Badania geofizyczne w upadowej D2 - rejon Jm21

Badania GPR, ERT i EMP na wybranym fragmencie ociosu w upadowej D2, w rejonie Jm21 (Fig. 4.40A) przeprowadzono w ramach realizacji umowy nr KGHM-KP-U-0340-2011. Metodyka badań dołowych oraz parametry akwizycyjne były identyczne jak podczas badań w pochylni A5F, w rejonie DR14 (Rozdział 4.2.2). Wszystkie informacje wstępne przedstawione w Rozdziale 4.2.2 są również aktualne dla badań prowadzonych w upadowej D2, w rejonie Jm21. Wybrane wyniki badań zaprezentowano w opracowaniach Gołębiowski i in. (2013b, 2017), Żogała i in. (2013).

W rejonem wyznaczonym przez kopalnie do badań, pomiary geofizyczne przeprowadzono na krótkich, 40-metrowych profilach (Fig. 4.40A) ze względu na niesprzyjające warunki dołowe, tj. bardzo nierówny ocios, odspajające się fragmenty skał z ociosu, woda i błoto zalegające na spągu wyrobiska, ruch pojazdów oraz znacznie wyższą wilgotność, temperaturę i zapylenie niż na pochylni A5F, co miało wpływ na pracę aparatury pomiarowej.

Identyczne jak w pochylni A5F, badania geofizyczne przeprowadzono wzdłuż trzech linii profilowych, tzn. przy stropie, w środku i przy spągu wyrobiska (Fig. 4.40B), a wyniki badań należy traktować jako informacje uśrednione dla 3 stref: stropowej, środkowej i spągowej (Fig. 4.40B).

Również dla tego rejonu, na podstawie badań na próbkach skalnych wykonanych przez kopalnię, wyznaczono mapę zawartości sumarycznej Cu+Fe+Pb (Fig. 4.40C). Jak wynika ze wstępnej analizy mapy, horyzontalne profile geofizyczne przechodzą przez obszar o podobnych zawartościach metali, a więc będzie można spodziewać się bardzo niejednoznacznych wyników badań. Dlatego też zadecydowano, że pomiary wykonane zostaną tylko konduktometrem EM-31 o zasięgu głębokościowym ok. 6m oraz antenami 250 MHz o zasięgu ok. 10m. Założono, że być może w dalszej odległości od ociosu pojawi się większa zmienność okruszcowania, niż ta obserwowana bezpośrednio na ociosie (Fig. 4.40C).

Zmiany przewodności elektrycznej wzdłuż profilu przystropowego poprawnie odzwierciedlają zmiany w sumarycznej, uśrednionej zawartości metali (Fig. 4.41A). Rozbieżność informacji pojawia się tylko pod koniec profilu, na 1 próbce. Podobnie jak dla badań w pochylni A5F, wzrost koncentracji metali o ok. 1% powoduje wzrost przewodności o ok. 100 mS/m.

Wyniki badań GPR wskazują na istnienie dużej strefy anomalnej pomiędzy 54-tym a 60-tym metrem profilu (Fig. 4.41A). Strefę tą należy intepretować identycznie jak dla pochylni A5F, tzn. jest to strefa spękań, która może być jednocześnie strefą podwyższonej mineralizacji lub strefą, w której spękania wypełnione są wodą lub materiałem ilastym.

Strona | 107

Fig.4.40. Informacje dla upadowej D2 - rejon Jm21:

A) Lokalizacja profili do badań geofizycznych; B) pionowe, geologiczne profile badawcze oraz poziome, geofizyczne profile pomiarowe z zaznaczeniem 3 stref zasięgu badań geofizycznych

Strona | 108

Fig.4.41. Upadowa D2 - rejon Jm21 - profil przystropowy:

A) Uśredniona zawartość Cu+Fe+Pb oraz wyniki badań konduktometrem EM-31; B) Rozkład „energii” sygnałów GPR dla anteny 250 MHz; C) Wyniki badań techniką ERT (RI)

Strona | 109

Na Fig. 4.41 A,B można zauważyć dobrą korelację pasa niskich „energii” pomiędzy x=30m i x=36m z obniżeniem wartości zarówno na krzywej konduktometrycznej jaki i na krzywej zawartości metali. Wzrost „energii” sygnałów w końcowej części radargramu, pomiędzy x=54m i x=60m oraz od z=2m do z=8m, z równoczesnym spadkiem przewodności elektrycznej w tej strefie, może interpretować jako obecność spękanego górotworu z tzw. „suchymi” spękaniami. Spadek „energii” sygnałów w początkowej części radargramu, pomiędzy x=20m i x=24m oraz od z=2m do z=8m, z równoczesnym wzrostem przewodności elektrycznej w tej strefie, może wskazywać, że strefa o podwyższonym okruszcowaniu (tzw. Strefa II) występuje tylko przy ociosie do głębokości ok.1m. Na radargramie, strefa do z=1m nie może być interpretowana, ze względu na rejestrację fal bezpośrednich.

Horyzontalną strefę anomalną na radargramie, pomiędzy z=2m i z=4m (Fig. 4.41B) należy korelować, podobnie jak dla profili przy spągu, w pochylni A5F (Fig. 4.39B), raczej ze strukturą geologiczną lub strefą silnych spękań, a nie anomalią złożową. Jeśli horyzontalna anomalia georadarowa jest strefą spękań, to wzrost przewodności pomiędzy x=25m i x=30m oraz pomiędzy x=35m i x=50m, może wskazywać, że spękania są zawodnione/zailone lub pojawia się tutaj superpozycja efektów od spękań i od podwyższonego okruszcowania.

Na Fig. 4.41C przedstawiono wyniki badań ERT (RI) wzdłuż profilu przystropowego, które trudno jest zinterpretować ze względu na fakt, iż do ok. 5m głębokości zarejestrowano jedną dużą strefę wysokich oporności – kolory fioletowe i czerwone. Wysokie oporności w strefie przystropowej wskazują na silne spękanie tej części górotworu i brak możliwości wydzielenia stref o podwyższonym okruszcowaniu polimetalicznym.

Profil przy stropie ociosu ulokowany był w dolomicie, natomiast profil środkowy przebiegał w warstwie piaskowca, a mierzone wartości przewodności elektrycznej do głębokości ok. 6m w obu ośrodkach są do siebie zbliżone; efekt ten potwierdzają badania petrofizyczne (Fig. 4.31), dla małej koncentracji metali, tj. do 2% - tzw. Strefa I. Na obu profilach pomiarowych (Fig. 4.41A i Fig. 4.42A) wzrost koncentracji metali o ok. 1% wywołuje wzrost przewodności elektrycznej o ok. 100 mS/m. Krzywa przewodności elektrycznej, zarejestrowana wzdłuż profilu środkowego, odwzorowuje ogólną charakterystykę krzywej zawartości Cu+Fe+Pb (Fig. 4.42A); rozbieżność widoczna jest tylko w początkowej części profilu, na 1 próbce.

Radargram zarejestrowany na profilu środkowym (Fig. 4.42B) potwierdza istnienie tej samej, co przy stropie, horyzontalnej strefy anomalnej, na odległościach od ociosu od z=2m do z=4m.

Strona | 110

Fig.4.42. Upadowa D2 - rejon Jm21 - profil środkowy:

A) Uśredniona zawartość Cu+Fe+Pb oraz wyniki badań konduktometrem EM-31; B) Rozkład „energii” sygnałów GPR dla anteny 250 MHz; C) Wyniki badań techniką ERT (RI)

Strona | 111

Pojawienie się anomalii o wyższych „energiach” na większych głębokościach, poniżej 5 metrów (Fig. 4.42B) koreluje dobrze ze wzrostem przewodności elektrycznej w drugiej części profilu (Fig. 4.42A); efekt ten, jak to już wielokrotnie stwierdzono, może być spowodowany spękaniem górotworu z obecnością tzw. „mokrych” spękań lub superpozycją efektu od spękań i podwyższonej mineralizacji polimetalicznej.

Rozkład oporności na Fig. 4.42C, jest odmienny od rozkładu na Fig. 4.41C, co wynika z faktu że profil środkowy biegł po ociosie piaskowcowym, a profil przystropowy po ociosie dolomitowym. Na Fig. 4.42C, pomiedzy x=24m i x=38m oraz dla z od ok. 1,4m do ok. 3,6m rejestrują się strefy obniżonej oporności, co może wskazywać albo na wzrost okruszcowania lub na obecnośc tzw. „mokrych” spękań; opisane anomalie ERT (RI) korelują z horyzontalną strefą anomalii GPR (Fig. 4.42B).

Dla profilu przyspągowego, biegnącego identycznie jak profil środkowy po piaskowcu, krzywa konduktometryczna nie koreluje z krzywą zawartości metali (Fig. 4.43A). Konduktometr rejestruje efekty z pewnej objętości górotworu wokół cewek, więc prawdopodobnie na wynik pomiaru miały wpływ trudne warunki kopalniane, tj. gruz skalny zalegający przy spągu (podobnie jak na Fig. 4.2) oraz błoto i woda zalegające na spągu wyrobiska.

Na radargramie zarejestrowanym przy spągu wyrobiska (Fig. 4.43B), widoczna jest duża ilość, mniejszych i losowo rozłożonych anomalii. Porównując radargramy zarejestrowane przy stropie (Fig. 4.41B), na środku ociosu (Fig. 4.42B) oraz przy spągu (Fig. 4.43B) widać stopniową zmianę rozkładu anomalii ociosowych, które można wiązać z obecnością spekań i stref podwyższonej mineralizacji polimetaliczej, tzn.

 przy stropie obserwujemy linearnie układające się anomalie w odległości od 2m do 4m od ociosu oraz dużą strefę anomalną na końcu profilu,

 na środku ociosu kontynuuje się linearna anomalia, a duża strefa anomalna przekształca się w mniejsze i losowo rozłożone anomalie zajmujące połowę profilu,

 przy spagu trudno jednoznacznie wydzielić zlinearyzowaną anomalię, ponieważ na całym radargramie rejestrują się liczne, losowo rozłożone anomalie.

Rozkład oporności w strefie przyspągowej (Fig. 4.43C) jest podobny do rozkładu oporności w środku ociosu, co wynika z faktu, że oba profile zaprojektowano na ociosie piaskowcowym. Na Fig. 4.43C obserwujemy jednak ogólne obniżenie oporności i zaniki anomalii wysoko- i niskooporowych, widocznych na mapie oporności zarejestrowanej na środka ociosu.

Strona | 112

Fig.4.43. Upadowa D2 - rejon Jm21 - profil przyspągowy:

A) Uśredniona zawartość Cu+Fe+Pb oraz wyniki badań konduktometrem EM-31; B) Rozkład „energii” sygnałów GPR dla anteny 250 MHz; C) Wyniki badań techniką ERT (RI)

Strona | 113

Wysokie wartości oporności w stosunku do koncentracji metali, wywołuje obecność spękań Ujednolicenie zapisu na Fig. 4.43C wynika z faktu, że wzdłuż całego profilu pomiarowego występują liczne i losowo rozłożone anomalie (Fig. 4.43B).

Zestawiając, podobnie jak dla metody GPR, wyniki badań ERT (RI) dla strefy przystropowej, środkowej i dla strefy przyspągowej można ogólnie stwierdzić:

 przy powierzchni ociosu, rejestracje charakteryzują się wysokimi wartościami oporności elektrycznej, które związane są ze strefami spękań i odspojeniami; wartości oporności przy ociosie zmieniają się w szerokim zakresie od ok. 20 m do ok. 100 m;

 obecność tzw. „suchych” spękań będzie powodować wzrost oporności elektrycznej, jak to obserwujemy przy stropie wyrobiska, natomiast obecność tzw. „mokrych” spękań spowoduje spadek oporności, co widać na przykładzie badań przyspągowych;

 dla map oporności na środku i przy spągu ociosu, tj. dla piaskowca, charakterystyczne są bardzo niskooporowe (poniżej 5 m) anomalie - barwa niebieska i granatowa na figurach; anomalie te można wiązać albo z podwyższoną koncentracją minerałów rudnych lub z obecnością tzw. „mokrych” spękań.

Podsumowując wyniki badań GPR, ERT i EMP, przeprowadzonych w upadowej D2, w rejonie Jm21, można stwierdzić, że:

 wyniki badań konduktometrem EM-31 dobrze korelowały z informacjami o procentowej zawartości metali w próbkach z ociosu, jeśli wyniki badań nie były zaburzane warunkami w wyrobiskach i spękaniami w ociosie;

 anomalie o podwyższonej przewodności na krzywych konduktometrycznych oraz strefy o podwyższonej „energii” sygnałów GPR są wyraźnie widoczne na wynikach rejestracji i mogą pochodzić od stref podwyższonej mineralizacji polimetalicznej lub od tzw. „mokrych” stref spękań;

 technika ERT (RI) daje możliwość wydzielenia anomalii wysokooporowych związanych z obecnością tzw. „suchych” spękań oraz pozwala okonturować strefy niskooporowe wskazujące albo na podwyższone okruszcowanie złoża lub na obecność tzw. „mokrych” stref spękań w badanym górotworze.

Strona | 114

4.3. Zastosowanie metody GPR do detekcji brekcji i porwaków