов в пылевых могут быть проведены для идентификации потенциального оруденения подземных рудных тел.

Модуль пылезаборника может включать контейнер для хранения пылевых проб в стерильной среде; и лентопротяжный механизм для индексируемого фильтрующего материала, размещенного внутри контейнера.

Настоящее изобретение предусматривает использование устройства для засасывания частиц пыли, предназначенное для засасывания тонкодисперсных частиц пыли на фильтрующий материал.

Система может дополнительно включать индивидуальный код, присваиваемый каждой пробе, проиндексированной на фильтрующем материале; и устройство считывания кодов, имеющихся на фильтрующем материале.

Пробозаборник может включать зуб, предназначенный для заглубления в поверхностный грунт покрывающих пластов, и пылезаборную трубку, соединенную с зубом, для подачи пылевых проб с головки зуба в модуль пылезаборника.

Настоящее изобретение может предусматривать установку абляционного устройства, предназначенного для абляции частиц пыли из отобранной пылевой пробы. Абляционное устройство может быть размещено в модуле пылезаборника.

В модуле пылезаборника могут быть размещены катушка для приема проб с кодируемой фильтрующей лентой, на которой происходит осаждение частиц пыли из каждой отобранной пылевой пробы, и лентопротяжный механизм, на котором установлена катушка для приема проб и который предназначен для подачи фильтрующей ленты в стерильную среду для намотки на приемную катушку.

Система также может включать анализатор для проведения геохимического анализа подвергшихся абляции частиц пыли с целью выявления гидроморфных аномалий.

Система в качестве своего компонента может включать устройство цифровой записи для регистрации результатов геохимического анализа.

Система может предусматривать присвоение индивидуального идентификационного кода и ΟΡδкоординат местоположения каждой пылевой пробы, из которой были получены частицы пыли. С этой целью система может быть снабжена устройством отпечатывания кода для маркировки фильтрующего материала у индексируемых позиций или для создания индексируемых позиций.

По всему описанию изобретения, если контекст не требует иного, слово "включать" или такие его варианты как "включает" или "включающий", следует понимать как подразумевающее включение точно определенного целого числа или группы целых чисел, но не исключение любого иного целого числа или группы целых чисел.

Аналогичным образом слово "предпочтительно" или его варианты, такие как "предпочтительный", следует понимать как подразумевающее, что точно определенное целое число или группа целых чисел являются желательными, но не существенными для внедрения изобретения.

- 7 029100

Краткое описание чертежей

Более полное понимание существа настоящего изобретения может быть достигнуто из следующего ниже подробного описания конкретного примера осуществления способа и системы для поиска подземных рудных тел, который носит чисто иллюстративный характер, и ведущегося со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых

фиг. 1 - вид системы для забора пылевых проб в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения, при этом зуб и пробозаборная трубка находятся в поднятом положении;

фиг. 2 - вид системы на фиг. 1 на начальном этапе заглубления в грунт, при этом зуб и пробозаборная трубка находятся в частично опущенном положении;

фиг. 3 - вид системы на фиг. 1 в рабочем положении, при котором зуб заглублен в грунт перед пробозаборной трубкой;

фиг. 4 - графическое изображение способа забора пылевых проб в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения;

фиг. 5 - вид в перспективе сверху модуля пылезаборника, используемого в системе на фиг. 1; фиг. 6 - увеличенный вид в перспективе модуля пылезаборника на фиг. 5;

фиг. 7 - вид в перспективе сверху в частичном разрезе по линии А-А модуля пылезаборника на фиг. 6; фиг. 8 - увеличенный вертикальный вид сбоку частично в разрезе системы для забора пылевых проб

на фиг. 1-3;

фиг. 9а-9о - схематическое изображение, иллюстрирующее поэтапное использование системы для забора пылевых проб, предназначенных для проведения их анализа, в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения;

фиг. 9р-9и - схематическое изображение, иллюстрирующее этапы извлечения зуба из грунта и продувки трубки до забора последующей пробы, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

фиг. 10а-106 - загрузка материала, содержащего забранные пробы в часть системы в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения, при этом система включает устройство лазерной абляции и масс-спектрометр, и схематические этапы в процессе продувки устройства лазерной абляции и проведения спектроскопического анализа отобранных проб;

фиг. 11 - способ подготовки к анализу пылевых проб в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

фиг. 12 - стандартная карта, составленная в соответствии с предпочтительным способом настоящего изобретения, на которой приведено графическое изображение потенциального оруденения подземных рудных тел, полученное на основе результатов анализа отобранных проб;

фиг. 13 и 14 - альтернативное расположение фильтрующего материала на бобинах или катушках в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения с использованием подающего механизма;

фиг. 15 и 16 - подающий механизм на фиг. 13 и 14 в двух положениях. На фиг. 15 приведен подающий механизм в положении очистки, и на фиг. 16 подающий механизм находится в положении забора проб.

Подробное описание предпочтительных примеров осуществления настоящего изобретения

Ниже приведено описание примеров осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Настоящее изобретение основано на открытие того, что результаты геохимического анализа гидроморфно осажденных ионов на мелкодисперсных частицах пыли из приповерхностного слоя грунта могут быть использованы для прогнозирования с определенной степенью точности оруденения подземных рудных тел. Предпочтительно, чтобы забор осажденных ионов осуществлялся в пределах глубины менее 1 м от поверхности грунта и более предпочтительно в пределах глубины 20 смс от поверхности грунта.

Частицы пыли могут быть забраны и могут храниться в контролируемой среде, такой как стерильная среда. Было обнаружено, что наличие подземных рудных тел можно было идентифицировать до глубины приблизительно 150 м или более.

Частицы пыли могут быть от микронного до субмикронного размера, предпочтительно менее 10 мкм и более предпочтительно в пределах от приблизительно 0,1 до 4,0 мкм.

В соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения производится забор содержащих ионы частиц размером менее 5 мкм из-под поверхности грунта, при этом ионы формируются вокруг частиц размером менее 5 мкм в глубине грунта и переносятся к поверхности за счет гидроморфного эффекта. Чем меньше частица, тем больше масса ионов, покрывающих поверхность частицы, тем выше вероятность обнаружения аномалии. Система и способ, раскрытые в известном патенте США № 4056969, предусматривают удаление указанных частиц размером менее 5 мкм и забор проб с поверхности грунта.

Было обнаружено, что на частицах размером менее 5 мкм скапливались ионы при большей степени концентрации, чем на крупных частицах. Таким образом, ионы покрывали значительно большую по- 8 029100

верхность частиц в данной пробе, тем самым обеспечивая получение более высоких результатов анализа проб, содержащих мелкие частицы, чем в случае забора проб с более крупными частицами.

При заборе "мелких" частиц пыли микронного размера значительно более высокое соотношение гидроморфных отложений элементов на таких "мелких" частицах по сравнению с крупными частицами и зернами, забор которых производится при известном способе геохимии изотопов, обеспечивает более четкое отличие каждого элемента от "фона" и, следовательно более высокую степень чувствительности и большую глубину обнаружения аномалий.

Ввиду относительно небольшого размера частиц пыли гидроморфно осажденные элементы каждой частицы составляют значительно больший процент от всей массы частицы. Отношение объема гидроморфно осажденных элементов к объему частицы намного выше в отношении каждой небольшой частицы пыли, чем отношение объема гидроморфно осажденных элементов к объему более крупных частиц пыли и грунта. Было обнаружено, что чем меньше частица, тем выше процент удельной толщины образовавшегося ионного покрытия от всей массы частицы. Ионное покрытие образуется за счет жидкостей, протекающих через любое глубокозалегающее оруденение, и, следовательно, чем выше процент материала, анализируемого из глубоко залегающего оруденения, тем очевидней будет индикация на наличие этого оруденения, исходя из аналитических данных. Таким образом, содержание гидроморфного компонента материала будет пропорционально выше, что, в свою очередь, повышает вероятность успешного обнаружения глубоко залегающих и слепых подземных рудных тел.

Г лубоко залегающие рудные тела являются рудными телами, расположенными под покрывающими пластами, в которых отсутствует материал, ограничивающий перемещение абразивного материала к поверхности грунта, в то время как слепые рудные тела покрыты горной породой, препятствующей механическому включению рудного материала в поверхностный грунт.

Важной особенностью одного или нескольких примеров осуществления настоящего изобретения является способ и устройство для эффективного забора пылевых проб в полевых условиях и для их хранения и транспортировки в стерильной среде для проведения последующих анализов.

Как проиллюстрировано на фиг. 1-3, предпочтительный пример осуществления системы для забора пылевых проб из географической зоны для поиска подземных рудных тел в соответствии с настоящим изобретением включает модуль пылезаборника 12 для хранения пылевых проб в стерильной среде. Модуль пылезаборника 12 включает корпус 14, в котором размещено устройство для хранения пылевых проб, как будет более детально описано ниже со ссылкой на фиг. 5-8.

Система 10 для забора пылевых проб также включает устройство для транспортировки модуля пылезаборника 12 по поверхности земли в географической зоне. В проиллюстрированном примере осуществления настоящего изобретения транспортное средство включает регулируемую опорную конструкцию 16, установленную в задней части транспортного средства (не показано), такого как полноприводное или специальное транспортное средство повышенной проходимости. Транспортное средство может представлять собой любое приемлемое транспортное средство, включающее летательный аппарат, такой как, например, беспилотный летательный аппарат. Транспортное средство также может представлять собой переносной ранец для пешей транспортировки системы 10.

В проиллюстрированном примере осуществления настоящего изобретения регулируемая опорная конструкция 16 приводится в действие гидравлическим приводом и снабжена своим собственным силовым агрегатом 18 для опускания и подъема системы 10 для ее установки в рабочее положение и перемещения из указанного положения. На фиг. 1 система 10 показана в поднятом положении, в котором она зафиксирована при транспортировке в географическую зону, в которой предусматривается забор пылевых проб, и между точками маршрута в географической зоне в процессе забора пылевых проб.

Устройство для отбора мощности транспортного средства может быть использовано для приведения в действие компрессора и(или) гидронасоса для подачи сжатого воздуха и(или) создания гидравлического давления для опускания/подъема зуба. Таким образом, система может быть автономной и приводиться в действие на транспортном средстве без необходимости установки дополнительного источника энергии. Сжатый воздух также может быть использован для подачи отфильтрованного и осушенного воздуха для очистки пробозаборной трубки.

Система 10 для забора пылевых проб дополнительно включает пробозаборный зонд 20, механически соединенный с модулем пылезаборника 12 и предназначенный для кратковременного погружения в поверхностный слой грунта на выбранных участках. Пробозаборный зонд 20 может представлять собой ручное устройство. В проиллюстрированном примере осуществления настоящего изобретения пробозаборный зонд 20 включает зуб 22, предназначенный для заглубления в поверхностный грунт покрывающих пластов, и пылезаборную трубку 24, соединенную с зубом 22 для подачи пылевых проб с прилегающей головки зуба 22 в модуль пылезаборника 12. Следует понимать, что пробозаборная трубка перемещается непосредственно позади зуба. Зуб предназначен для создания бороздки в поверхностном слое грунта, в то время как пробозаборная трубка образует канал для пробы грунта, засасываемого вовнутрь модуля пылезаборника. Заборная головка 26, установленная в самой нижней концевой части пылезаборной трубки 24, расположена непосредственно позади головки зуба 22 и снабжена отверстием (не показано), направленным в сторону, противоположную направлению перемещения зуба 22, что предотвращает

- 9 029100

блокировку конца пробозаборной трубки.

Предпочтительно, чтобы пробозаборный зонд 20 также включал механизм регулирования заглубления 28 с гидравлическим приводом для регулирования глубины, на которую зуб 22 проникает в грунт. Механизм регулирования заглубления 28 включает опорное колесо 29. Высота опорного колеса может быть с легкостью отрегулирована для установки проникновения зуба в грунт на требуемую глубину. Регулирование высоты может осуществляться с помощью роторного привода, обеспечивающего регулировку установки высоты, например, с помощью меток, определяющих различную установку высоты.

Предпочтительно, чтобы при использовании зуб проникал на глубину в пределах от 2 до 150 мм; более предпочтительно в пределах от приблизительно 80 до 100 мм. Тензодатчик 38, установленный и соединенный с зубом, позволяет получить геологам важную дополнительную информацию о сжатии грунта.

Усилие, измеряемое тензодатчиком, сопоставляется с каждой пробой, и измеренное значение выражается в ньютонах (Н) (усилие). Также производится измерение влажности окружающего воздуха и его температуры для сбора и анализа данных геологами.

Зуб 22 установлен на быстроразъемной штанге с регулируемым расцепным усилием. Быстроразъемная штанга предназначена для отклонения пробозаборного зонда 20 в направлении вверх с помощью зуба 22 от любого препятствия, с которым может столкнуться зонд в грунте, например со скальной породой во избежание повреждения заборной головки 26. Обычно расцепное усилие устанавливают на значении, составляющем приблизительно 250 кг, тем не менее расцепное усилие может быть отрегулировано таким образом, чтобы оно соответствовало типам поверхностного слоя грунта и каменистости.

Система 10 дополнительно включает устройство, соединенное с пробозаборным зондом 20 для засасывания пробы пыли в модуль пылезаборника 12, при этом последующий анализ на наличие какихлибо гидроморфных компонентов в пылевых пробах может быть выполнен в целях определения возможного оруденения подземных рудных тел. В указанном примере осуществления настоящего изобретения устройство для засасывания пылевых проб включает вакуумный насос 30, предназначенный для втягивания потока пылевых проб в отверстие заборной головки 26 вверх по пылезаборной трубке 24 в модуль пылезаборника 12. Модуль пылезаборника 12 включает корпус 14 для хранения пылевых проб в стерильной среде, что можно наиболее четко видеть на фиг. 5-8. Корпус 14 представляет собой предпочтительно ранец военного образца с аппаратурой для эксплуатации в сложных условиях, снабженный съемной крышкой, которая может защелкиваться, создавая герметичную камеру. Корпус 14 предпочтительно установлен на четырех амортизаторах типа Ваггу 15. Амортизаторы типа "Валу" 15 представляют собой виброзащитные устройства, в которых используется масляная амортизация для изолирования корпуса 14 от вибраций, передаваемых в направлении вверх от пробозаборного зонда 20. Лентопротяжный механизм 32 размещен внутри корпуса 14 для протяжки кодируемой фильтрующей ленты 40 от катушки 36, подающей ленту с пробами, к приемной катушке 38. Кодируемая фильтрующая лента 40 выполнена из специального пористого материала, обеспечивающего улавливание частиц пыли размером более приблизительно 0,45 мкм в диаметре в порах материала. На поверхности фильтрующей ленты 40 предпочтительно нанесены штрих-коды через определенные интервалы, обеспечивающие индивидуальную идентификацию каждой уловленной на ленте пробы. Лента предпочтительно представляет собой композитный полимер, который в процессе изготовления или после изготовления сматывается и разматывается. За счет этого на ленте образуется электростатический заряд, притягивающий частицы размером менее 5 микрон, которые прилипают к подкладке или тканевому материалу на ленте. Электростатический заряд сохраняется после того, как частицы соударяются с лентой и попадают на ее поверхность. Таким образом, исключается необходимость в адгезивном материале и в дополнительной покрывающей ленте. Электростатический заряд на ленте прочно удерживает более мелкие (менее 5 мкм) частицы и не удерживает большое количество более крупных частиц, если таковые имеются. Таким образом, технологические преимущества ленты, имеющей электростатический заряд для удержания частиц, обеспечивает преимущества по сравнению с адгезивными лентами. Кроме того, требуется только один слой ленты вместо адгезивной ленты и второго рулона покрывающей ленты, как раскрывается в патенте США № 4,056,969, за счет чего обеспечивается установка более длинного рулона ленты в зависимости от толщины, либо лента занимает меньше места в блоке абляции.

Каждая бобина или катушка с лентой может быть установлена вертикально, а не горизонтально внутри герметичного контейнера, образующего корпус, в котором размещена лента. При использовании лента перемещается в требуемое положение и герметизируется внутри пробозаборной трубки для приема пылевого потока и забора пробы. Лента и ее катушки/бобины (предпочтительно размещенные в картридже) перемещаются горизонтально, приблизительно на 100 мм от пылезаборной трубки и герметизируются от нее, в то время как пробозаборная трубка продувается сжатым предварительно отфильтрованным осушенным воздухом высокого давления. Указанная процедура предотвращает повреждение ленты и ее загрязнение в процессе очистки под высоким давлением. Одновременно система контроля перемещает ленту к следующей пробе, готовой к изменению положения во время очистки. Это ускоряет весь процесс забора проб ввиду того, что завершение двух процессов происходит одновременно.

Лентопротяжный механизм 32 может включать шаговый двигатель натяжения (не показан) для

- 10 029100

вращения катушки 36 для подачи проб и сохранения предварительно заданного натяжения фильтрующей ленты 40 и наматывающий шаговый двигатель (не показан) для вращения приемной катушки 38 и для намотки ленты 40 на приемную катушку 38 при пошаговых перемещениях. Шаговые электродвигатели обычно представляют собой бесщеточные 12-вольтные двигатели постоянного тока, вращательный момент, натяжение и скорость которых могут дистанционно регулироваться с помощью компьютера. Приведение в действие одной или обеих катушек внутри корпуса может обеспечиваться за счет внешних устройств, таких как один или несколько электродвигателей, установленных снаружи корпуса. За счет этого обеспечивается снижение общего веса корпуса и упрощается размещение оборудования внутри него. Шаговый электродвигатель для зажима ленты 42 также обеспечивает постоянное натяжение фильтрующей ленты 40. Дополнительно к лентопротяжному механизму, обеспечивающему вращение катушек/бобин, вышеуказанный механизм позволяет задерживать подачу ленты и протягивать ее. Например, катушки/бобины могут свободно вращаться, либо характеризоваться низким сопротивлением вращению, и механизм зажима является достаточным для удержания ленты и перемещения ее таким образом, чтобы катушки/бобины вращались синхронно с таким перемещением. Может быть использовано сочетание лентопротяжного механизма, приводящего в действие катушку(и)/бобину(ы) и шагового электродвигателя для зажима ленты.

В корпусе 14 также размещен считыватель штрих-кода 44 для считывания индивидуальных штрихкодов, отпечатанных на фильтрующей ленте 40 для идентификации каждой пылевой пробы. Несмотря на предпочтительное использование штрих-кодов, могут быть применены иные индивидуальные идентификаторы пробы, такие как индивидуальные буквенно-цифровые коды или иные оптические машиночитаемые коды.

Модуль пылезаборника 12 дополнительно включает устройство для засасывания частицы пыли из пылевой пробы и подачи на фильтрующую ленту 40. В данном примере осуществления изобретения поток частиц пыли из пылевой пробы всасывается через пробозаборную трубку 24 в изогнутую трубку 46, размещенную внутри корпуса 14. Как наиболее четко видно на фиг. 7, внутри изогнутой трубки 46 расположен пылевсасывающий вентилятор 48 в месте выхода трубки 46 из корпуса 14. Пылевсасывающий вентилятор 48 всасывает основной поток частиц пыли через модуль пылезаборника 12. Небольшая пробоотборная трубка 50 входит во внутреннюю часть 13 изогнутой трубки 46 (см. фиг. 7) для взятия пробы частиц пыли из основного пылевого потока. В системе установлен всасывающий вентилятор 52 для всасывания пробы частиц пыли через небольшой канал 54, который проходит через путь перемещения фильтрующей ленты 40 в вакуумную камеру 56.

Степень разряжения, создаваемого вентиляторами 48 и 52 соответственно, тщательно калибруется для обеспечения того, чтобы только мелкодисперсные частицы пыли в пределах предпочтительного диапазона размера частиц (от 0,1 до 10,0 мкм, предпочтительно до 4,0 мкм) были суспендированы в воздушном потоке, проходящем через фильтрующую ленту 40. Значительное количество указанных мелкодисперсных частиц пыли осаждается на фильтрующей ленте 40 на заданном участке на ленте рядом со штрих-кодом для хранения и последующего анализа. Таким образом, ряд отсасывающих трубок, которыми снабжена система, удаляет частицы пыли размером более 4 мкм с помощью четырехзональной шаговой вакуумной системы с регуляторами вакуума в каждой зоне.

После забора каждой пробы мелкодисперсных частиц пыли необходимо очистить канал транспортировки пыли всех четырех зон от оставшихся частиц пыли в целях предотвращения загрязнения следующей пылевой пробы. Для этой цели предусмотрен воздушный патрубок 58, соединенный с каналом транспортировки пыли. К воздушному патрубку 58 подсоединен источник сжатого воздуха, и после каждого последовательного процесса забора пылевой пробы в канал транспортировки пыли подают сильную струю сжатого воздуха для удаления любых остаточных частиц пыли (если таковые имеются). Как можно наиболее четко видеть на фиг. 7, в канале транспортировки пыли установлен поворотный цилиндрический элемент 62 рядом с точкой, в которой мелкодисперсные частицы пыли направляют на фильтрующую ленту по небольшой пробоотборной трубке 50. Цилиндрический элемент 62 снабжен проходящим через него Т-образным каналом для перенаправления траектории движения потока от фильтрующей ленты в воздушный патрубок 58. После каждого забора пробы осуществляется поворот цилиндрического элемента 62 таким образом, чтобы обеспечивалась подача сильной струи сжатого воздуха обратно через канал транспортировки пыли в направлении, противоположном направлению, в котором струя сжатого воздуха проходила при заборе пробы. В результате этого происходит удаление остаточных частиц пыли в обратном направлении через пылезаборную трубку 24.

Модуль пылезаборника 12 предпочтительно включает приемник СР8 для получения СР8координат местоположения каждой пылевой пробы, взятой системой 10. Микропроцессорный контроллер 60 управляет работой различных компонентов модуля пылезаборника 12. Микропроцессорный контроллер 60 регистрирует штрих-код с фильтрующей ленты 40 вместе с СР8-координатами каждой пылевой пробы, забранной прежде, чем будет запущен лентопротяжный механизм для обеспечения пошагового перемещения ленты 40, готовой для получения следующей пробы. На фиг. 4 графически представлена типовая последовательность этапов забора каждой пылевой пробы.

Когда пробозаборный зонд 20 находится в поднятом положении, как показано на фиг. 1, транспорт- 11 029100

ное средство, на котором транспортируется система, может обычно перемещаться по участку со скоростью 15 км/ч. Между процессами забора пылевых проб систему продувают сжатым воздухом для удаления всех частиц пыли во избежание загрязнения последующих проб. Продувку осуществляют путем включения обоих всасывающих вентиляторов 30 и 48. По мере приближения системы 10 к месту расположения следующей точки маршрута для забора пробы скорость транспортного средства обычно снижают до 10 км/ч, т.к. оператор приступает к опусканию пробозаборного зонда 20 в его рабочее положение и заглублению в грунт, как показано на фиг. 2. При достижении головкой зуба на пробозаборном зонде 20 своей максимальной глубины, составляющей приблизительно 100 мм, скорость транспортного средства снижают до приблизительно 5 км/ч, и система 10 готова для забора пробы. Зуб можно отклонять для заглубления в поверхность грунта на требуемую величину. Выдерживание параметров глубины обеспечивает постоянную требуемую глубину забора проб в целях контроля качества и отбора проб. Выдерживание параметров глубины может быть обеспечено с помощью устройства смещения, которое вынуждает зуб заглубляться в грунт, и устройство контроля, такое как опорное колесо (например, колесо 29), может быть использовано для выдерживания такой требуемой глубины. Могут быть использованы иные средства выдерживания параметров глубины, такие как прибор контроля глубины и устройство регулирования подъема/опускания зуба, управляемое с помощью двигателя.

Включают все всасывающие вентиляторы и пылевую пробу всасывают в модуль пылезаборника 12. Часть мелкодисперсных частиц пыли из основного пылевого потока осаждается на фильтрующей ленте 40 около индивидуального штрих-кода.

Одновременно получают и регистрируют ОРЗ-координаты местоположения пылевой пробы в сочетании с индивидуальным штрих-кодом для указанного образца, считываемым с фильтрующей ленты 40. Выключают все всасывающие вентиляторы, и пробозаборный зонд 20 возвращают в его поднятое положение. Затем выполняют процедуру очистки пыли с использованием сильной струи сжатого воздуха. Далее фильтрующую ленту 40 пошагово протягивают с помощью лентопротяжного механизма 32 до следующего участка со штрих-кодом, готового для забора следующей пылевой пробы. Далее последовательность операций повторяется при заборе следующей пылевой пробы.

Обычно оператор управляет перемещением транспортного средства с помощью цифрового экрана позиционирования, обеспечивающего отслеживание прохождения им маршрута и регистрацию местоположений проб, при этом на экран выводится положение транспортного средства по отношению к предварительно заданной траектории маршрута и значение пройденного расстояния. На цифровом экране позиционирования также выведен курсограф в виде полоски индикации, который позволяет оператору получить визуальную информацию для выдерживания правильного направления транспортного средства. Курсограф в виде полоски индикации включает две зоны, окрашенные в оранжевый и красный цвета по обеим сторонам круга зеленого цвета в центре полоски индикации, который указывает на истинное направление движение. Если транспортное средство перемещается в правильном направлении, в центре полоски загорается зеленый круг. Если транспортное средство начинает отклоняться в одну сторону от истинного направления, на этой стороне загорается предупредительная индикация оранжевого цвета. В том случае, если направление перемещения транспортного средства не корректируется, на той же самой стороне полоски индикации загорается красный индикатор, предупреждающий оператора о том, что при выбранном направлении транспортного средства будут пропущены следующие точки маршрута. На одной катушке, как правило, может содержаться до 2000 проб, что является допустимым количеством собранных проб за день. Следовательно, на одной кассете должно находиться количество собранных за день проб, в результате чего исключается смена нескольких кассет в течение рабочего дня. При заполнении кассеты карту памяти ЗО сбора проб в полевых условиях (см. фиг. 11) извлекают из компьютера и помещают вместе с кассетой в герметичный контейнер для кассет и доставляют в лабораторию для проведения анализа.

Система 10 для забора пылевых проб обеспечивает автоматический непрерывный или периодический отбор проб с требуемой скоростью, например в диапазоне от 2 до 50 км/ч. Скорость транспортного средства может изменяться в зависимости от физических особенностей местности (градиентов, препятствий, типа грунта, влажности грунта и т.д.).

Местоположение каждой пробы автоматически определяется с использованием современной ОРЗсистемы. Система отбора проб 10 может быть запрограммирована для забора проб в соответствии с предварительно определенной координатной сеткой точек маршрута, либо может быть использована для взятия проб в пределах зоны отбора проб в точках, которые могут быть зарегистрированы при проведении забора проб. Таким образом, существует возможность изменения местоположения точек маршрута забора проб в том случае, если на пути следования по маршруту в процессе отбора проб встречаются ранее не идентифицированные препятствия, а также увеличения плотности взятия проб, если конкретная зона представляет собой интерес для проведения более детального обследования с углубленным режимом пробоотбора.

В варианте осуществления настоящего изобретения, в котором в качестве транспортного средства используется беспилотный летательный аппарат, приемлемый беспилотный летательный аппарат представляет собой управляемый компьютером в зоне прямой видимости или автономный беспилотный лета- 12 029100

тельный аппарат, такой как самолёт с толкающим воздушным винтовентилятором в кольцевом канале или миниатюрный вертолет. Беспилотный летательный аппарат может нести легкий модуль пылезаборника и использовать предварительно запрограммированные координаты точек маршрута отбора проб в своей полностью автоматизированной, управляемой с помощью камеры навигационной системе предотвращения столкновения с препятствиями. Летательный аппарат осуществляет забор пылевых проб, используя миниатюрные, приводимые в действие сжатым воздухом пробозаборный зонд (например, «дротик») и пылезаборную головку, либо утяжеленную головку, проникающую в грунт до требуемой глубины. Головка или зонд могут быть спущены с беспилотного летательного аппарата на тросике, например, на проволоке, либо на телескопической трубке или стержне. Предусматривается, что отбор проб грунта будет осуществляться с расстояния до 1,0 метра над поверхностью земли. Любая проблема, которая может возникнуть в связи с нисходящим потоком, создаваемым беспилотным летательным аппаратом и сдувающим легкую почву с поверхности грунта, устраняется за счет отбора проб зондом ниже уровня поверхности. Беспилотный летательный аппарат может быть сконфигурирован для полета и отбора проб с земной или водной поверхности. Например, при пролете над водной поверхностью беспилотный летательный аппарат может опустить пробозаборный зонд через толщу воды и взять пробу с заглублением в дно водного объекта. Отбор проб над водой может осуществляться путем перемещения без контакта с водной поверхностью, либо с помощью судна, плавающего на поверхности воды. В альтернативном случае отбор проб может быть осуществлен с управляемого экипажем судна, находящегося на поверхности воды, или пилотируемого летательного аппарата, перемещающегося над поверхностью воды. Модуль пылезаборника 16 может быть аналогичен по своей конструкции модулю, установленному на полноприводном транспортном средстве, однако иметь меньшие габариты и вес, соответствующие полезной нагрузке, которую способен нести беспилотный летательный аппарат. Источником электропитания является №Саб или литий-ионный аккумулятор, обеспечивающий электропитанием беспилотный летательный аппарат. Управление беспилотным летательным аппаратом может осуществляться одним человеком из кондиционируемой кабины автомобиля с постом управления или из удаленного здания. Пылезащитный контейнер и катушки извлекают из беспилотного летательного аппарата и транспортируют пилотируемым летательным аппаратом в лабораторию для проведения анализа аналогично тому, как это осуществляется при использовании известных полноприводных транспортных средств. Использование беспилотного летательного аппарата позволяет осуществлять забор проб на труднодостижимых участках, например, в районах лесистой местности. На беспилотном летательном аппарате могут быть установлены средства визуального контроля, такие как монокулярные или бинокулярные камеры, предназначенные либо для регистрации процесса отбора проб, либо для передачи видеоданных оператору для просмотра в реальном режиме времени и в целях контроля.

Система 10 для забора пылевых проб, установленная на полноприводном транспортном средстве, может быть включена в специальную полностью интегрированную блочную конструкцию, содержащую гидравлический и пневматический силовой агрегат и средство управления. Подобная конструкция обеспечивает установку пробозаборного зонда 20 в пределах 1 м над поверхностью земли, предусмотренных стандартами промышленной безопасности Министерства транспорта Австралии. Стандартный блок полноприводного транспортного средства с кабиной для экипажа снимают, и вместо него полностью интегрированный блок крепится болтами на шасси полноприводного транспортного средства. Указанная конструкция позволяет оптимизировать механическую прочность и одновременно повысить безопасность оператора и транспортируемость в любую точку мира. Такая конструкция также позволяет разместить все оборудование и кабельные жгуты в одном транспортируемом комплекте, который может быть проверен до отправки с использованием автоматизированной системы.

В альтернативном случае система 10 для забора пылевых проб может быть установлена на тележкетрейлере на колесном ходу с воздушными амортизаторами. С целью выдерживания правильной высоты контакта с грунтом механизма регулирования заглубления 28 может быть использовано регулирующее устройство крепления сцепки для обеспечения постоянного проникновения зуба 22 на глубину 100 мм от поверхности грунта. Гидравлический и пневматический силовой агрегат и все иное оборудование также могут быть установлены в трейлере, имеющем конструкцию, аналогичную конструкции вышеописанного полностью интегрированного блока, устанавливаемого на полноприводном транспортном средстве. Трейлер может буксироваться любым приемлемым транспортным средством, не ограничиваясь только полноприводными транспортными средствами - может быть использовано транспортное средство повышенной проходимости, способное буксировать трейлер и работать в экстремальных условиях и в труднопроходимой местности. В трейлере также может быть установлена система фильтрации воздуха для отфильтровывания частиц размером 0,03 микрона с охладителем, работающим от 240-вольтного или 12вольтного дизель-генератора, установленного на трейлере. Фильтрованный и осушенный воздух используют для очистки любой пыли, оставшейся в канале забора пылевых проб во избежание загрязнения пылевых проб.

Ниже приведено описание предпочтительного примера осуществления системы и способа забора и анализа пылевых проб из географической зоны для поиска подземных рудных тел со ссылкой на фиг. 9а-12.

На фиг. 9а-9о проиллюстрировано поэтапное использование системы для забора пылевых проб, ис- 13 029100

пользуемых для анализа. Система 10 крепится к задней части транспортного средства, как показано на фиг. 1, при этом одинаковые детали обозначены одними и теми же позициями.

По мере перемещения транспортного средства вперед (т.е. вправо, как показано на рисунках), зуб 22 постепенно опускается и заглубляется в поверхность грунта. Как показано на фиг. 9д, зуб 22 находится в максимально низком положении и пробо- (пыле) заборная трубка 24 находится в вертикальном положении, при этом отверстие пробозаборной трубки открывается приблизительно на глубине 100 мм от поверхности грунта.

Как показано на фиг. 9Ь, пылевсасывающий вентилятор включен и работает, и проба грунта транспортируется вверх по пробозаборной трубке 24 от отверстия в нижней части пробозаборной трубки. Как показано на фиг. 9ί, проба проходит через циклонный сепаратор 30 для удаления крупных частиц грунта.

На фиг. 9_]-9о пробоотборный всасывающий вентилятор включен и работает в модуле пылезаборника 12. Указанный вентилятор извлекает частицы пыли из пробы над циклонным сепаратором.

На фиг. 9т всасывающий вентилятор 12А запущен для извлечения мелкодисперсных частиц пыли из пробы за счет их притяжения и улавливания материалом, таким как лента. Мелкодисперсные частицы пыли в основном подают струей воздуха на поверхность материала, обеспечивающего их улавливание. Каждая проба мелкодисперсных частиц пыли индексируется с присвоением ей индивидуального ссылочного идентификатора. На фиг. 9т проиллюстрировано использование ΟΡδ-оборудования 12В для определения координат местоположения забора пробы грунта.

На фиг. 9о проиллюстрирована система 10 с выключенными всасывающими вентиляторами - отбор пробы и перенос мелкодисперсных частицах пыли на улавливающий материал (например, ленту) завершен.

На фиг. 9р-9и приведены различные стадии подъема зуба 22 после улавливания пробы. На фиг. 9е проиллюстрирована очистка пробозаборной трубки с помощью пылезаборного всасывающего вентилятора путем подачи обратной струи воздуха для удаления частиц через циклонный сепаратор и вниз по трубке через входное/выходное отверстие в трубке. Указанный процесс обеспечивает "очистку" пробозаборной трубки, и благодаря этому сепаратор готов для принятия следующей пробы, и исключается загрязнение следующей пробы частицами пыли из предыдущей пробы.

Для очистки от загрязнения пробозаборной трубки (и предпочтительно иных компонентов системы) может быть использован осушенный и предварительно отфильтрованный сжаты газ (предпочтительно воздух, хотя может быть использован азот). Воздух предварительно очищают от любых загрязнений и осушают для предотвращения осаждения влаги и материала во влажных зонах, которые могут накапливаться и вызывать закупорку или загрязнение системы.

Как показано на фиг. 10а-10б, система 70 для анализа пылевых проб обычно включает абляционное устройство 76 для абляции частиц пыли из отобранной пылевой пробы в полевых условиях и анализирующее устройство для проведения анализа химического состава подвергшихся абляции частиц пыли на наличие гидроморфных аномалий, которые могут указывать на оруденение подземных рудных тел.

В проиллюстрированном на фиг. 10Ь примере осуществления настоящего изобретения система снабжены ячейкой лазерной абляции 72 для извлечения частиц пыли, осажденных на фильтрующей ленте 40, и для абляции частиц в атмосфере инертного газа 100 (аргона). Подвергшийся абляции материал далее подают в масс-спектрометр 74 для анализа химических компонентов, в том числе любых гидроморфных аномалий, которые могут присутствовать в пробе. Ячейку лазерной абляции и массспектрометр сначала продувают аргоном с помощью продувочного устройства 102 до проведения анализа пробы. Такая продувка позволяет удалить любые загрязнения, которые могут остаться после предыдущей пробы или попасть в систему из окружающего воздуха. Для продувки может быть использован аргон при давлении в один бар. В данном случае предотвращается потеря аргона и загрязнение в процессе автоабляции проб за счет использования контейнера высокого давления, содержащего аргон и ленту, на которой находятся пробы для проведения абляции. Для обеспечения стерильной зоны, непосредственно окружающей зону абляции внутри абляционного устройства, в данном абляционном устройстве может быть использовано устройство запорного клапана. Указанное устройство запорного клапана включает по меньшей мере один клапан между системой подачи аргона и абляционным устройством, при этом система подачи аргона и абляционное устройство изолируют друг от друга в процессе абляции. За счет этого предотвращается поступление материала обратно в систему подачи газа в процессе абляции и последующее загрязнение при абляции следующей пробы.

Клапан может быть использован для герметизации пространства с аргоном вокруг пробы, подвергающейся абляции. Клапан может приводиться в действие с использованием пневматического или электрического привода. Проба на ленте подвергается давлению аргона приблизительно в 1 бар таким образом, чтобы обеспечивалось полное удаление кислорода или воздуха из пробы, подвергающейся абляции. После завершения абляции указанной пробы клапан открывают для поступления следующей пробы.

На фиг. 10с проиллюстрирована более детально схема блока 76 автоабляции для системы 70 на фиг. 10а. Блок автоабляции 76 включает устройство для установки катушки 78 для подачи проб с кодируемой фильтрующей лентой 40, на поверхности которой находятся осажденные частиц пыли из каждой отобранной пылевой пробы. Блок включает лентопротяжный механизм 80 для установки катушки 78 и про- 14 029100

тяжки фильтрующей ленты 40 в стерильной среде до приемной катушки 82. Ячейка лазерной абляции 72 соединена с лентопротяжным механизмом 80 для абляции частиц пыли из каждой пылевой пробы при прохождении ленты через ячейку. Блок включает считыватель штрих-кода 84 для считывания индивидуального идентификационного кода каждой пылевой пробы с фильтрующей ленты 40 по мере пошаговой протяжки ленты через абляционную ячейку 72.

На фиг. 10ά проиллюстрирована схема, приведенная на фиг. 10Ь, на которой показан процесс проведения анализа подвергшейся абляции пробы, с использованием масс-спектрометра для обнаружения наличия гидроморфных аномалий. Анализ проводится в атмосфере инертного газа, такого как аргон, предпочтительно при давлении газа до одного бара.

Абляция может быть непрерывной или поэтапной, также как и процесс отбора проб. Например, вместо периодического забора проб система может непрерывно обеспечивать забор проб и получение серии проб, а также проводить анализ таких проб с целью выявления непрерывности наличия аномалий.

На фиг. 11 проиллюстрирована типовая последовательность этапов при осуществлении способа обработки отобранных пылевых проб в лаборатории. Кассету 100, содержащую кодируемую фильтрующую ленту 40 с частицами пыли, осажденными на ее поверхности, помещают в автоабляционный блок 76. Затем фильтрующую ленту 40 протягивают в стерильной среде через устройство лазерной абляции 72, и пыль из каждой пылевой пробы подвергается абляции. Индивидуальный идентификационный код каждой пылевой пробы также считывается с фильтрующей ленты. После абляции лентопротяжный механизм 80 протягивает ленту 40 и точно позиционирует ленту для проведения следующего процесса лазерной абляции. Анализ подвергшихся абляции материалов выполняют в масс-спектрометре 74 для получения концентраций, которые могут быть использованы с целью выявления химических аномалий.

Системное программное обеспечение обеспечивает регистрацию результатов геохимического анализа в цифровой форме, индивидуального идентификационного штрих-кода и ОРЗ-координат местоположения каждой пылевой пробы, из которой были получены частицы пыли, при этом зарегистрированные данные могут быть использованы для идентификации потенциального оруденения подземных рудных тел. Зарегистрированные данные могут быть использованы для создания визуального изображения возможного оруденения подповерхностных пластов в географической зоне, в пределах которой были отобраны пылевые пробы. Карта забора проб проиллюстрирована на фиг. 12, на которой приведены результаты геохимического анализа и местоположение точек маршрута забора проб.

После того, как становятся известны результаты геохимического анализа мелких частиц пыли, признаки оруденения, предполагаемые на основе любых наложенных гидроморфных аномалий в частицах пыли усредняются и сопоставляются с ОРЗ-координатами частиц пыли. Затем усредненные результаты налагаются на карту географической зоны с использованием различных цветов для создания "эффекта ореола", как показано на фиг. 12, указывающего на возможное оруденение подземных рудных тел. Имеющиеся данные, полученные на основе анализа лазерной абляции, могут быть автоматически загружены в систему цифрового картографирования, которая выводит информацию о приблизительно 80 элементах в виде "эффекта ореола" вокруг "горячих точек" оруденения.

Таким образом, обеспечивается оперативная идентификация местоположения подземных рудных тел при нахождении геологов на объекте. Затем могут быть собраны дополнительные пробы в потенциальных "горячих точках" для проведения проверки и создания более полной картины потенциального оруденения подземных рудных тел.

Как проиллюстрировано на фиг. 11, фирменное клиентское программное обеспечение используется для доступа к клиентской прикладной программе масс-спектрометра и для передачи результатов химического анализа на СооШпайоп αηά Со11айоп ПйсгГасс с использованием протокола динамического обмена данными (ББЕ). Данные передаются на СооШтайоп αηά Со11айоп ПйсгГасс по ЕШсгпс! в виде пакетов данных ИБР. Данные из запоминающего устройства полевого сбора данных (карта ЗБ в настоящем примере осуществления) также передаются на СооШтайоп απά Со11а1юп ПЯсгГасс. и результаты отправляются по электронной почте на сервер. На сервере осуществляется декодирование сообщений электронной почты и сохранение данных в базе данных.

Координаты точек маршрута взятия проб могут быть предварительно загружены до прибытия в район изысканий, либо непосредственно до начала проведения изысканий, либо могут быть загружены последовательно по мере осуществления процесса отбора проб при условии, что, по меньшей мере, следующие требуемые координаты загружаются до того, как в них возникнет необходимость. В блоке полевого сбора данных используются система цифровой навигации для отслеживания зоны забора проб и сбора каждой пробы.

Блок управления процессом предназначен для управления работой блока автоабляции 76. Прикладное программное обеспечение ББЕ для управления лазером используют для управления работой ячейки лазерной абляции 72.

Следовательно, система способна автоматически перемещать каждую пробу на фильтрующей ленте 40, управлять работой абляционного устройства 72 и регулировать поток газа, включая продувку при необходимости. Система считывает штрих-код, запускает в работу масс-спектрометр и блок лазерной абляции. Затем подвергает пробу абляции, получает результаты с масс-спектрометра и регистрирует ре- 15 029100

зультаты в фирменной базе данных Οδδ. Типовые записи в базе данных по каждой пробе 15 включают следующую информацию: заказчик 10, проба 10, порядковый номер блока сбора проб, ΟΡδ-координаты, время и дата забора образца, всасывающее вакуумное устройство, интервал времени между забором проб и результаты абляции. Система 70 для анализа пылевых проб может быть создана в виде транспортируемого устройства и доставлена в район изысканий для повышения эффективности анализа проб и сокращения времени их обработки.

До отбора проб, в процессе и после их отбора, предпочтительно до отбора, можно получить одно или несколько цифровых изображений рельефа местности, на которой предусматривается проведение изысканий. Каждое изображение может быть связано с одной или несколькими отобранными и проанализированными пробами. Например, могут быть получены изображения участков площадью 40 кв. метров, при этом каждое изображение относится к отдельной пробе. Следовательно, каждому изображению может быть присвоен соответствующий идентификатор в отношении каждой соответствующей пробы, например, изображение может соответствовать штрих-коду, связанному с конкретной пробой на ленте. Изображения могут быть использованы геологом для интерпретации наборов цифровых данных соответствующей пробы.

Исходя из приведенного подробного описания предпочтительного примера осуществления системы и способа для поиска подземных рудных тел, очевидно, что описанный пример осуществления настоящего изобретения обладает рядом преимуществ по сравнению с известным уровнем техники, включая следующее:

ί) методология основана на анализе частиц пыли в том виде, в каком они встречаются в природе и, следовательно, исключается процесс подготовки пробы отобранного материала, необходимый до проведения анализа;

ίί) следовательно, исключается возможность загрязнения препаративных реагентов;

ίίί) ввиду того, что лишь незначительная часть каждой пылевой пробы разрушается в процессе проведения анализа, значительное количество отобранных проб сохраняется для проведения будущих повторных анализов;

ίν) обеспечивается оперативный отбор пылевых проб и в больших количествах в пределах географической зоны большой площади за один день, в результате чего существенно повышается эффективность и снижается стоимость отбора проб.

ν) небольшой размер частиц пыли означает, что соотношение гидроморфно осажденных ионов к массе частицы при проведении их абляции намного выше, чем соотношение у более крупных частиц пыли и грунта. Уделение внимания мелкодисперсным частицам пыли (предпочтительно менее 4,0 мкм) обеспечивает большую степень дифференциации ионов/элементов от фоновых уровней;

νί) модуль пылезаборника характеризуется относительно небольшим весом (обычно не более 5 кг) и, следовательно, его легко транспортировать на различных транспортных средствах или транспортировать пешим ходом;

νίί) лабораторный анализ пылевых проб может быть также полностью автоматизирован для повышения скорости обработки проб и получения аналитических данных для картографирования.

Сбор проб на ленте

Г ерметизация и передача ленты в аналитическую лабораторию

Заправка ленты во вновь разработанный держатель ленты в приборе масс-спектрометрии с лазерной абляцией и индуктивно-связанной плазмой

Калибровка системы с использованием сертифицированных эталонных материалов (СКМ)

Установка программного обеспечения, позволяющего прибору анализировать пробы на ленте и соотносить каждую пробу с ее географическим местоположением

Проведение анализа всех проб на ленте

Электронное удаление всех данных из прибора и либо прогон данных через экспертную систему (которую предстоит еще разработать), либо просмотр данных вручную с целью определения каких-либо показаний, указывающих на наличие аномалий, являющихся результатом падений фотонов в процессе аналитического прогона

Использование набора обработанных данных и нанесение данных на график в плане широты и долготы в отношении отдельных элементов, соотносимых с конкретным типом проводимого исследования (существуют различные профили элементов, указывающие на скрытое, не выходящее на поверхность оруденение в отношении различных разведывательных мероприятий.

Создание графика комбинированных элементных профилей с использованием аналогичного способа (существуют различные многоэлементные свиты, представляющие различные типы оруденения)

Наложение соответствующих графиков на известную геологию подповерхностных структур (вручную или с использованием программы после ее разработки)

Определение участков потенциального скрытого, не выходящего на поверхность оруденения (вручную или с использованием программы после ее разработки)

Составление соответствующих геологоразведочных карт, на которых указываются участки потенциального скрытого, не выходящего на поверхность оруденения.

- 16 029100

На фиг. 13 и 14 проиллюстрирован альтернативный пример осуществления системы фильтрующего материала. Фильтрующий материал 100 представляет собой ленту, намотанную на две катушки/бобины 102А, 102В. Лента протягивается и индексируется с помощью устройства индексации ленты 104. Устройство индексации ленты 104 захватывает или удерживает ленту и протягивает ее на требуемое расстояние с одной катушки/бобины на другую катушку/бобину. Существуют два положения для механизма, удерживающего катушки/бобины. Первое положение является положением очистки, и второе положение является положением забора проб. Механизм перемещается на направляющих для обеспечения возвратно-поступательного движения, например, на рельсах 109. Таким образом, указанный механизм перемещает катушки/бобины с одного положения в другое и обратно. Приводной механизм, например, электродвигатель или пневмопривод может быть использован для осуществления перемещения. Лента перематывается с катушки/бобины 102А на катушку/бобину 102В, в то время как механизм находится в положении очистки, и происходит считывание штрих-кода. Ленту протягивают на одно положение пробы. При этом происходит очистка пробозаборной трубки и пылевой камеры (положение на фиг. 15). По завершению индексирования и очистки ленты механизм возвратно-поступательного перемещения 106 (установленный на монтажной пластине 107) перемещается относительно монтажной пластины в положение забора пробы (положение на фиг. 16). В положении забора пробы подводят всасывающее вакуумное устройство 108 для всасывания пыли, и пыль всасывают вверх по пробозаборной трубке 110. После образования потока пыли включают всасывающее вакуумное устройство, и пыль всасывается и подается на фильтрующий материал для проб (лента 100). По завершении указанной процедуры отводят всасывающее вакуумное устройство для всасывания пыли, механизм возвратно-поступательного перемещения возвращается в положение очистки, и цикл повторяется для забора следующей пробы. Лазерный сканнер для считывания штрих-кодов идентифицирует проиндексированную метку на ленте, относящуюся к конкретной пробе. Избытки пыли удаляются через трубку отсоса избыточной пыли 114.

Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в вышеприведенные примеры осуществления настоящего изобретения могут быть внесены многочисленные изменения и усовершенствования дополнительно к вышеописанным, не выходящие за пределы основной идеи настоящего изобретения. Например, в описанном примере осуществления изобретения абляция выполняется в атмосфере аргона, чтобы частицы пыли, осажденные на фильтрующей ленте, могли подвергнуться абляции в атмосфере инертного газа. Тем не менее, аналогичный результат может быть достигнут, поместив весь блок автоабляции, включая лентопротяжный механизм, в герметичный корпус, откачав из корпуса воздух и заполнив его инертным газом. Таким образом, следует понимать, что объем настоящего изобретения не ограничен описанными конкретными примерами осуществления.

Claims (31)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ поиска подземных рудных тел, включающий транспортировку пылезаборного устройства по поверхности земли в пределах заданной географической зоны, взятие пылевых проб из подповерхностного слоя грунта в пылезаборное устройство путем заглубления трубки для всасывания пыли из подповерхностного слоя грунта, содержащего пыль, в поверхность земли на глубину до 1 м и улавливание частиц пыли размером до 10.0 мкм из взятых пылевых проб для анализа с целью обнаружения любых химических аномалий, позволяющих идентифицировать вероятное скрытое, не выходящее на поверхность оруденение.
2. 2. Способ по п.1, дополнительно включающий

   установление точек маршрута для взятия пылевых проб в предварительно выбранной географической зоне и

   взятие пылевой пробы в каждой точке маршрута при одновременной регистрации ОР8-координат каждой точки маршрута.
3. 3. Способ по п.1 или 2, дополнительно включающий хранение пылевых проб в стерильной среде для проведения анализа на выявление гидроморфных аномалий в пылевых пробах.
4. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий транспортировку пылезаборного устройства по поверхности земли в географической зоне в соответствии с предварительно определенными точками маршрута;

   заглубление трубки в поверхностный слой грунта в выбранных точках маршрута из группы точек маршрута;

   хранение пылевой пробы из каждой точки маршрута в пылезаборном устройстве в стерильной среде и

   регистрацию ОР8-координат каждой выбранной точки маршрута, при этом результаты анализа на наличие каких-либо гидроморфных компонентов в пылевых пробах используются с целью определения потенциального оруденения подземных рудных тел.
5. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий создание визуального представления распределения возможного оруденения подповерхностных пластов в географической зоне с учетом результатов анализа.

   - 17 029100
6. 6. Способ по п.4, в котором регистрация СР8-координат местоположения каждой пылевой пробы осуществляется в основном одновременно с процессом взятия и хранения пылевых проб.
7. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий усреднение результатов анализа.
8. 8. Способ по п.7, дополнительно включающий сопоставление СР8-координат проб частиц пыли с результатами статистической обработки данных и наложение на карту географической зоны результатов статистической обработки данных для составления плана участка с указанием на нем потенциального наличия оруденения в подповерхностных структурах.
9. 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий улавливание частиц пыли из каждой пылевой пробы, отобранной в соответствующей точке маршрута на проиндексированной ленте.
10. 10. Способ по п.9, в котором пылевую пробу всасывают или вдувают на ленте.
11. 11. Способ по любому из пп.1-10, в котором взятые для анализа пылевые пробы берут на глубине от 75 до 200 мм ниже поверхности.
12. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором взятые для анализа частицы пыли каждой пробы преимущественно содержат частицы пыли размером менее 10,0 мкм.
13. 13. Способ по п.12, в котором большее количество частиц пыли для анализа имеют размер менее 5.00 мкм.
14. 14. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий протяжку ленты, включающей индексирование для каждой уловленной пробы частиц пыли с первой катушки на вторую катушку в стерильной среде.
15. 15. Способ по п.14, дополнительно включающий считывание индивидуального идентификационного кода, присвоенного каждой пылевой пробе, проиндексированной ленты, и хранение СР8-координат в сочетании с индивидуальным идентификационным кодом, присваиваемым каждой пылевой пробе, при этом последующий анализ пылевых проб используют для определения потенциального оруденения на нижних горизонтах.
16. 16. Способ по любому из пп.1-15, в котором ленту перемещают от пылезаборной трубки и изолируют от трубки и подвергают трубку очищению нагнетаемым под давлением, осушенным и предварительно профильтрованным сжатым воздухом.
17. 17. Способ по п.16, в котором система контроля перемещает ленту к следующей позиции готовности приема пробы в процессе очистки.
18. 18. Система для забора пылевых проб для использования в способе по любому из пп.1-17, включающая

    пылезаборное устройство, включающее модуль пылезаборника для хранения пылевых проб в контролируемой среде;

    устройство для транспортировки пылезаборного устройства по поверхности земли в пределах заданной географической зоны;

    пробозаборный зонд, включающий трубку, механически соединенную с модулем пылезаборника; заглубляющее устройство, выполненное с возможностью забора пылевых проб в поверхности земли

    на глубине до 1 м в заданных точках; и

    всасывающее устройство, соединенное с трубкой для всасывания пробы пыли в модуль пылезаборника, и средство улавливания для анализа проб пыли, включающей частицы пыли размером до 10.0 мкм, выполненное с возможностью определения потенциального наличия оруденения на нижних горизонтах.
19. 19. Система по п.18, в которой модуль пылезаборника включает контейнер для хранения пылевых проб в стерильной среде и лентопротяжный механизм для проиндексированной ленты, размещенной внутри контейнера.
20. 20. Система по любому из пп.18, 19, дополнительно включающая индивидуальный код, присваиваемый каждой пылевой пробе, которой присвоен индекс на ленте; и устройство считывания кодов, предназначенное для считывания индивидуального кода каждой пылевой пробы, которой присвоен индекс на ленте.
21. 21. Система по любому из пп.18-20, в которой пробозаборный зонд включает зуб, предназначенный для проникновения в поверхностный покрывающий грунт;

    трубку, соединенную с зубом, для подачи пылевых проб с примыкающей головки зуба в модуль пылезаборника.
22. 22. Система по любому из пп.18-21, дополнительно включающая абляционное устройство, предназначенное для абляции частиц пыли для анализа, включая частицы пыли размером менее 5.0 мкм из отобранной пылевой пробы.
23. 23. Система по п.22, в которой абляционное устройство размещено в модуле пылезаборника.
24. 24. Система по любому из пп.18-23, дополнительно включающая

    модуль пылезаборника, в котором размещена катушка, удерживающая ленту в виде проиндексированной ленты, на поверхности которой осаждаются частицы пыли из каждой отобранной пылевой пробы;

    - 18 029100

    лентопротяжный механизм для установки катушки для проб и протягивания проиндексированной ленты в стерильной среде до приемной катушки.
25. 25. Система по любому из пп.18-24, дополнительно включающая анализатор для проведения геохимического анализа подвергшихся абляции частиц пыли с целью выявления гидроморфных аномалий.
26. 26. Система по п.24 или 25, в которой система присваивает индивидуальный идентификационный код и ΟΡδ-координаты местоположения каждой пылевой пробы, из которой были получены частицы пыли.
27. 27. Система по любому из пп.18-26, в которой лента включает фильтрующий материал, включающий тканевый материал, обеспечивающий прохождение относительно крупных частиц, при этом фильтрующий материал электростатически заряжен для удержания относительно более мелких частиц.
28. 28. Система по п.24, в которой лента имеет электростатический заряд, обеспечивающий удержание на ней отобранных проб.
29. 29. Система по любому из пп.18-28, включающая клапанный механизм для изолирования пылевой пробы в насыщенной аргоном атмосфере в процессе абляции.
30. 30. Система по п.29, включающая по меньшей мере один клапан, представляющий собой пневматически или электрически управляемый клапан.
31. 31. Система по любому из пп.18-30, дополнительно включающая устройство записи изображения, расположенное и предназначенное для записи по меньшей мере одного изображения участка географического рельефа местности, на котором предусматривается проведение забора проб, при этом каждая отобранная пылевая проба идентифицируется по конкретному изображению для привязки данной соответствующей пробы к конкретному участку географического рельефа местности.