ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Изложены методы применения приборов и предложена система автоматического контроля, использующая в качестве информации оптическое излучение нагруженными массивами пород.

Цель - выявление параметров крупных динамических явлений и выбор средств их прогноза.

Геодинамические напряжения в литосфере Земли присутствуют повсеместно в любой момент времени как результат её взаимодействия с Солнцем, Луной, с другими планетами, с космосом в целом. Кроме того, литосферные плиты под влиянием движения мантии совершают поступательно-вращательные движения.

Эти невидимые, медленные движения плит в местах наиболее плотного касания в течение многих десятков лет накапливают огромные потенциальные энергии сжатия, вызывающие дробление краевых частей на блоки, сопровождаемые землетрясениями. В промежутках между землетрясениями постоянно действуют тектонические процессы. Поскольку полезные ископаемые рудных месторождений связаны с прорывами магмы к поверхностным слоям земной коры, то рудники приурочены с одной стороны к горным кряжам, с другой - к местностям, в недрах которых существуют активные тектонические процессы.

Вследствие ведения горных работ - производства мощных технологических и массовых взрывов, увеличения глубины и количества обнажений возрастают техногенные поля геомеханических напряжений. Наложение техногенных полей на естественные поля сопровождается перераспределением потенциальных энергий в зависимости от прочности, упругости и хрупкости горных пород.

На участках массивов шахтного поля с интенсивными тектоническими процессами уже с глубины 300-500 м вокруг выработок появляются нарушения сплошности горных пород в виде шелушения и заколообразования кровель, стреляния бортов - взрывного откалывания линзообразных дисков, внезапного вспучивания почвы на высоту 0,7-0,8 м, толчков, микроударов, тектонических горных ударов и собственно горных ударов, а также в виде разрушения ствола, вывола и выброса пород, в особенности на нижних горизонтах, гор. -280 м, гор. -350 м, (глубина 730 и 800 м).

По данным измерений с помощью прибора МГД (СА-28) прочностных свойств горных пород на нижних горизонтах Таштагольского рудника при коэффициенте хрупкости К _хр.> 5 максимальные напряжения достигают 70-90 МПа.

При измерении мощности излучения в ультрафиолетовом и видимом диапазонах с помощью дозиметра ДРГЗ-01 (отградуированного с использованием прибора ИМО-2Н в единицах мощности излучения, Вт) в скважине нагруженного участка западного борта 21 блока было отмечено, что прибор зашкаливал на всех самых грубых пределах (10 ^-10ё 10 ^-8 Вт). За 9 лет исследований был еще только один случай при измерении в опережающей скважине в забое орта 9 на гор. -210 м.

Такая интенсивная информация излучается только очень богатой рудой
( Fe~ 65-68 %) при активном микротрещинообразовании, когда многие из них раскрываются на поверхности скважины в области окна фотоэлектронного умножителя. Измерения выполнялись с помощью прибора ИФЭ-1 с двумя датчиками, (снабженными ФЭУ-142 с областью максимальной чувствительности 100-360 нм и ФЭУ-83 с областью максимальной чувствительности 400-1200 нм).

В результате многолетних исследований участков с I категорией удароопасности установлено, что участки с максимуми напряжений могут быть не только в зонах опорного давления (глубина от контура выработки 0,9-1,6 м), на глубинах 5 м, и 10 м, и 15 м и 20 м. При глубине очага накопления энергии на глубине 5 м, участок массива можно привести в неудароопасное состояние с применением камуфлетов в скважинах, расходящихся веером от очага, как это было сделано в забое орта 9 гор. -210 м.

При максимальных напряжениях, сконцентрированных на глубинах 10…20 м, необходимо прекращать в выработке горные работы. Иногда потенциальные энергии перераспределяются спонтанно, и участок через 5-10 дней приходит в обычное состояние. Если есть поблизости крупные трещины или дайки, часть энергии разряжается в них, но нарушения захватывают и часть контура выработки, сопровождаясь сотрясанием массива, разрушением пород кровли и ближнего борта. Измерения фотонной эмиссии до собственно горных ударов, толчков и тектонических горных ударов показывают, что повышенное излучение, начиная от очага распространяется по разные стороны выработки от 15 до 50 м. Следовательно, нагруженная часть массива занимает примерно от 2,7 Ч10 ⁴ м ³ до 1,25 Ч10 ⁵ м ³.

Наиболее современным методом регионального прогноза динамического состояния массивов может служить система автоматического контроля состояний массивов (Способ регионального прогноза удароопасности массива горных пород и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2052108, МКИ Е 21 С 39/00 / Денисов А.С., Сидоров В.Т., Бордюг И.Б. и др. - № 5037428; опубл. 10.01.96; бюл. № 1).