ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Новшество: на основе большого объема экспериментальных работ разработаны приемы оценки величины и активности разрушения участков массива пород, их устойчивости и степени опасности по динамическим проявлениям.

Развитие теоретических физических наук всегда базировалось на развитии экспериментальной физики твердого тела, в которой в свою очередь обобщающие определения и формулы по целому ряду вопросов появились только в последние десятилетия (Флинт, Вейль, Богун, Дольежи, Монте-Карло, Журков, Вавилов, Чернов, Антонов- Романовский, Флеров, Френкель, Бонч-Бруевич и др.).

Состояние прикладных наук, связанных с земной корой, с горным делом также во многом зависит от научного уровня ФТТ, например, проблемы разработки полезных ископаемых, предсказания горных ударов и землетрясений, определения физико-механических свойств массивов горных пород и др.

На основе многолетних исследований параметров фотонной миссии в натурных условиях глубоких рудников с помощью переносных измерителей в режимах счета и токовом в диапазоне 100-1200 нм с использованием фотоэлектронных умножителей (ФЭУ-83, ФЭУ-18А, ФЭУ-112, ФЭУ-142 и др.) установлена возможность выделения удароопасных участков массивов горных пород и определения степени их удароопасности (Егоров П.В., Денисов А.С. Определение НДС массивов вокруг выработок по параметрам электромагнитного излучения горных пород / Горн. журн. Известия ВУЗов, 1988. - № 8. - С. 10-14).

В лабораторных исследованиях при раскалывании керновых образцов методом диаметрального сжатия с помощью гидравлического пресса отмечено, что общая световая и акустическая энергии образцов рудных месторождений на порядок и более превосходят энергии образцов осадочных пород, причем максимумы световой и акустической эмиссии приходятся на большие нагрузки в моменты разрушений. Для осадочных пород, мрамора и соей, характерно медленное развитие деформации, что указывает на их дисперсное рассеянное разрушение за счет большого количества трещин сдвига. Это приводит к постепенному выделению энергии мелкими порциями. Образцы рудных месторождений способны накапливать большую упругую энергию. При разрушении атомные связи рвутся без перемещения ячеек решетки с одноактным выделением большой энергии и свечения.

Далее используя шкалу размеров для микровеличин со ступенькой в a Б.В. Медведева и формулу взаимосвязей массы и энергии А. Эйнштейна в натурных условиях, автором экспериментально установлены зависимости

l = a^-kr _eE = a^-kbm _ec²,

где l - расстояние взаимодействий компонентов; a^-1 = b_макс. = 137 - размеры диапазонов строения и состояния минеральных частиц и блоков (компонентов массивов); r _e и m _e - радиус и масса электрона; k = 0, 1, 2, 3 - номера или ступени диапазонов; b = 1, 2, …, 136, 137 - постоянная состояний (число энергий связи компонента в диапазоне), (137 - соответствует энергии покоя компонента); с - скорость света в вакууме; a - постоянная тонкой структуры.

В моменты разрушения образцов в темной измерительной камере визуально можно наблюдать свечение атмосферы около «узла» трещины. Свечение молекул воздуха происходит за счет их активной ионизации быстрыми электронами, вылетающими из трещины. Следовательно, имеем случай излучений фотонов с граничной частотой, энергии которых равны энергиям соответствующих основных уровней атомов:

e = hn_г = a³Zm _ec²;

где h - постоянная Планка; n_г - граничные частоты фотонов; Z - атомный номер; a³ - характеризует энергию электровалнтных (химических) связей.

Расчетные диапазоны частот ФЭ, составляющие 3 Ч10 ¹⁴ … 4 Ч10 ¹⁶ Гц, совпадают с регистрируемым диапазоном с помощью измерителей, снабженных ФЭУ-142 (100…360 нм) и ФЭУ-83 (360…1200 нм), с поверхностей скважин 3 Ч10 ¹⁴ … 1 Ч10 ¹⁵ Гц, сопровождающим процессы разрывов химических связей атомов и микротрещинообразования.

Таким образом, пришли к методу, позволяющему по достоверной и точной информации оценивать прочностные свойства горных пород, величины их разрушений и устойчивость массивов вокруг горных выработок (Денисов А.С. квантово-физическая теория строения и геодинамического состояния компонентов литосферы Земли. Кемерово: КузПИ, 1998. - 164 с.).