ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы и частных разработок методических и теории структуры массива.

Цель разработки - представление практически применимых результатов, полученных на Таштагольском удароопасном железорудном месторождении.

Экспериментально выполнены полевые и шахтные исследования физико-механических свойств и напряжено-деформированного состояния горных пород, отслоений и заколов кровли выработок и структурных неоднородностей в массиве. Экспериментальные исследования в натурных условиях позволили выявить рациональный комплекс прогнозных физических критериев, разработать оперативные способы геофизического контроля динамических и геомеханических процессов и изготовить в КузГТУ переносную аппаратуру - ИФЭ-1М и ИФЭ-2М, а также создать установки для исследований фотонной эмиссии и механических свойств горных пород.

Естественный сигнал электрического потенциала (ЕСЭП) измерялся по склонам гор и долинам в окрестности месторождения с помощью приборов МК-3, изготовленных автором. Установлено, что поверхности массивов пород на склонах гор чаще испытывают растяжение, а на долинах - сжатие. Величины сигналов при ведении горных работ с производством массовых взрывов ВВ составляют от ±10 мВ до ±10 ³ мВ, а перед землетрясениями - до ±3 В. По данным величинам можно судить о степени напряжения поверхностей аномальных массивов в зоне сдвижений, о состоянии активности вулканов и т.п.

Кровли горных выработок в процессе шелушения и заколообразования, а также участки крупных нарушений излучают ультрафиолетовый свет. Опытными исследованиями с помощью прибора ИФЭ-2М, детектор которого снабжен фотоэлектронным умножителем ФЭУ-142 (100-360 нм), выявлено, что интенсивность излучения при включенном освещении, равная 1,5 Ч10 ² имп/мин … 6 Ч10 ³ имп/мин, характеризует вторую категорию опасности по падениям кусков пород или самообрушению пород около нарушения (трещины мощностью 0,5 м и более).

Основные натурные эксперименты по исследованию фотонной эмиссии горных пород проведены на Артёмовском и Таштагольском рудниках.

На руднике Таштагольском исследовались горизонты -70 м, -140 м, -210 м,
-280 м и -350 м (глубина 800 м), средние значения фонового излучения в которых учитываются при определении критических значений, табл.

Проведены шахтные, приемочные, межведомственные или государственные испытания, подготовлены разовые партии приборов и получено разрешение по Акту на их серийное производство.

Установлен характер напряжений в зонах опорного давления при различных технологических схемах и процессах отработки штоков, влияние дизъюнктивных тектонических нарушений на концентрацию геомеханических напряжений при отработке рудных месторождений. Изучены зоны повышенных напряжений и трещиноватости в зависимости удаления от забоя и тупиковых выработок. На основании экспериментальных исследований, проведенных в шахтных условиях, разработаны метод определения потенциальной энергии горных массивов, методические работы и аппаратура для использования службами прогноза горных ударов на удароопасных рудных месторождениях.

Оценка потенциальной энергии и степени удароопасности массивов по фотонной эмиссии горных пород в зависимости от глубины горизонтов

Примечание: с повышением глубины рудника повышаются величины накапливаемых опасных потенциальных энергий на нижних горизонтах.