ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы и исследовательских решений.

Шерегешское, Таштагольское и Казское железорудные месторождения характеризуются общими особенностями, свойственными в целом для Горной Шории.

Горы данной местности являются молодыми, развивающимися вследствие активных подвижек относительно друг друга литосферных плит. Землетрясения с силою 5,5-4 балла происходили в течение 1988-1989 гг., происходили они также за 50 лет ранее.

Месторождения отличаются неблагоприятными горно-геологическими условиями. Установлено сложное залегание и чередование пород, падение которых достигает 90 °. Наблюдаются крупные и мелкие многочисленные тектонические нарушения, круто падающие (75-80 °) в юго-западном направлении. Мощность нарушений достигает от 0,2-0,3 м до 2-3 м. В местах нарушений происходят самообрушения. Плоскости нарушений перпендикулярны направлениям действующих геомеханических напряжений.

Основная доля массы вмещающих пород и руд приходится на химические элементы с номерами от 8 (кислород) до 30 (цинк). Элементы с другими номерами вплоть до атома урана входят в виде включений и составляют около 5-6 % общей массы горных пород. От среднего размера атомов данного ряда выделяются большими размерами атомы Na, Mg, К и Са и меньшим - атом О. При этом размеры катионов Na⁺, Mg²⁺, К ⁺ и Са ²⁺ меньше своих атомов, а анион О ^2- больше атома О. Таким образом, средние размеры ионов, составляющих горные породы, оказываются примерно одинаковыми, что способствует их упорядоченной упаковке и упрочнению слоёв из однородных одинаковых по составу структур, а также накапливанию значительных по величине механических напряжений.

Основой характеристикой химической и атомной связи является, соответствующая средним значениям связей идентичного типа, энергия связи, равная энергии, требуемой для ее разрыва. Поэтому средние удельные энергии связи атомов [Дж/м ²] и объемные плотности их энергии [Дж/м ³] определяют энергию отрыва и энергию разрушения участков массива горных пород.

Экспериментально определенная плотность железорудных тел месторождений составляет 4,5…5,5 г/см ³. Она превышает плотность вмещающих пород в 1,6…3,4 раза и растет с увеличением содержания рудных минералов. Удельное сопротивление массивов пород шахтных полей меняется от 0,005 Ом Чм до 4000 Ом Чм.

Энергия передается по массивам пород и руд посредством волн за счет объемного электрического заряда и миграции квантов энергии. Горные породы содержат реально существующие в Природе химические элементы. Массивы рудников, залегающие на глубине 300…1000 м, испытывают давление выше лежащих слоев пород и давление тектонических сил, превосходящих вертикальное давление в 2,5…5 раз. При этом межатомные расстояния уменьшены. Ядра и оболочки атомов в данных условиях сильнее взаимодействуют соответственно с оболочками и ядрами соседних атомов, то есть энергия атомных связей повышается на несколько порядков. Причем, величина энергии связи определяется видом составных атомов слоя и участка массива горных пород.

Измерениями смещения максимумов фотонной эмиссии в глубоких скважинах определено, что средняя скорость миграции квантов энергии в массиве составляет 3 Ч10 ^-4 … 310 ^-3 м/с. Энергия передается за счет ионных столкновений, сопровождающихся периодическим их возбуждением и релаксацией. Средний диапазон квантов энергий по регистрации фотонной эмиссии составляет 0,2…4,2 ЭВ. Выше приведенное значение скорости совпадает со средним значением скорости, определенной для 13 случаев передачи энергии от участков массового взрыва ВВ до мест инициируемых ими горных ударов в первые два дня после их проведения (259 м/сутки). Первая продольная волна упругой энергии передается со скоростью V_ср. = 10 ²…10 ⁵ м/с за счет действия объемного электрического заряда, приводящего к последовательному направленному смещению кристаллических решеток минералов.

Диапазоны частот для возбужденного состояния различных энергетических уровней атомов, регистрированные с помощью измерителей фотонной эмиссии в процессе электромагнитного излучения, принимают значения: для переходов внешних электронов 4,8 Ч10 ¹³ … 6,6 Ч10 ¹⁵ Гц, для - внутренних 6,7 Ч10 ¹⁶ … 9 Ч10 ¹⁷ Гц и ближних к ядру электронов 5,1 Ч10 ¹⁸ … 11,2 Ч10 ²⁰ Гц.

Исследования естественного электромагнитного излучения с поверхностей гор месторождений (в радиодиапазоне) и естественного электрического потенциала с помощью аналогов прибора МК-3 показали средние идентичные результаты с повышенными значениями измеренных величин в окрестности поселка Кочура и в зоне сдвижений Таштагольского рудника. Состояния массивов пород Казского рудника примерно соответствуют состоянию массивов Таштагольского рудника на глубине 500 м, а Шерегешского - на глубине 700 м. То есть, в них может быть использована «Методика» для Таштагольского рудника с поправками критериев удароопасности.