ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Цель - установление качеств нового геофизического метода фотонной эмиссии и границ его применения.

Исследования напряженно-деформированных состояний НДС массивов горных пород вокруг выработок горизонтов -210 м (глубина 660 м), - 280 м (глубина 730 м) и - 350 м (глубина 800 м) шахты Таштагольского РУ производились с применением сопоставительных измерений комплексными методами: методом регистрации фотонной эмиссии (ФЭ) и базовыми методами измерений эффективного электрического сопротивления (ЭЭС) и дискования керна.

Результаты сопоставительных измерений представлены графически на рисунке. Графики, обозначенные символом r, соответствуют значениям ЭЭС, обозначенные символами Ф _е и n - мощности излучения и интенсивности фотонной эмиссии, а символом n/l - дискованию керна.

Сравнения с измерениями материалов дискования керна показывают, что увеличению количества дисков на единицу длины керна соответствуют увеличения интенсивности ФЭ, уменьшение толщины дисков связано с увеличением упругих деформаций в массиве, способствующих их частому откалыванию от керна (рис. а), где также приведены результаты измерений ЭЭС и ФЭ на разных горизонтах.

Эффективное электрическое сопротивление уменьшается в более напряженных участках пород из-за увеличения их плотности, а также появления зон проводимостей. Керны раскалываются на более тонкие диски за счет повышения давления. Параметры фотонной эмиссии при этом растут за счет увеличения числа мигрирующих в горных породах квантов энергии, достигающих свободных поверхностей пород, где они, релаксируя, излучаются в виде фотонов в широком диапазоне частот.

Таким образом, на участках пород с повышенным НДС параметры фотонной эмиссии увеличиваются, величина ЭЭС уменьшается, растет количество дисков на единицу длины керна.

Характер изменения приведенных признаков используемых методов во всех случаях до состояний массивов, близких к разрушению, совпадают на 98-100 %.

Многолетняя эксплуатация методов ЭЭС и дискования керна на руднике показывает, что у нас нет причин сомневаться в достоверности прогнозирования состояний массивов горных пород с их применением. Некоторым недостатком является трудоемкость и не оперативность их реализации.

Метод ФЭ, отличающийся оперативностью в определении состояний массивов, также достоверен и точен. Для шахтной эксплуатации приборов в широком масштабе нужны квалифицированные операторы.

Все промышленные испытания на руднике нового геофизического метода ФЭ, в том числе межведомственные прошли с положительной оценкой. Дано разрешение на уровне «Сибруды» и министерства на тиражирование прибора. Прибор и способы защищены а.с. СССР и патентами РФ.

Установлено, что метод ФЭ позволяет оперативно определять степени удароопасности массивов горных пород при ведении работ на руднике, определять физические свойства горных пород на уровне требований точных естественных наук, например, определять параметры излучения ЭМИ, физико-механические характеристики горных пород, устойчивость массивов вокруг выработок и, таким образом, устойчивость горных выработок, позволяет рассматривать сложные процессы деформирования, разрушения горных пород в рамках единой теории физики. В Таблице приведены некоторые результаты экспериментальных и теоретических исследований, впервые полученные в натурных условиях, которые могут иметь многоцелевое использование в подземных рудниках по добыче металлических руд.

Рис. Сопоставительные измерения методами 1 - ФЭ, 2 - ЭЭС и
3 - дискования керна в скважинах, пробуренных:

а - по магнетитовой руде в западном борту блока 21, гор. -210 м;

б - по туфам и альбитофирам в забое восточного заезда

в насосную камеру (т. 155 + 10 м), гор. -350 м;

в - по микросиенитам (розовато-бурые и светло-зеленоватые)

в забое орта 16 (т. 335 + 30,5 м), гор. -280.

Таблица

Средние значения энергетических параметров.

Энергетические характеристики горных пород