Geoelektromos tomográfia alkalmazása a kőbányászatban Dr. Baracza Mátyás Krisztián tudományos főmunkatárs Miskolci Egyetem, Alkalmazott Földtudományi Kutatóintézet
1. Bevezetés 2. Felhasznált mérési módszer és műszer 3. Mért adatok feldolgozása 4. Terepi szelvények kiértékelése 5. Összegzés
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.
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
Mérési algoritmus megtervezése
Wenner mérési elrendezés Mérhető látszólagos fajlagosellenállás
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.
3. Mért adatok feldolgozása
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).
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.
B jelű szelvény látszólagos fajlagos ellenállás adatok pszeudo képe
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.
Valódi fajlagos ellenállás szelvények
Valódi tölthetőség szelvények
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.
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 www.geelectrical.com Koefoed O., 1979. 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, 2013. június 13-15., Konferencia kiadványa, Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar, 2013., ISBN 978-963-358-032-5, 237-242.
Köszönetnyilvánítás A kutatómunka a Miskolci Egyetemen működő Alkalmazott Földtudományi Kutatóintézet GINOP-2.3.2-15-2016-00010 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.
Köszönöm a figyelmet!