ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Является результатом научно-исследовательской работы.

Цель - исследование разрушения пород и величин параметров фотонной эмиссии в натурных условиях разных месторождений для предсказания опасного состояния массивов. Интенсивность, мощность и частота излучения наибольших значений достигается в зонах концентрации геомеханического поля напряжений в местах залегания наиболее прочных горных пород, в которых происходят образование микротрещин и релаксация накопленной потенциальной энергии в другие виды энергии, в том числе и в электромагнитное излучение.

Увеличение частоты, длительности и амплитуды импульсов на порядок и более наблюдается в зонах естественных нарушений под влиянием тектонических процессов, а также нарушений на контактах пород с геологической разностью.

Породы изверженного происхождения и магматические породы обладают наибольшей прочностью, доходящей до 20-30 МПа и склонны накапливанию большой упругой энергии. Массивы, сложенные из этих пород, представляют повышенную потенциальную удароопасность, в особенности, в зонах опорного давления вокруг горных выработок.

Горные удары чаще проявляются со стороны бортов выработок, но при большой их мощности повреждаются также кроля и почва выработки.

Параметры фотонной эмиссии зависят от напряженного состояния массивов горных пород, на которое в основном влияют величина горного давления и его перераспределение в ходе ведения горных работ.

Интенсивность ФЭ пород, регистрируемая в натурных условиях, в особенности зависит от содержания железа, цветных металлов, кварца и кальцита. Минеральный состав пород влияет на их способность к накапливанию энергии и удароопасность. Процессы хрупкого разрушения и образования трещин на контуре выработок вследствие релаксации механической энергии происходят непрерывно. Следовательно, вели­чина интенсивности ФЭ, излучаемой поверхностями скважин и неза­креплённых выработок, связана с НДС глубин массива, из которого часть механической энергии передаётся к контуру выработок, где она релаксирует в другие виды энергии, например, в ЭМИ, АЭ, ФЭ, эмиссию электронов и тепло.

Одновременные измерения ЭЭС и ФЭ вокруг очистной зоны по подготовительным, нарезным и щелевым выработкам, находящимся в разных горно-геологических условиях, показывают, что величина ФЭ зависит от глубины залегания и литотипа вмещающих пород, рис.

Результаты экспериментов и сравнение их с экспериментами, проведёнными на шахте № 6 Артемовского РУ, где глубина нижнего горизонта от дневной поверхности составляет 350 м, показывают, что с увеличением глубины выработок величина фонового излучения растёт на обеих шахтах. Причём на шахте Таштагольского РУ даже на верх­них горизонтах по стрелочному индикатору фиксируются значительные импульсы. На шахте № 6 Артемовского РУ регистрируются неустойчивое плавное фоновое излучение и небольшое импульсное на некоторых участках 6-го горизонта, рис. а, б.

Максимальная амплитуда, зарегистрированная на шахте Таштагольского РУ в скважине (на расстоянии 4 м от устья), пробуренной в западном борту 21 блока на гор.
-210 м, на три порядка превышает среднее значение излучения, измеренного во время ведения очистных работ, рис. в.

Импульсное излучение, прерывистое, с резкими изменениями ве­личины постоянной составляющей ФЭ, характеризует повышенную удароопасность участка массива, рис. в.

Из результатов выполненных исследований следует, что величина и характер ФЭ на разных месторождениях зависят от глубины исследуемого участка массива и расстояний до отрабатываемых штоков, а также от минерального состава пород.

Опыты проводятся до достижения мощности излучения значений: для пород - 10-13Вт; для руд - 10-12Вт.

Рис. Различие параметров и характера фотонной эмиссии
при измерении на разных месторождениях:

а - квершлаг 8, гор. 6, буркамера, кварцевые диориты;

б - квершлаг 3, гор. 6, буркамероа, доломитизированные известняки,
шахта № 6 Артемовского РУ;

в - западный борт 21 блока, очистная выработка, гор. -210 м, магнетитовая руда,
шахта Таштагольского РУ.