ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

«Результат выполнения научно-исследовательской работы».

Оценим величину ФЭ, регистрируемой с помощью ИФЭ-1 в условиях, когда горное давление достигает величины предельной прочности руды.

Диаметр атомаdи размера промежуткаdмежду двумя атомами в сумме составляют 2d = 2Ч10 ^-10м. Время возбуждения ионаtи время распада (передачи) возбужденияtв сумме равны 2t= 2Ч10 ^-7 с. Тогда, средняя скорость миграции энергии в массиве равна

(1)

Количество элементарных порций энергии, квантов ионной связи, проходящих через 1 м ² массива за 1 с, будет равноn_к=n _aЧv _cp. = 1,9Ч10 ¹⁹Ч10 ^-3 = 1,9Ч10 ¹⁶ к. Если считать, что каждый квант энергии, доходящий до поверхности скважины, излучается в оптическом диапазоне вследствие релаксации возбужденных атомов, то с поверхности участка скважины диаметром Д = 0,105 м и длинойa= 0,3 м, с которой регистрируется информация, излучается фотоновn_ф=n _кЧs _скв. = nЧpДЧа= 1,9Ч10 ¹⁶Ч9,9Ч10 ^-2 = 1,88Ч10 ¹⁵ ф.

Интегральная сумма излучаемых фотонов различной частоты оптического диапазона, соответствующего переходам оптических электронов, равна

(2)

где Т_n-терм с максимальным уровнем энергии;

t _m -терм с минимальным уровнем энергии, соответствующий энергии связи химического элемента с наименьшим атомным номером, входящего в состав руды.

Интегральная сумма фотоновразличной частоты регистри­руемых с помощью ФЭУ-83 с диапазоном чувствительности 400-1200 нм (при замене минимальной энергии фотона, кратной энергиям остальных фотонов, на минимальную длину волны фотона, кратную длинам волн остальных фотонов) равна

(3)

где 45 _нм - минимальная длина волны оптического диапазона (6240ё45 нм).

Общее число фотонов, длины волн которых относятся к диапазону чувствительности ФЭУ-83, равно

Количество фотоновn_ф.о., приходящихся на площадьs _o.окна ФЭУ-83, равно

ф.

Количество импульсов, показываемых цифровым табло прибора ИФЭ-1, при условии, что один импульс счетчика в среднем содержит МЧп = 10 ³Ч15 = 1,5Ч10 ⁴ фотонов, равно

(4)

Влажность руд, достигающая 2 %, уменьшает ФЭ на 12 ё14 %.

С учетом влияния влажности на величину регистрируемой ФЭ имеем количество регистрируемых импульсов:

Приведенная полуэмпирическая оценка объемной плотности энергии, удельной энергии и прочности на растяжение, а также порядков величин потенциальной энергии и ФЭ участка массива магнетитовой руды в зоне опорного давления показывает, что можно пользоваться экспериментально полученными значениями критерий прогноза степени удароопасности массива горных пород вокруг выработки.

Степень удароопасности участков пород определяется путем сравнения максимальных значений результатов измерений ФЭ в зоне опорного давления и с поверхностей выработки с их критериальными значениями.

Значения измеряемых параметров ФЭ могут быть несколько большими их критериальных значений, поскольку чувствительность ФЭУ-83 наблюдается в какой-то мере по отношению к фотонам, длины волн которых меньше 400 нм, то есть находятся за пределом чувствительности фотоумножителя.

Прогноз степени удароопасности массива горных пород вокруг выработки по ФЭ выполняется следующим образом. При нагруженном состоянии массивов или появлении активных участков пород после отбоек состояние поверхностей горных выработок изучается с помощью приборов ИФЭ-2, показания которого начинаются при второй степени удароопасности участка или опасном по падению кусков пород заколообразовании на участке кровли горной выработки. Максимальные значения мощности ультрафиолетового излучения, измеряемые прибором, сравниваются с их критическими значениями. Поскольку с поверхностей массива с третьей степенью удароопасности информация не регистрируется, устанавливаются границы удароопасного участка и центр с максимальной ФЭ. При первой и второй степени удароопасности участок пород приводится в неудароопасное состояние известными методами управления состоянием массива. Участок на данный период выделяется предупреждающими знаками и контролируется по мере необходимости. Измерения с помощью прибора ИФЭ проводятся в скважине, пробуренной по центру удароопасного участка при значениях параметров ФЭ, меньших критериальных значений, или в любых других скважинах, используемых для проведения текущего контроля состояния горных выработок. Перемещая детектор с помощью досылочных штанг вдоль скважины через каждые 0,5 м, фиксируют показания цифрового табло регистратора. При скорости счета импульсов, не превосходящей 800-900 имп/с, участок массива относят к третьей степени удароопасности без сравнения с вели­чинами критерий. При показаниях цифрового табло скорости счета, превосходящей 1000 имп/с для пород и 1500 имп/с для руды, значения регистрируемых величинn и Ф _ев зоне опорного давления фикси­руются через каждые 0,1-0,2 м. Определяется точка с макси­мальным излучением ФЭ, расстояние до неё от обнажения выработки и среднее значение ФЭ в зоне нетронутого массива на глубине скважины 3-8 м. Определяется длина удароопасного участка измере­ниями вдоль скважины и вдоль выработок, в которой скорость счета импульсов более 1000 имп/с. Измеряются ширина и высота выработки на данном участке. Степень удароопасности участка массива определяют по номограмме.

Используемые и изготовленные приборы регистрируют оптический диапазон излучения 100-1200 нм.