Развитие карстовых провалов на Земле случались миллионы лет назад (задолго до начала ледникового периода) и продолжают происходить на сегодняшний день. Карст формируется под действием подземных вод, которые вымывают растворимые породы, например, известняк, доломит, ангидрит, песчаник и так далее, из-за чего под землей образуются полости. Слой земли, не способный долго держать нагрузку, обрушивается, вследствие чего возникают провалы (рис.1).
На развитие карста значительное влияние оказывают не только карстующиеся горные породы, но и климатические условия: количество и характер распределения осадков по сезонам года, температурный режим; гидрологические условия (свободное движение подземных вод); наличие растительности (ее отсутствие может способствовать развитию карста); ровная поверхность [2].
Карстовые провалы встречаются во всём мире, и Россия не является исключением. Районы становления карстового процесса занимают больше 60% территории РФ (рис.2). В основном это европейская часть и Сибирский Федеральный округ [8]. В Приволжском федеральном окружении самую большую напряженность карстовые процессы имеют в центральной части и на западном склоне Среднего Урала. Наименьшую долю - в Уральском и Дальневосточном окрестностях [4].
Карстовые провалы наносят экономический и экологический ущерб. Яркий этому пример – город Березники и Соликамск Пермского края.
Предотвратить карстовый провал можно при помощи специальных методов их обнаружения [3, 5, 10]. Для выявления опасных зон на территории России необходимо усовершенствовать метод электроразведочных работ [9].
Разработанная авторами электроразведочная аппаратура состоит из универсального генератора и трехчастотного микровольтметра. Аппаратура имеет ряд преимуществ перед существующими: обеспечивает бесконтактный прием сигнала, повышена надежность, помехоустойчивость и избирательность аппаратуры, увеличено число рабочих частот. Аппаратура позволяет выполнять изучение удельного электрического сопротивления и поляризуемости горных пород на переменном токе с помощью бесконтактных приемных линий. Использование трех частот позволяет классифицировать аномалии [1, 7].
При поисковых геофизических работах одним из ведущих методов является электроразведочный метод. Однако применение последних в условиях развития карстовых пород: гипса, известняка, мела, мрамора, доломита, ангидрита, каменной соли; резко ограничено высокими переходными сопротивлениями заземлений, приводящих к снижению точности работ.
Разработка высокоомных дифференциальных блоков позволит реализовать бесконтактный способ приема электрического сигнала на ёмкостные антенны. Создание этого типа измерителей дает возможность проведения электроразведочных работ по методу сопротивления практически на любой площади [8]. Предполагается возможность изучения вызванной поляризации пород на переменном токе в диапазоне частот 80-100 Гц, что послужит основой измерителя потенциалов.
Разрабатывается макет трехчастотного измерителя электрических потенциалов, позволяющего определять на выбранных фиксированных частотах 
амплитудное значение любой из опорных частот, а также разности потенциалов 
выбранной частоты и частот сравнения.
К примеру, выбранной опорной частотой является частота 
В этом случае в точке наблюдения фиксируются значения разности потенциалов 
и относительные приращения потенциалов 
и 
Нормирование измеренных величин 
и 
на полное значение потенциала в точке наблюдения, позволяет рассчитывать параметр поляризуемости по формуле:
Разрабатываемый макет имеет три рабочие частоты, кварцевый гетеродин, исключающий смещение рабочих частот, устройство автоматического вычисления разностного сигнала.
Макет аппаратуры состоит из универсального генератора фиксированных и смешанных частот и измерителя амплитуды сигнала на реальных частотах с синхронными фильтрами и вычитающим усилителем.
На рис.3 приведена схема аппаратуры. В состав аппаратуры входят: бесконтактный датчик сигналов (1), дифференциальный усилитель (2), масштабный усилитель (3), синхронный шифр (4), кварцевый гетеродин (5), интегратор (6), коммутатор (7), разностный усилитель (8), таймер (9) и измерительный прибор (10).
С помощью гальванических или емкостных питающих линий в земле возбуждается токами трех частот электромагнитное поле. Причем соотношение токов выбирается таким, чтобы в точке приема соотношение сигналов составляло примерно 1. В точке измерения располагается датчик сигналов (1) и емкостная антенна, к выходу которой подключается измеритель. Принятый из земли сигнал подается на вход дифференциального усилителя (2), служащего для согласования высокого выходного сопротивления антенны и масштабного усилителя (3), а также для подавления синфазной помехи. Коэффициент усиления последнего изменяется ступенчато от 1 до 1000, после чего усиленный сигнал подается на синхронный фильтр (4), состоящий из аналогичных перемножителей синусного и косинусного каналов, двух фильтров низких частот, двух выпрямителей и суммирующего интегратора (6). Данная схема фильтра обеспечивает независимость измерений от разности фаз гетеродина и измеряемого сигнала, а полова пропускания определяется полосой фильтра низких частот и составляет 2 Гц на уровне 0,9. Переключение фильтра на заданную частоту осуществляется с помощью ключей К1, К2, К3 кварцевого гетеродина. С выхода интегратора (6) сигнал поступает на коммутатор (7), собранный из аналоговых переключателей, обеспечивающий подключение измеряемого сигнала выбранной частоты на время, определяемое таймером (9), на соответствующий вход разностного усилителя (8). На входе разностного усилителя установлены конденсаторы памяти для сохранения отсчета предыдущего измерения в течение времени, необходимого для проведения измерений на исследуемых частотах.
Измерительный пробор (10) обеспечивает измерение амплитуды сигнала с точностью до 1%
Карст образовывается несколько сотен миллионов лет, и когда под землей образуется полость, она считается безопасной около пять лет так как за это время обрушиться верхний слой земли не может. Если за это время обнаружить пустоту можно предотвратить обвал, например, путем инъекции цементного раствора на 90% объема уменьшается скорость роста и увеличивает безопасное время. Цементирование может выполняться по технологии в режиме пропитки грунта цементным веществом без нарушения ее структуры и сплошности массива, а также в режиме гидроразрывов, образуемых в грунте при нагнетании цементного раствора под повышенным давлением и расходом.
