针对最新形式磁仪器仪表和它的情况整治

   2020-09-01 互联网中国铸造网17460
核心提示:  1JCX3新型仪器的测量坐标系  通过在海南、安徽两地某矿区,分别对2台JCX3仪器在校验台上进行的正常场

  1JCX3新型仪器的测量坐标系
  通过在海南、安徽两地某矿区,分别对2台JCX3仪器在校验台上进行的正常场测定()结果来看,该仪器的X分量正向指北时读数为最大(正值),反向指南则读数为最小(负值);同时Y分量则正向指西读数为最大(正值),反向指东读数最小(负值)。也就是说,该仪器的X分量正向指北为正时,Y分量正向同时指西为正。这就与重庆地质仪器厂早期生产的JSZ、JCX1等井中三分量(或称五分量)仪器的测量坐标系相差了90(1)。老仪器的x、y、z三轴磁敏元件的测量系统是按照左手直角坐标系法则来规定的,同时设定Y分量的正向指向井斜方向(1a)。而新型JCX3型仪器则是X分量正向指向井斜方向(1b)。尽管两者的测量坐标系同样可以采用左手法则,但在计算磁异常水平分量H及其磁方位角时却不相同。
  2JCX3新型仪器坐标系下矢量计算公式
  这里仍然规定井下传感器的x、y、z轴符合左手坐标法则(即左手手心向下,其拇指指向为X分量正向,食指指向为Y分量正向,中指下指为Z分量正向)。此时H(H、Y)和H(H、X)组成的平面直角坐标系,亦符合左手法则。
  下面仅以H直接计算法讨论在资料整理中计算公式的变化。磁异常水平分量H的方向由井斜方位角和X、Y的数值确定,其方位角= (2-),其中角的确定,取决于X、Y的数值大小与正、负号(2)。
  2JCX3仪器坐标系H磁异常水平分量
  (1)计算正常场H0水平分量在x、y坐标系上的分量H0x=H0cos,H0y=H0sin.
  (2)求出x、y坐标系磁异常分量X、Y.若X、Y为水平元件的实测值,则X=X-H0x,Y=Y-H0y。
  (3)H的模数值H=(X)2 (Y)2。
  (4)H的磁方位角= (2-),其中角按照(2)中的计算公式求出。
  2JCX3型仪器坐标系计算公式角计算公式象限=arctan|Y/X|X正,Y正
  -arctan|Y/X|X负,Y正
   arctan|Y/X|X负,Y负
  2-arctan|Y/X|X正,Y负
  上述诸公式中,H、H
  为测点水平分量在横剖面和纵剖面上的投影;X、Y为在x、y坐标系上的磁异常分量;X、Y为两水平磁测元件在测点处的实测值;为测点井斜磁方位角;为x坐标正向逆时针转至H的方位角;为H的磁方位角。
  从以上计算公式可以看出,与以往井中磁测资料计算方法理论相比,除标量磁性参数在数学关系上发生变化外,矢量磁性参数在坐标系中的象限也相应发生了变化。其他未举例的计算方法和解释方法存在同样问题,在实际应用中均要进行相应计算公式的变换,尤应注意矢量磁性参数磁方位角的确定。
  3JCX3新型仪器实测数据转换
  传统井下磁敏元件系统因其定向结构(垂向系统)所至,在斜孔中其Y元件始终指向孔斜方位,而测点处水平分量H矢量与Y元件的夹角'(从H顺时针转至Y元件的角度)可以很容易根据X、Y两元件的读数(X、Y)及其符号求得,计算公式见3.
  3水平分量H磁方位角计算公式'角计算公式象限='arctan|X/Y|X负,Y正
  -arctan|X/Y|X负,Y负
   arctan|X/Y|X正,Y负
  2-arctan|X/Y|X正,Y正在非磁性矿区,仪器在任何测点上的实测值均为正常场,故H=H0,H即为磁北方向,这时所计算的角即为钻孔井斜磁方位角(a)。而在磁性矿区,因H=H0 H,当H较大且方向又与H0不一致时,若以H代替H0便会产生一定的误差(3b)。
  3水平分量H磁方位
  采用上述方法技术原理,选择不同矿区、不同钻孔、不同孔深以及用JCX3新型仪器测得的不同井斜方位角的X、Y数值进行计算、对比,结果见。
  从中井斜方位角计算结果和仪器实测结果的对比不难看出,JCX3新型仪器的实测井斜方位角值与经数据替换后计算的井斜方位角值完全相同。由此可以判定:JCX3新型仪器仅就其井斜方位角测量结果而言,仪器内部计算井斜方位角时所应用的水平分量X、Y的读数值是经过转换的,其计算方法和象限界定也符合传统的坐标轴定义。
  4实测井斜方位角与计算井斜方位角对比统计
  注:h为深度;为钻孔顶角;为井斜方位角。X、Y单位为nT下同。
  为此,在实际生产应用中,可以设:老仪器的X、Y分量原始测量值为X0、Y0,新仪器的X、Y分量原始测量值为XN、YN。令X0=YN、Y0=XN,则经过X0(YN)、Y0(XN)原始数据直接替换后,即可实现将JCX3新型仪器坐标系向传统的垂向系统坐标系的转换。此时再应用(井中磁测)或其他类似教课书建立在垂向系统下的计算、解释方法理论,便可正确地对实测资料进行整理、计算和解释。
  4实测数据不同处理方式的结果对比
  针对某矿区钻孔实测资料选取的3个不同深度的实测数据,分别采用实测原始数据、替换原始数据及变换计算公式3种方法计算磁异常水平分量H,计算结果见5.
  5实测数据不同处理方式H计算结果对比
  对比表中计算H结果可以看出,用经替换的实测数据套用传统方法理论公式计算的H结果,与用实测数据按照JCX3新型仪器坐标系经变换后的计算公式计算的H结果一致。而用实测数据直接套用传统方法理论公式计算的结果与前2种结果相差较大。
  4为某矿区测井成果综合解释图。其中图4b、c分别是用经替换的数据及原始数据套用传统公式计算并绘制的T、T
  矢量图。图中可见,该孔100250m见矿井段,按照替换数据计算的内磁场矢量指向较为明显,直接用原始数据计算的结果就未能显示出内场矢量特征,其他井段矢量特征也与实际不符。
  5结语
  在全国危机矿山找矿井中磁测技术示范项目的实施过程中,对广泛用于地质矿产勘查的新型JCX3井中三分量磁测仪,通过实际应用和试验研究总结出以下几点初步认识,供大家参考、讨论。
  (1)随着科技进步及电子元器件生产工艺、集成化程度的提高,井中三分量磁测仪的井下磁传感器系统的生产、安装工艺发生了较大的变化。新型JCX3型仪器设计X分量磁敏元件的正向指向井斜方向,当X分量指北时,则Y分量同时指西为正。
  即新型JCX3型仪器坐标系与传统的垂向系统仪器定义的x、y坐标系不同。
  (2)通过分析对比,原始数据用于经变换的公式和替换数据用于传统的方法解释理论其结果是一致的。实际应用中采用测量数据直接替换的办法较为简便,建议采用此方法进行资料的处理和解释。
  (3)如果直接将新型JCX3型仪器的测量数据套用建立在传统方法解释理论上的计算公式,便会得出错误的计算结果和解释结论。这一点十分重要,尤应引起从事井中磁测工作的工程技术人员的注意。
 
 
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