ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

Цель - определение критических значений расстояний взаимодействий и энергий связи компонентов массивов при горных ударах и землетрясениях.

Горные выработки, проходимые через массивы горных пород, имеющих блочную структуру, проходят через блоки больших размеров и блоки, соизмеримые по величине с сечением выработки. При этом блоки, различные по величине, не одинаково реагируют на вновь появившееся обнажение, хотя до этого их динамические состояния в нетронутой среде массива горных пород не отличались.

Все вновь образованные обнажения исследуются оперативными методами регистрации фотонной эмиссии, в том числе и с помощью измерителей в радиоволновом диапазоне. На горизонте -350 м (глубина 800 м) в забое орта регистрировалось излучение на частотах 10 ⁴ Гц, 2 Ч10 ⁴ Гц, 3 Ч10 ⁴ Гц, 5 Ч10 ⁴ Гц, 8 Ч10 ⁴ Гц. По формуле

r_к = l_ф/860 = l_ф/2 pa^-1 = l_ф/6,28 Ч137

имеем соответствующие расчетные значения радиусов малых блоков 34,87 м; 17,44 м; 11,62 м; 6,97 м; 4,36 м.

После удаления забоя от участка с малыми блоками, здесь произошло незначительное самообрушение борта выработки. Подобный вывал, не получивший объяснения, ранее наблюдался в орте 26 горизонта -280 м.

Были исследованы карты геологических разрезов шахтного поля, изучены трещины и разрезы, пересекающие массивы горных пород данного участка. После изучения известной структуры, полученной различными геофизическими методами, сделан вывод: 1. шахтное поле состоит из блоков, размерами 350 м и более; 2. мелкоблочная структура встречается на стыках крупных блоков, активно участвующих в тектонических взаимодействиях; при прохождении выработки сечением в 3 м через блоки размерами 11,6 м, 7 м и 4,4 м края их в данном месте растрескались и после ряда технологических взрывов и тектонических нагрузок окончательно потеряли связи и высыпались в горные выработки, что происходит крайне редко в условиях прочных пород Горной Шории.

Дальнейшие исследования показали, что возбуждения крупных блоков с размерами 350…47,9 Ч10 ³ характеризуются низкочастотными (длинноволновыми) диапазонами естественного электромагнитного излучения.

Следовательно, метод регистрации фотонной эмиссии позволяет прогнозировать состояния блоков, характеризующих горные удары и землетрясения, которые происходят на Таштагольском месторождении:

,

где dl - размеры и расстояния взаимодействий компонентов литосферы; a^-1=137 - постоянная строения литосферы; k _i = 1, 2, …, 10 - ступени или диапазоны строения, начиная от ионов, вширь литосферы; b_i = 1, 2, …, 137 - характеризует расстояния, соответствующие различным энергетическим состояниям компонентов в пределах своих диапазонов; r _e - радиус электрона; l_ф - длина волны фотона, излучаемого компонентом.

Соотношения, используемые для расчета энергий связи (состояний) компонентов массивов или литосферы, можно описать одним уравнением вида

Е = a^-kbm _ec²,

k = 1,2, …, 17 - ступени диапазонов, b = 1,2, …, 136 - определяет число связей или состояние компонента в пределах своего диапазона.

Причем, при оценке горных ударов рекомендуется использовать выражения при значениях a^-7 ( l = a^-7br _e = 2,55…3,50 Ч10 ² м и Е = a^-13m _ec² = 3,58 Ч10 ¹² … 4,90 Ч10 ¹⁴ … 6,72 Ч10 ¹⁶ Дж) и землетрясений при a^-8 ( l = a^-8br _e = 3,50 Ч10 ² … 4,79 ⁴ м и Е = a^-15bm _ec² = 6,72 Ч10 ¹⁶ … 9,20 Ч10 ¹⁸ … 1,26 Ч10 ²¹ Дж).