Geoelektromos tomográfia alkalmazása a kőbányászatban

Átírás

1 Geoelektromos tomográfia alkalmazása a kőbányászatban Dr. Baracza Mátyás Krisztián tudományos főmunkatárs Miskolci Egyetem, Alkalmazott Földtudományi Kutatóintézet

2 1. Bevezetés 2. Felhasznált mérési módszer és műszer 3. Mért adatok feldolgozása 4. Terepi szelvények kiértékelése 5. Összegzés

3 1. Bevezetés A földtani kutatásban, a szilárdásvány bányászatban és a környezetvédelmi problémák megoldásában is eredményesen alkalmazható a geofizikai módszerek közül az egyenáramú geoelektromos tomográfia. Ezen módszercsalád mérési elrendezéseit mai napig intenzíven fejlesztik a megoldani kívánt célfeladatnak megfelelően. A legáltalánosabb mérési geometriák négy elektróda segítségével alakíthatók ki.

4 2. Felhasznált mérési módszer és műszer Gyártó: IRIS Syscal Pro 72 db elektróda 5 m elektródaköz Számítógépről vezérelhető, variálható mérési típusok Látszólagos fajlagos ellenállás Gerjesztett polarizációs mérés

5 Mérési algoritmus megtervezése

6 Wenner mérési elrendezés Mérhető látszólagos fajlagosellenállás

7 Az inverzió lépései: A kapott eredmények jóságának ellenőrzése: adattávolság d, model távolság D, paraméter becslési hibák σ km, átlagos becslési hiba F, korrelációs norma S.

8 3. Mért adatok feldolgozása

9 4. Terepi szelvények kiértékelése A mérési terület vizsgálatához az együttesen elvégzett sokelektródás fajlagos ellenállás és IP (Indukált Polarizáció) felszíni tomográfiai méréseket alkalmaztuk. Az egyenáramú geoelektromos tomográfia költségei relatíve alacsonyak. Ezek a geofizikai módszerek az olcsóságuk mellett még a kőzetfizikai paraméterek (porozitás, vízszaturáció, permeabilitás, agyagtartalom, szennyezettség, stb ) a becslését is lehetővé teszik (Draskovits, 2000), (Turai, Vurom, 2013). A kőzetek fajlagos elektromos ellenállása konstans porozitás mellett a víztelítettséggel, az agyagtartalommal és a szennyezettséggel arányosan csökken. A permeabilitás az agyagtartalom növekedésével szintén csökken (Koefoed O., 1979).

10 A kutatási területen fontos az elkülöníthetősége szálban álló (ép) kőzet és a repedezett, bomlottabb kőzet kimutatása valamint a jelentős agyagtartalmú részek elkülönítése, amely a mérőárammal átjárt térrészbentalálható kőzetek a porozitásának, víztartalmának és agyagtartalmának méréssel történő becslésével oldható meg. Ezek felszín alatti eloszlása jól korrelál az anyag fajlagos ellenállás és polarizálhatóság (IP) paramétereivel, ezért a feladat megoldásához a relatíve olcsó multielektródás fajlagos ellenállás és IP szelvényezéseket választottuk. A mérési adatok feldolgozásával a mért szelvények alatti vertikális felületen kaptuk meg a felszín alatti kőzetek fajlagos ellenállás eloszlás képeit és a polarizálhatósági ( tölthetőségi) képeit.

11

12 B jelű szelvény látszólagos fajlagos ellenállás adatok pszeudo képe

13 B jelű szelvény valódi fajlagos ellenállás eloszlás szelvénye Kiértékelve RES2DINV (Geotomo Software) inverziós szoftver segítségével, ahol a mért és a matematikailag számított elméleti eloszlások illeszkedésének a hibáját RMS error (adattávolság) számszerűen is leolvashatjuk az ábrákról.

14

15 Valódi fajlagos ellenállás szelvények

16 Valódi tölthetőség szelvények

17 4. Összegzés A méréseket és a kutató munkát a Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszékének alábbi oktatójávalval és Ph.D. hallgatójával végeztem: Dr. Turai Endre egy. docens, int. igazgató, Nádasi Endre Kázmér Ph.D. hallgató, Abordán Armand Ph.D. hallgató. Az előadásban bemutatásra kerültek a RES2DINV szoftver segítségével készített valódi fajlagos ellenállás és valódi tölthetőség szelvények invertált ábrái. Segítségükkel minősíthető a vizsgált terület haszonanyag/ meddő aránya. Optimalizálható a megmozgatott kőzetek mennyisége. Az egyenáramú geoelektromos tomográfia által kapott szelvények és eloszlás térképek valamint az őket minősítő paraméterek segítségével tervezhetőbbé válik a feltáró fúrások pozíciói.

18 Hivatkozások jegyzéke: Draskovits P. (2000): A gerjesztett polarizációs módszer nem érckutatási célú alkalmazásai, doktori (PhD) értekezés, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Budapest. Geotomo Software: Res 2DINV, Malaysia Koefoed O., Geosounding Principles, Resistivity Sounding Measurements. Elsevier, Amsterdam. Turai, E., Vurom B. (2013): Az IP módszer alkalmazási lehetőségei a vízbázisvédelem területén, IX. Kárpát-medencei Környezettudományi Konferencia, Miskolc, június , Konferencia kiadványa, Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar, 2013., ISBN ,

19 Köszönetnyilvánítás A kutatómunka a Miskolci Egyetemen működő Alkalmazott Földtudományi Kutatóintézet GINOP jelű Földi energiaforrások hasznosításához kapcsolódó hatékonyság növelő mérnöki eljárások fejlesztése projektjének részeként a Széchenyi 2020 program keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Strukturális és Beruházási Alapok társfinanszírozásával valósul meg.

20 Köszönöm a figyelmet!