ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Цель - повышение надежности предупреждения горных ударов и внезапных выбросов и безопасности ведения горных работ.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при оценке удароопасности и выбросоопасности участков массива горных пород.

Способ осуществляют следующим образом.

По сечению выработки бурятся скважины с телескопическим обзором окружающего массива. В скважины помещают датчики и устанавливают регистрирующую аппаратуру, после чего для затемнения скважины устье её закрывают тампоном и включают прибор. Затем, передвигая датчик с помощью досылочных штанг, производят регистрацию естественного электромагнитного излучения в диапазоне видимого света, перемещая датчик через каждые 0,5 м вдоль скважины.

При ведении горных работ регистрируют параметры вынужденного излучения в процессе деформации пород при изменении на них нагрузки во времени, при этом за параметры принимают амплитуды напряжения (рис.1) и скорости счета импульсов
(рис. 2).

В выработках без крепления измерения выполняют при выключенном освещении путем ориентирования датчика с последовательным круговым обзором сигналов по сечению выработки через каждые 10 м.

Участки повышенной ударо- и выбросоопасности определяют по максимальной амплитуде и скорости счета фотонов. При появлении отдельных одиночных бросков в показаниях измерительных приборов данный участок горного массива контролируют постоянно.

Если броски в показаниях измерительных приборов начинают принимать непрерывный характер, значения их сравнивают с критическими данными для предупреждения об опасности возможного проявления горного удара.

Например, при измерении с помощью ФЭУ-83 (250-1100 нм) в одном импульсе в данных условиях Таштагольского рудника в среднем содержится около 15 фотонов. Тогда имеем следующие значения:

n = (4500 …1000) имп./мин. @ (1125 … 250) фот/с;

s = (5000 … 1000) кг/см ²@ (4,9 Ч10 ⁸ … 9,8 Ч10 ⁷) Па.

Для массивов из блоков с диаметром (5,1-700) м критические значения вмещающих пород (магнетитовая руда, скарны, порфириты и диориты, сланцы и туфы) составляет (5,14 Ч10 ¹⁰ - 3,75 Ч10 ⁸) Па. С учетом коэффициента структурного ослабления (энергия разрушения) прочность еще меньше примерно в 50-80 раз и равна (1,03 Ч10 ⁹ - 4,7 Ч10 ⁷) Па.

Сравнение измеренной прочности 1). с критическим значением 2). показывает, что участок должен разрушиться. Это произойдет, как только размер опасного участка увеличится и приблизится к контуру выработки в пределах зоны опорного давления (0,9-1,6 м).

Измерения и сравнения проводит один оператор с помощью аппаратуры, включающей детектор и регистратор, содержащий входную часть, измеритель амплитуды (напряжения), электронный счетчик и автономный блок питания.

Способ отличается от известных аналогов тем, что регистрацию ЭМИ выполняют в диапазоне видимого света, в качестве параметров регистрируют амплитуды и скорости счета фотонов во времени, а оценку по горным ударам и внезапным выбросам производят по максимальной амплитуде и скорости счета фотонов (А.с. СССР № 1276829). Способ внедрен на шахте Таштагольского РУ.

Затем в трех скважинах, пробуренных веером в плоскости сечения выработки (или в забое) закладывают по 3 кг взрывчатого вещества и производят комуфлетное взрывание. На следующий день измерениями ФЭ устанавливают степень разгрузки участка массива.

Трещиноватость, образованная камуфлетом, разгружает опасный участок: акт промышленных испытаний: «Проверка эффективности камуфлетного взрывания, проведенного 24.03.88 в орте 9 гор. -210 м» (660 м от поверхности Земли) при главном инженере Таштагольского РУ - Б.Ф. Егорова.

Рис. 1. Изменения величин:

1 - интенсивности ФЭ, 2 - ЭЭС по замерам, выполненным 21.03.88 до камуфлетного взрывания ВВ, 3 - интенсивности ФЭ по замерам, выполненным 24.03.88 после камуфлетного взрывания ВВ в скважине 9, пробуренной по магнетитовой руде в кровле
орта 9 гор. -210 м, магнетитовая руда.

Рис. 2. Результаты исследований спектральных характеристик фотонной геоэмиссии
(1 имп. = 1,5 Ч10 ³ фот.):

а - в зоне отстаиваемых горных выработок (ФЭУ-83, светофильтры);

б - в зоне активного ведения горных работ (ФЭУ с различными областями максимальной чувствительности.