ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

«Результат выполнения научно-исследовательской работы».

Известно, что под действием гамма-излучения в горных породах появляются свободные электроны, вырываются атомы с решеток минералов, упорядоченность которых в течение длительного времени, вероятно, сильно видоизменяется.

Если рассматривать вопрос, не выходя за пределы темы параграфа, то нужно учесть следующие известные факты. Гамма-кванты, проходя через вещество, передают свою энергию электронам. За одно столкновение электрону в среднем передается энергия около 10 эВ. Эта энергия достаточна для выбивания электрона из наружной оболочки атома. Электроны внутренних оболочек, получив такую энергию возбуждаются.

Фоновое гамма-излучение, сопровождающее естественный распад радиоактивных минералов в массиве горных пород, вызывает сцинтилляции, то есть, световые вспышки на поверхностях пород и в воздухе.

Измерения с поверхностей неосвещенных горных выработок гамма- (ДРГЗ-01) и светового (прибором без сцинтиллятора) излучений показали независимость закономерностей мощности светового излучения от гамма-помех.

Результаты экспериментов приведены на рис. Ниже представлены результаты градуировки стрелочного индикатора прибора ДРГЗ-01 в единицах мощности светового излучения с помощью измерителя средней энергии и мощности лазерного излучения ИМО-2Н.

Результаты измерений фонового гамма-излучения, приведенные на рис. а и б, характеризуют неравномерность распределения радиоактивных веществ в массивах пород. Понижение интенсивности излучения в течение 5-7 дней в зоне толчка между ортами 11 и 13 можно объяснить постепенным уплотнением пород, разрыхленных в момент динамического проявления данного участка массива.

Графики на рис. в и г доказывают независимость интенсивности фотонной геоэмиссии от величины гамма-помех, действие которых на показания приборов можно уменьшать с помощью переключателя диапазонов скорости счета импульсов (при интенсивности до 6,5Ч10 ^-9 Кл/кг).

На рис. д представлены результаты измерений гамма-излучения с поверхности урановой руды, выступающей из почвы гор. № 6 шахты Артемовского рудоуправления (площадью около 1,5 м ²). Измерения производились при перемещении окна датчика параллельно поверхности урановой руды на расстоянии примерно 5 см от нее. В точках максимального излучения интенсивность достигает 8Ч10 ^-9 Кл/кг и более. Однако эффект гамма-помех заключается не только в величине их интенсивности, но и в неравномерности изменения величины интенсивности от точки к точке, в которых она регистрировалась.

При таком характере изменения величины интенсивного гамма-излучения урановой руды интенсивность фотонной геоэмиссии утрачивает свою информативность в отношении оценки геомеханических напряжений, в особенности при измерениях с поверхностей скважин. При стационарных положениях датчиков, например, в системах контроля, когда составляющая гамма-помех в каждом датчике постоянна и не превышает величины (6,4-7,7)Ч10 ^-9 Кл/кг, возможен контроль динамических состояний массива по абсолютным величинам изменений информации в каждом датчике, что также позволит с помощью ЭВМ оценить величину потенциальной энергии, скорость ее и направление перемещения.

Однако, в условиях Таштагольского рудника составляющая гамма-помех по сравнению с величиной полезного сигнала, изменяющегося по величине на семь порядков, не велика. При измерении фотонной геоэмиссии с помощью прибора ИФЭ-1 на напряженных участках массива пород, имеющих гамма-помехи, переключением прибора на более грубые пределы измерения можно на 100 % избавиться от гамма-помех.

В условиях горных выработок Таштагольского рудника обычная величина естественного гамма-излучения составляет (4,0-6,5)Ч10 ^-11 Кл/кг. На некоторых участках его среднее значение достигает величины (1,6-2,1)Ч10 ^-9 Кл/кг.

Рис. Графики электромагнитного излучения горных пород
Таштагольского рудника:

а, б- графики интенсивности гамма-излучения: а - орт 3, забой; б - между ортами 11 и 13 (толчок);

в- графики интенсивности: 1 - светового и 2 - гамма-излучений, панель северная блока 14;

г- графики интенсивности 1 - светового и 2 - гамма-излучений, панель южная блока 14 (северо-западный полевой штрек, гор.-140 м);

д- интенсивностьg-излучения урановой руды, гор. № 6, Артемовский рудник

Влияние процессов естественной радиоактивности на величину интенсивности фотонной геоэмиссии, вызванной повышением величины геомеханических напряжений, исследовалось в течение 2-х лет с 1983 по 1985 г.

Экспериментальные результаты привели к убеждению о том, что параметры регистрируемого свечения горных пород на фоне существующего естественного гамма-излучения на горизонтах до глубины 800 м характеризуют напряженно-деформирован­ные состояния исследованных массивов горных пород.