ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Цель - повышение эффективности метода применения электромагнитного излучения в исследовании закономерностей механизмов разрушения массивов горных пород.

На разных месторождениях, отличающихся своими массивами самых прочных изверженных скальных пород, способных накапливать громадные потенциальные энергии на больших глубинах, 500-1000 и более метров, под влиянием давления выше лежащих пород, тектонических процессов и активного ведения горных работ наблюдаются динамические процессы разрушения массивов пород вокруг горных выработок в виде образования малых и больших трещин, заколообразования в кровле выработок, стреляния - откалывания пород в виде дисков с бортов выработок, вспучивания почвы, способного прижать к кровле электровоз или превратить железную дорогу в волнистый путь, в виде толчков, разрушающих крепи и породы по контуру выработки, в виде горных ударов и «собственно горных ударов», соотрясающих горные массивы и поверхность Земли, например, под городом Таштагол.

Динамические проявления, в зависимости от силы горного давления, приводят к разрыву ионных и атомных связей, создавая микротрещины, к разрыву связей между минеральными частицами, образуя системы микротрещин, к разрушению и делению массивов на микро- и макроблоки, сопровождающиеся выбросами пород в выработки объемом до 10-12 м ³, а горный удар 1982 г. разрушил площадь более 2 га, охватив по высоте более 70 м (гор. -140 м и гор. -210 м) и разрушил более 40 горных выработок.

По примерной оценке разрывы связей электронов атомов с ядром, атомных и химических связей сопровождаются излучением частот в диапазоне (10 ¹⁹-10 ¹³) Гц, разрывы связей минеральных частиц - (10 ¹²-10 ⁶) Гц, связей микро- и макроблоков - (10 ⁵-10 ^-1) Гц, мегаблоков и плит - (10 ^-2-10 ^-3) Гц. При более равновесном состоянии гравитационных и электрических сил происходит и обратный процесс «залечивания» разрывов.

Массивы пород постоянно и повсеместно излучают ЭМИ всех перечисленных диапазонов частот, при этом изменяется только их интенсивность излучения в зависимости от активности разрушения перечисленных компонентов, то есть, величины частот и длин волн зависят от числа одновременного разрыва связей, когда дифференцированные частоты интегрируются в другие по величине частоты и применим принцип суперпозиции.

Диапазоны излученных частот (длин волн) зависят от внутренних свойств, прочностей компонентов (табл.).

Таким образом, регистрируемые параметры фотонов характеризуют внутренние состояния компонентов массивов. Это позволяет оценивать состояния массивов с точки зрения накопленной потенциальной энергии, а потому и величины возможных разрушений, иными словами, прогнозировать категории удароопасности исследованных локальных участков массива горных пород.

Поскольку на рудных шахтах все работы от их вскрытия до добычи полезных ископаемых ведутся с применением взрывных работ по разрушению (по преодолению прочности горных пород за счет разрыва связей между компонентами), то методы регистрации ЭМИ могут быть экономически выгодно применены с использованием различных диапазонов частот. Например, g-, c- и оптические (УФ) диапазоны шахтной геоэмиссии применимы для измерений каротажным методом в скважинах, оптический диапазон применим для измерений с поверхностей скважин и горных выработок методами профилирования и телескопического обзора.

Плохо изучен и недостаточно широко используется радиочастотный метод, который находится в области наиболее интенсивных промышленных помех, в особенности при любых технологических взрываниях ВВ. Но при приеме информации на фиксированных частотах, когда антенны и входные частоты в регистратор настроены на естественные частоты (рассчитанные по опытным данным), метод позволяет определять размеры микро- и макроблоков, нагруженных наиболее сильно.

Все частоты ЭМИ несут информацию о внутреннем энергетическом состоянии компонентов и это решает проблему точного определения их механических характеристик.

Таблица

Параметры ЭМИ в радиодиапазоне и компонентов массива пород