ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Номер

30-068-03

Наименование проекта

Способ определения степени удароопасности массивов горных пород методом регистрации интенсивности фотонной эмиссии в ультрафиолетовом диапазоне частот

Назначение

Повышение безопасности труда в удароопасных рудниках.

Рекомендуемая область применения

В ответственных и ценных местах рудника, наиболее охраняемых от динамических воздействий массивов.

Описание

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

Цель - повышение быстроты выполнения операций по оценке опасности участка массива горных пород.

Для сохранения работоспособности удароопасных рудников в первую очередь необходимо сохранение руддворов на всех горизонтах. Ценными объектами являются также места временного хранения аппаратуры систем контроля при их испытаниях, технические мастерские для быстрого ремонта инструментов контроля состояния массивов пород и пр. назначения.

Поскольку основными параметрами прогноза геодинамических состояний массивов являются энергии связи и расстояния взаимодействий, которые аналитически связаны с длинами волн, регистрируемых фотонов и радиусами излучающих их компонентов (то есть состояния массивов предсказуемы), то можно рассчитать также длины волн фотонов ультрафиолетового диапазона, излучаемого при переходах валентных электронов - изменении состояний химических связей (А.С. Денисов. Естественная механика материи. Кемерово: ЦНТИ, 2002. - 174 с.)

Расчетный диапазон длин волн оптического диапазона, связанного с переходом валентных электронов, составляет 45,5…6238,9 нм. Для ее регистрации по области максимальной чувствительности (100-360 нм.) наиболее подходит фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) ФЭУ-142. На основе использования данного типа ФЭУ разработан детектор и изготовлен прибор совместно со с. н. с. В.Т. Сидоровым ИФЭ-2М. Регистратор прибора снабжен пятиразрядным электронным счетчиком и измерителем амплитуды напряжений, который отградуирован в единицах мощности излучения Ф е, Вт. Прибор аттестован, прошел шахтные испытания и в варианте ИФЭ-2М учтены замечания, рис.

На корпус датчика надевается цилиндрическая насадка. На поверхность корпуса нанесена шкала. Приспособление позволяет определять величину поверхности выработки, с которой ведется прием информации.

На основании экспериментальных исследований состояний массивов с повышенным геомеханическим напряжением до и после горных ударов, во времена землетрясений установлены критические значения величин интенсивности и мощности излучения Фе в ультрафиолетовом диапазоне частот при измерениях с единицы поверхностей горных выработок, табл.

Максимальные регистрируемые значения n и Ф е сравниваются с данными критических значений, которые крепятся с внутренней стороны крышки регистратора и делается оперативный вывод в течение 8-10 мин. при измерениях с поверхности выработки о степени удароопасности исследуемого участка массива горных пород.

Следовательно, способ позволяет оперативно устанавливать степень опасности участков массивов, о состоянии которых необходима постоянная точная информация для нормального функционирования рудника.

Особые требования к наладке прибора: выход детектора и вход регистратора должны быть тщательно согласованы. Могут быть использованы только кондиционные новые радиодетали и качественный проверенный ФЭУ.

Способ очень точно выделяет начало процесса невидимого разрушения, микротрещинообразования, повышения интенсивности этого процесса и развития трещин большего размера, это позволяет предсказывать появление трещин большего размера и начало опасного заколообразования.

Обычные измерения выполняют методом телескопического обзора при поступательном перемещении оператора. При обнаружении опасного участка переходят на измерения с единицы площади поверхности этого участка. Данные измерений передают группе по борьбе с горными ударами для принятия технологических мер.


Рис. 2. Измеритель фотонной эмиссии ИФЭ-2М:

1 - крышка прибора; 2 - цифровое показывающее табло; 3 - радиочастотный кабель передачи информации и питания датчика; 4 - разъем Х 1 для подсоединения кабеля питания датчика; 5 - разъем У 1 для подсоединения кабеля передачи информации; 6 - кнопка «сброс-измерение»; 7 - переключатель «время счета импульсов»; 8 - разъем Х 2 датчика; 9 - разъем У 2 кабеля передачи информации; 10 - кнопка «контроль счетчика»; 11 - разъем подключения зарядного устройства; 12 - питание датчика;
13 - регулятор «режим питания ФЭУ»; 14 - вход датчика; 15 - переключатель «чувствительности»; 16 - корпус датчика; 17 - крышка датчика; 18 - тумблер «включение»;
19 - кнопка «контроль питания - измерение»; 20 - стрелочный показывающий прибор - измеритель амплитуды импульсов (мощности излучения); 21 - ремень для переноски прибора.

Таблица

Физико-механические параметры горных пород

Таштагольского месторождения

№ п/п

Горные

породы

Объемная плотность опасной потенциальной энергии

e v, Дж/м 3

Критические

значения

n, имп./с

1

2

3

1

Магнетитовая

руда

1,28 Ч10 11 - 1,30 Ч10 11

4000-1200

2

Скарн эпидот

гранатовый

7,10 Ч10 10 - 6,40 Ч10 10

3200-1000

3

Диорит-порфирит

4,70 Ч10 10 - 4,75 Ч10 10

3000-1000

4

Сиенит

3,30 Ч10 10 - 3,13 Ч10 10

2400-900

5

Габбро-диабаз

3,00 Ч10 10 - 2,77 Ч10 10

2300-950

6

Сланцевый туф

1,85 Ч10 10 - 1,81 Ч10 10

2100-800

Преимущества перед известными аналогами

Сохранение работоспособности удароопасных рудников.

Стадия освоения

Способ испытан на руднике Таштагольском.

Результаты испытаний

Соответствуют данным таблицы в описании.

Технико-экономический эффект

250 тыс. руб. на один рудник в год.

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

11.12.2003

Инновации и люди

У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)

Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)

Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)

Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)