автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Физические основы электромагнитных процессов при формировании очага разрушения в массиве горных пород
Автореферат диссертации по теме "Физические основы электромагнитных процессов при формировании очага разрушения в массиве горных пород"
ГОСУДАРСТВЕННЫ*! КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ
КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
РГ Б ОД
На правах рукописи
ИВАНОВ Вадим Васильевич
УДК 622. 235 (088. 8) : 519. 21
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ОЧАГА РАЗРУШЕНИЯ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД
Специальность 05. 15. И - „Физические процессы"
горного производства"
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Кемерово 1994
Работа выполнена в Кузбасском государственном техническом
университете
Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор,
член-корр. Российской Академии естественных наук,
В. Н. Вылегжапин 'Доктор технических паук, профессор • член-корр. Российской Академии инженерных наук,
В. Н. Фрянов Доктор физико-математических наук В. Н. Опарин
Ведущее предприятие: Восточный научно-исследовательский горнорудный институт [ВОСТНИГРИ]
Защита состоится "28" июня 1994 г. в 14 часов па заседании специализированного совета Д 063.70.02. при Кузбасском государственном техническом университете по адресу: 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28. зал заседаний
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан " мая 1994 г.
Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических паук, профессор
А. С. Ташкнпов
. ОБЩАЯ ХАРАКГЕШСТИКА РАБОТЫ
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В связи с вовлечением и промышленную эксплуатация запасов ыостороздений полезных истопаемих, зале га-" " щнх' ¿""¡"¿¿благоприятных горно-гвологичкснлх условиях, на больше глубинах, в условиях попмпенных тектонических напряжений, возрастает число случаев ютамических Форм проямони.ч горного давления. Количество горных угтров, как одной из наиболее опасных форы проявления горного навязни я, резко госросло п послеянее пь сятилетие практически на всск увдроопаснгдс месторождениях России и стран СНГ. ....
Тая, в 1990 году на Таштагольско»» Че.^сзсрузиоу ы&атой»«»*»-н»и »«рттаететрэгЗПО бо-зйа 1600 очйсукч"АТЛ" ссйшнп с анергией 01- 10^ цо 10^ Д»!, при этом среякее значение выделившейся сейсмической энергии'эа.один день составило примерно 2,0 млн.Дчс.
Горные уцары эо многих случаях являются причиной человеческих кортп, нарушений. начального ритма работы предприятий, значи те ль ньк расходов ка ликшяани» последствий.
В связи с этим проблема прогноза горных уларов на сет пин остается ощгой из самых актуальных задач горного пр.чиэ.вдлетпя, Согласно.суясстзущим прапстявленюя!пронеси лочгг.тов.чя горим ую рог? и более крупных сейсмических явлений, проиехоцит дли-гельнчв оргия н п больно« объеме горных пород, т.г. иочеч- рисиматри п как шрояииос'шь!:! кинетический процесс саяоорганизжши иерарх ноской блочной сястомы по И.Г.Прпгэкпну, Р.Хакриу, утр нь ляется елея станем т.щалеии я энергии механических напртчн^И щч\ раэйуа&Я!»! блока горных пород оггредслемшх размеров в результате рзавиваюмвгоея в этом блоке кинетического процесса трсцинооорвги пання, локализации разрушения и перехоца из неустойчивого равновв сия, ройцавдегося в пронвесе «юяаягаании в устойчииое сосчотыч нсяоаствне образования к быстрого раенрш-1 ранения магигу^льжч-: рая рыла с размерами, со«оЫдрим«ми с размером структурного блока массива. ' -
' Существенное слияние на этот кинетический процесс окаяирдис горнотвхнянеекио условия разработки местодояютя, кип«!«» могу)' поменять величину пейстпукямх в массиве напряжений, у« коря» иди заыеадля кинетический процесс треданообразования.
Как правило, целью прогноза горних уцарон ш.иивп.я минши места, времени и энергии готовящегося разрушения. Статисток, с кш исследования горних ударов и более крупных сейсмических явлений
позволяют вывести'законы повторяемости событий с'заданной энергией, опнако вероятность получить достоверный прогноз времени разрушения с помощью закона повторяемости очень мала. Вследствие этого на гор-нидобываицих предприятиях используется понятие категорий (степени) уцароопасности без указания момента времени, характеризующего наступление крупномасштабного разрушения. Для определений близости момента катастрофического разрушения часто используются так называемые предвестники разрушения - форагаки (толчки небольшой силы), повышение акустической шумности массива, возмущения электромагнитного поля в горных породах и в атмосфере и ряд других.
Электромагнитные возмущения сопровождают процесс формирования очага разрушения и проявляются в форме увеяичзшш уровня естественного электрического поля в атмосфере, в горных породах, а вице вспышек света и световых столбов в воздухе -за Несколько часов цо крупного сейсмического события, в форме импульсного электромагнитного излучения горных пород в районе очага разрушения и т.п.
Однако природа электромагнитных предвестников разрушения.и их с:вязь с кинетическим процессом формирования очага разрушения до сих пор изучена недостаточно. Это выражается в отсутствии последовательной теории электромагнитных процессов при формировании очага разрушения в массиве горных пород, учитывающей кинетику и основнаэ ' статистические закономерности разрушения.
Изложенное свидетельствует об актуальности диссертационной работы.
Исследования выполнялись в рамках государственных и отраслевых комплексных программ и постановлений ГКНТ СССР Г» 56 от 03.03. 1976 г, 0Ц 009 ГКНТ СССР на 1981-1990 гг. '.этап "Разработать, создать и внедрить средства контроля за состоянием массива", приказ МУП СССР от 15.02.81); ГКНТ № 56 от 10.03.86 (П.б "Разработать системы геомоханического обеспечения горных работ при комплексном освоении недр, создать методы оценки состояния массива и геомеханические модели месторождения", Ш.-21 Г "Разработать и внедрить способы и средства прогнозирования и предотвращения горных ударов"), в.рамках программы "Уголь Кузбасса",' являющееся составной частьн регионально!* программы "Сибирь" в соответствии с постановлением ГКНТ СССР и Президиума АН СССР от 13.07.84 № 385/96, а таюке планом НИР Кузбасского политехнического института по программе б "Разработка технологий, оборудования и приборов цля угольной промышленности" (Раздел 6.3 "Разработка теоретических основ и аппаратур« непрерывного ¡электромагнитного контроля проявлений горного
давления, «беепечквоютх безопасность ведения работ в шахтах н рудниках"). _ ________________
ЦЕЛЬ РАБОТА--разработка-основ физической теории о- ктро-мзгиятньк процессов при формировании очага разрушения в миссиье горных пород ДЛЯ обоснования К формулировки ИОВНГ пр!тц;ипгч? ЯРТО-иггязпрованного прогноза разрушения, обеспечивающего повыиенив 8ф1)зктиЕНост.и управления горнь-м цавяением и безопасности горны* работ «а шахте* к tswmntax.
ССНОЩАЯ ИДЕЯ РАБОТЫ заключается в использовании закоио-квуисств? а.кинетики импульсного, электромагнитного излучения при розгаешп! трещин тот опрезс-ТСИЛЯ кинетических тонпттгг очага раа-EjCSiáUí ¿ арагноч» »реме«п яо полного разрушения массива.
• ЗАДАЧ!? ИССЛЕДОВАНИЙ: .
- разработать основы теории электризации горних пороп при формировании очага разрушения в массиве;
- теоретически и экспериментально обосновать механизмы формирования яваристанионарюго электрического поля а очагоро" области , обусловленные заряповым состоянием трещин и взаимопе"стнийм
ТОЧаЧКЫХ ЙвфеКТ03 СТРУКТУР» O-HeOGWOpOIUffM ИОЛСМ кя-
пря^ений;
- разработать осиовн ?бо$»и ячрялового сс^ус; тркзни «я база осиовркх кяханизлоя эяектриэтти геггот rir»j-.-tt-
- разработать количественную кикетпво-стаги^тячег.иуь/ мо»1»»л» треивгнообразоеаиия г> очаговой области;
- разработать ослопы теории электрокзгнитнкх npennm: гиик<->н ■рг;ру&эния на бп?? ккнсткко-статистичоских пропетазлйнин о формировании очага разрушения в мвеоиве горных no pon;
, г разработать основы термоцинашчеекой т-оря «ппгя глпру»-^ "!??* "¡Ттг н^ф^гчЬг'псноЯ спатем;.:, yt-r,iv:.'r/n¡¡;,-;¡";'1 ¡л')pf":i¡.-.; .i¡<-, , Г'';-, f.ilyc.toпленные учтенном к ткеппечиии. грезнн;
- разработать принципы и/программное обеспечение ачто»/птиэи • ровзнмого прогноза ppeKoim по -рчэрусония участияп массива гоункх пород.иа основе . . ..
Г'Ч-г?р ■ v " v:;;;s;i »и^/Иишго состояния _7-:, .,,. ,.
наук: ({813»»?! T5Pptpi70 te Л!»'i 1-:!:j«K!5, í'OX't'lü'Ií хууп-
' кого рязр:>аг.ная, механики-, гефоруируомого тиераогв -iта,, плоктро-яянамяии епдзвт« сред. •
- Кинетико-статистическая модель разрушения построена на основе кинетической концепции прочности акад.РАН С.Н.Шуркова и на результатах известных сейсмологических исследований ®ГИ им. А.Ф.Иоффе и ИФЗ им.О.Ю.Шшпта;
- Термоцинамическап теория очага разрушения построена, с использованием метопов термодинамики необратимых процессов, теории еамоорганизашш систем И.Г.Пригочшна» сейсмологии, электрощита ми ки спдоеннх, сред и,физики горных.пород; •'; '
- статистическое моделирование электромагнитных процессов в очагах разрушения осуществлялось на ЭВМ;
- проверка осноешнх положений теория била проведена на специально сконструированной лабораторной установке на целочно-гаяо-нишгк кристаллах и обрвомах горных пород;
- алгоритмы и метод прогноза времени но разрушения массива проверялись на статистическом ¡материала по каталогам горных ударов и на образцах горных пород на основе специально сконструированной (на базе ЭВМ ДОК-ЗМ) автоматизированной системы прогноза разрушения.
МЛУ-ШЩ ЩЯОШШЯ, внносимые на защиту : . •
- наиболее судестрекшш механизмами элоктризашш горных по-[од при формировании очаге разрушения являются пьезозйгект минерало о и гор?»« пороз, контактная разность.потендаалов на границе раздела минервлоп с различными физическими свойствами (адгезия)» формаровадае дислокационных линий скольжения и дилатациокнов взаимодействие заряженных точечных дефектов структур, минералов с ион-нкм типом связи с неоднородным полем механических напряжений;
- потенциал квазис^ашшнарпого электрического поля в очаговой области, обусловленный дмдатационнш взаимодействием точечных' п&^ектов с неоднородным полой механических напряжений, прямо пропорционален среднему локальному давлзнич с коэффициентом, пропорциональности, носящим универсальный характер и равнин. 0,1 мЗ/Ша;
- в процессе быстрого распространения в массива горных пород трещина несет заряд к дипольный момент;, локализованные а узкой об-пчет вблизи ее перешнн,величина которых, отнесенная!к «аиниие. •." алини ео фронта о зависимости 'от шхакиэма -электризации, кояеб-ет-. сл я пределах соотвотстеонно ™ и
- кинстикп-статисти.ческая модель трелинообрээопания,' Ешаоча-ч,!5ая ностяштнарну» пуассоновску» с-гатас*и8,у 'кинзтяческов уравие- . •¡Л" прочности С.Н.Журко&а,. усяопле необра-та«озти наиоилсйия повреч-;-гмн:,¡остей БеИли и кондазтртгонинй кратграй раэруиовия^ оказьшавтел
» торояей c?srrc!?n аяекпаткоЯ этсспериментельньм ланнш и лозьоляет объяснить все шзблэяаеиыз особенности юшвтипи формирования очага разрушения; -------------------
- основана эяектроивгююика предвестники разрушения - в№ш*~ лии атмосферно-злзктрического. поля над опиишпром очага разрешения, свечение атмосферы, бужтообраанов сникакие уровня возмущений непо-орацственно перзд глаашм толчком и др. обусловлены кинетикой накопления аяряквнншг swirporpsari, ртеяпгятхея п очаговой облнч m,
о p3.3Kopat3î КГ^КГ4 м,;
- тариоциншическш теория очага разрушения,как открытой неравновесной системн поядаяяе* пр^пскйяпть oûootnnro о::о$ге"ппосю!о
хвпй№гппивтияя очвга: -целя еейгмяпеетгсй апергкп па сштшшу ноьой поваркяоети разрешения, доля энергии электромагнитного поли, дефор-ыацгюииув п пру га о кошоне.чты, подводимой извне к очагу энергии механического разрувений;
- разрабо-ггшткэ принципы и алгоритмы автоматизированного прогноза вр&оеш по рззруизкш участков массива горных' пород на основе непрерывной рэгкетрашя! Импульсного электромагнитного излучения при rxmmmm irtsptn позволяв? на стадиях, праязеетвушшх крупно-сетсеггзбвояу разрушена», 'с удовлетворительной точностьи прогноза р» па?ь npr^.i да рзерус^гдл.
ДОТОЕЖОСШ И (БОСНОВАШОСТЬ НАУЧШ ПОЛОШШЙ, КИВиДОВ И РШЩДАЦЙ? базируется на:
- использовании апровирог-оннме метопов классической элекгр^-шшлшки сплоявых сред, мзтанияя хрупкого разрушения, физики тс«р-по го тала, статистической физики, статистического мояелироншшп
на ЭВМ;
- экспериментальной проверке основных положений теории в ян борятортяг и гзтгтшгг условиях;
- использовании впробнрованн!« статистических метопов uôp:» ботки результатов эксперимента и средств вычислительной техники для проверки адекватности предложенных моделей экспериментальным данным (по критериям Пирсона и. Фишера) и автоматизации процесса прогноза разрушения; ~
- хорошем соответствии теоретических прецстяилений и ч ТЙТОВ эксперимента.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РЛЕОТН заключается в том, ии. н и« О
- показано, что главными физическими механизмами, вносх;лши наибольший вклад в электризацию горных пород при фпрмиринанин очи га разрушения,являются контактная разность пптвнциаиои на rpnmnm
раздела минералов, пьззоэффект, формирование дислокационных линий скольжения и цилатаиионное взаимодействие заряженных точечных дефектов структуры минералов с неоднородным полем механических напряжений ;
- предложен и обоснован универсальный механизм формирования явазистационарного электрического поля в очаговой области, обуслоэ-ланный «илатаиионным взаимодействием точечных дефектов структуры •
с неоднородным полем механических напряжений, позволяющий объяснить экспериментально наблюдаемую в горных породах линейную связь потенциала поля с первым инвариантом тензора механических напряжений ; *
- получена количественная связь коэффициентов вязкости разрушения горных пород с поверхностной и линейной плотностью заряда быстрых трещин, обусловленного контактной разностью потенциалов (адгезия), пьезоэффектом и поперечным скольжением 'дислокаций впереди фронта движущихся трещин;
- предложен^ и обоснована двухстацийная кикстико-статистиче-ская модель трощинообразования в очаге разрушения, естественны!.! образом связывающая нестационарную пуассоновскую статистику, кинетическое уравнение прочности С.Н.Журкова, условие необратимости накопления повреждаемости Бей ли и концентрационный критерий разруиэ-ния;
- предложена и обоснована модель электромагнитных предвестников разрушения, позволяющая связать кинетические параметры очага разрушения, энергию сейсмического события, зарядовое состояние рождающихся микротрещин, размеры и глубину очага с аномалиями электрического поля;
- разработаны теоретические основы термодинамики очага как неравновесной системы, включающие связь подводимой к очагу механической энергии с кинетикой накопления трездн и вторичными компонентами энергии: акустической, электродинамической, тепловыми потерями и поверхностной энергией разрушения;
- разработаны принципы и алгоритмы автоматизированного прогноза времени до разрушения участков массива горных пород на основе непрерывной регистрации импульсного электромагнитного излучения при рождении трещин.'
ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА состоит в разработке совокупности теоретических наложений, которые можно кпалифилировать ка.т крупное научное достижение в разработке теории и принципов прогноза разрушения горных пород на основе олектромагнитных предвестников разру-
яешя,- В рамках отдельных розпилов личин? вкхач лнторя пзкл^чаот-сл ■ :';ор!4улирог.'кс- и о^сснононжг ссиов»«»* - механизмов. элеатртп'лк
, .....; ¿jopo?: ri'r.; !::прч;;!гл?й(м;( ij'i'Tra р^:-.; в -f^jгмчгч'о ч
o'JoítttoH'íC-ftíH (голого у^верпялького механизш ai гит»" кызя
.;('.■ Г С УЛГ1ГТр(Ч!;СЙОГО ПОЛЛ Ь Г'..-" ' [ЮрОЛйХ, лг'угл^^чанип-
"С r-r.rvvpnneoTniteM точечьь'-я дефектов еч ру ччу; ч ч. i= п.: .i'- по-■:••■• ,'•'•:■■:••.чч; чгчч чччу,-ч:;ч':чр : ¡- рг>.р-д?-,7л:: Tr^pí'H япряпового состояния órioi'^x очдчччг:';:,;'- чч^-ч-х чччч'-ч ¡ч
яашдоа - пьезоэффекта, аигеаки, формировании а::г-ч<1\".и-í.í.u.,;;,;:;"^ " »«тине vpss::" "И'^уяии точечных дефектов структур« вблизи фронта деичу ч«Лл ; » "пек-тральнЫ* теории импулбеиогр электромагнитного излучения тршин из просоUCTrtrc f.'fcciiDn горних пороя; в ргзоработке основ терчоишами-ки очага разрушения как неравновесно" снстсмм с учетом кинетики накопления'трещин п вторичных прслессов, солропом;ш;с«;1х реллкга-ш® поавопиной извне механической энергии; обобщении к обосновании дзу^стяпнйной кинстико-статистпческой мопели третинообраэояа-• ,;»?. i -.r.":tm-;í •;:;«. гч.'кпг.тосЯ я с-бя H»?c,i,a;r.ic!íap>?y!n пуассоновску»
г;- v ■■-"'ч.-; >' ;'!-•<■!,:k':';',;í¡..у. ; ;ч чч-учч
. :'•'.■. i V''-'í к:::: dtíí *-п:\;;ч'|г;':ч r'v т.: .ч"-;,
г--!'.".!!•;■;'! с. с;-0:чч;л, -э; ■ 5- чоч ;чип/'¡чдч" ¡ччч,
;чч.\';-рч гчуб1;чу о'ччч г; ч ?оо:-у'¡чп<;;ч;iií чч,.ч;г1:;,'>-:ч:огч чо.чя п г:чч';пгг; мччечк; ¡'-¡чч с порч;; Í( у 1оЧ'Ч'ЧЧ'/ m IÍ:>IПЧ.-W И ;Г:Г'ЧЧ!Т~ ' ков прогноза времени но рзаруисуь«'тка гоянкх ñopo;;.
РНгданИЕ РАБОТЫ состоит 0 разработке способов ччч-ч;;'. ч;ь,:чч- ' ч 4v;;;.¡ ч 'i'.r.'iV-i:,'•'О1..у ччг< ;'у "ч>ч'п, ОЧ^ТА-
• ябния- степени уяпрооиасшл.»» ¡.^исуу» mvv.;3.s. ?üíív> ,
на основе которых разработаны "Временные указания по безопасному пяпению горигл: работ на Коиотшггинопстом месторожиенин, уррожае-■ , ч ч- y -, v " "V ч—- г>йг,л«яииепкого нропюзд уадро-
- _ -ч ЧЧЧ .ЧЧЧчЧ-. :. . ■■ ч ...;,'■ . ' .-,.■■
/ чч ч .....—.( пйогргшм ti,,v. ::¿ ■■ чч ч -ч.
" 'Ч' ч ^чЧЧ. ' : ' Ч i V -: <<' ' ■ ' Г'''Ч( *' ' '-■ 'ч . "' 4V4**~ —
ЗЯТЬ «варЙЙИОСТЬ ртбот ña ¿..»¿¿uis- v, ;•
ршизддая виводоз Я-ШОЩЩМШ РАБОТЫ.
■ . Уетойичзскиз указан!!л ркапрйн« на Константшгопсксм .мпсто-
■ роггисш»«.; ").чзктронетрн«сс!И'" способ прогноза учароппасностк, ос-twtíaKHUíl tía лэко^зккях .потенциала кпазистаииояориого
ского' поля в^тоадн а «ормаmt,m¡a покучоюы ШШ и
используется на шахтах Кузбасса и СНГ; способ контроля еффектив-иости увлажнения угольных пластов (а.с.1054443), основанный на измерениях потенциала квазистационарного поля, шшран на шахте "to-терская" и используется аля контроля эффективности противоударных мероприятий ; алгортш и программ прогноза сеРсшчесш« явлогшй используются на сеРсмостаниаи "Таытагол". Результаты исследований включены в рабочие программы учебных курсов для спештяьшети T.QS ¡'кузбасского государственного технического университета "Управяодаэ состоянием массива горных пород" и "Процессы пойземшзс горных ра-' бет".
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Работа » отдельные es части цоклапывэжзшь и получили одобрение на: научном сешшара академика РАН Е.Й.Щеия- . кипа (1989 г), научном семинара ШФЗ им.О.В.Шмицта (1909 г), Все~ ■ совчной конферептш по "'¿»шике горних пород й процессов" (Москва, . 1977,1901,1904,1537,1391 гг.), Всесоюзном семинаре по ^Йзхашке: ' горных пород" (йруное, 1979} Йосква, .1981;' Шшкек, 1991), Всесоюзном семинара no Topttott изофнсикз" (Суяу»: ,1383; Бор*ош,1987; То-лави,1989), Всесоюзной кокфе^ешии'по "s&awne диэаей^ков" (Москва, 1983), Всесоюзном cewauapa по 'ТЬгаетниеекой нефердаики ыйтерга-лов в условиях - висшшх энергетическая. оозадРсткФ* {Коиакуэнешг,: i 1991), У11 Всесоюзной сжояе-секикаре "Дефор^ровакуе :н paapyiamaïe материалов с йефекташ и цинаиачагкар явгешш в гор«ык пароцезс к . выработках" (Симферополь,1990), йезцународиоа Ноотрзсса. по "Йарк-" шаферскому, пелу" (Данмнграц,1983), .ежзгоднш: научнух tíOi^spsíiiia-r я>: и координационных Со соха;: Тв^гагЬяьского. руяоупрзБЛздая (Tas- . тагол, I985-I99I гг.), езепишх изучат. тфЬреищях %збасс.вого политехнического института {Кеаэрэсв, .1974-1993 гг.).'- -'
ПУБЛИКАЦИИ. Основное "содер^ше здссерташш опубликовано в 2 монографиях, • 28 идушйве статьях а 12 апторстасс. садаэтбзасюэах на изобретения.
СТРУКТУРА. Н ОНЬШ РЛБОТИ. Диссертация состоэд/паееэяшш, 8 рал дело в я закязчёняя, иоякешшш 260 страницах казсшописногр текста, содержит 43 рисунка , '25'табгзщ -, список литературы-из- • йбО наименований Ъ П{ило^гай. ' - ■'•'' . ..
0СН0Ш0Е СОДЕШМЙЕ ЩОШ' : ' ■'
Современное conminas прочему''плойтрсьгатиитиг«
nyetineCTISínon. роруЕ5?Я?Я rop:tôc иорац и' прогноза.
' ■ - разрушения ' - - „
Аступлькоеть продлены прогноза, горшк удароа иа wíoáís
- . 1иДОирь'«Д0ШЯ>: Pocei:^ И С':!' ; •■ r'.ü .-I!.-, •. пич'1--
у ■■",{.": ~'.T7 -т' •■/■-«■■^--.т, -- rirwtimnr.B ппОГНОза
L'v.'-.vi' ; ¡¡.г.;,¡-¡I:-. ,'.чу ■:'.!• ■■ '-:'.;•,'•:•.!•: •■'>.'; . ".Л.1!.1Я rui-v,;
nnrvin ппп воздействием Mbxa«i»№uw!uiz. ti.t:^-» • •••.•." ■ ■■■■ ».<••«*«'.'>•* ,. го г - v.....■, : "" " ~ ГЙ^!1-
; ! ;,!■ .I-.::1,;. ' ',.• " ... '.. : '"'•■f.. • ■'..'■.,
Пятотсов II./.!., Линьков A.M., Егоров A.B., Мурашов L4.li., ьсоиле» i'.А., ™хии«пнкс S.D., lr~—ST"" - w."., Ду™" п , Kvwce«-
к-о B.C., Петров Б.А.» j*«obcichv я.п., i........3."., '•» «.w«.,,,, .
Томашевский Э.Е., ГЬяионоп D.H., Вар81г5лэот Г,И., лп^сшйнорйч С.А., Екобори Т., Черепанов ГЛ., Рпботнов Ü.H., В:;рр/, Д.С.. Эрдоган 5-- > Григорян G.G., Ыансуров В. А., Леонтьев л. В., Каг.йхара К. , Б|«п» ß., Беньофф Н., Кнопов Л., другие отечественное и зарубежные исследователи.
Следует отметить, что общим недостатком исследований на ео~
■■¡г(::.' {.п асг- 0?"у"гг: rrr? н.«!"4*^«* к0ли*1сстрсн««пс п'ит«~
■■ г;, пл-: у.,-,, у. ■ ■•.• . • •, .•
:■■■■■-■■ i—..г:: ■'■Ч1Ч-' i ¡г.;..;..;. / чу • '' ■■<■■
Ii г;". .'.4i.iii-i" L' :.:,■!■ • -a: .v ' - !:■•.-.. ■ ■ .'.., :- :
r;:i<f''> ;-r J up .. " ■■■ :■"■' ;ч:у> '■<<■' >j
'.-,:<. ь пулу ■. .'j •i > i .i ,;h'.,y, :'"Г">! '■■■'' :■■
систем, олагоднрн <;.»<>«h-khi.. '.LA., ¿.уг^н* C.ii. Jty.
-Ч--Г- P.O., П°тпопя B.A., Ризкиченко Ю.В., Реге. ; В.Р., Неттегре-
!',-• .1,7. . ':'■:■<,■,<::>;>!.■ У у :■■!*■■■ s TU'., F.И., Иригочина fi., I. . '■ : т "г;п'< ; 1V Наиболее близко подоили к решению приолемы долгосрочного прогтмн иру.-енк ло полного разрушении массива ученые ФТИ им.А.Ф.Иоф^е «-.¡••".••.••'Г'угг'4 П.н.. Kvkcohko Ii.С., lU^pu« Б,Л., Том» .;:;>! jl.i'.. , ; ■>:■ Д.Ь, : '., . - ■;'■-)■■ • ■•". ■■■'■и ..•••. ........
увсдяется peiintauui^J UuC^C!..!.' . !!.*•»,(_« • ••..j t.....1- •
.■■•;.■-■,! Vi' л. ■;:'.:>,■■. .: > ' ■ . : ■ ■ : < " ------uii'ü.i
««¡(./(¡л.. ^ü".'), i '-"'¡г.-гг.■.:,:,'ii.-. .>■ ■■ \ ... i' .■•■'
г, т.п.). Трудность решения проблемы предсказания времени ци пилт. го разрушения в рамках кипе i ,<че;кай кимнвгицш согюмт н и.и, что кинегичйскио констант'! ¡.¡рньтс порой, onpenej)HfHi,,i » л»З^ратирнпх усл'П.ппх, не Movyv быеь нсполъзоьаны irenocpe/iOTiifviiio или ир^гнм-ч
разрушения горчи* пород в массиве вследствие различия масвтабсв разрушения (образен + массив) и неопределенности действующих механических напряжений на разных стациях процесса" формирования очага разрушения.
Наиболее перспективными методами контроля'состояния массивов и прогноза горжгх ударов являются геофизические методы, которые основаны на использовании тех или иньге предвестников разрушения -физических свойств массива, а точнее - аномалий или возмущений физических параметров горных пород, которые сопровождают процесс формирования очага разрушения (акустическая или электромагнитная эмиссия, изменение электрического сопротивления горных пород, изменение цтмосфорно-электрического поля над очагом разрушения, возмущения квазиотапионпрного электрического поля'в горных породах, изменение температур!.' очага и т.п.). Наибольший интерес представляют методы, основанные на регистрации акустической или электромагнитной эмиссии при быстром распространении трещин и аномалий квазистационарного электрического поля в горных породах и в атмосфере над очагом разрушения. В исследование механизмов электромагнитного излучения, электризации трешин и формирования кваэистационарного электрического поля при разрушении гортле пород и щелочно-галоидних кристаллов внесли существенны^ вклад Степанов A.B., Урусовекая A.A., Шпунт ЛД, Гегузин fl.Е., Корнфельд М.И., Ыолопкий М.И., Дерягин В.В., Кара-сев B.D., Смилга В.П., Гохберг М.Б., Соболев Г.А., Гуфольд И.Л., Геряензон II. И., Моргунов В. А., Похотелов O.A., Леркльман М.Е., Ха-тиашвилк Н.Г., Пархсменко Э.И., Воробьев A.A., Сальникев D.H., Головин Ю.И., Шибков A.A., Соболев Г.А., Килысеев Р,1Г., Мирошниченко М.И., Скитович В.П., Лазаревич Л.М., Егоров П.В., Топоров Ю.П., Клюев ß.A., Алексеев Д.В., Мещеряков В.В,, Ковалев Ü.B., Дирдии В.В, Тарасов В.Г., Ямщиков B.C., Ноьик Г.Я., Кусов Н.Ф., Опарин В.Н., Проскуряков З.М., Якошшкля Г.Е., Фищбах Д.В., Новик A.C., Каф-фин И.Е., Гудфеллоу Т.Д., Спроулл Р.Л. и другие отечественные, и 'зарубежные исследователи. Основным недостатком ра^от являемся отсутствие последовательного теоретического анализа основных механизмов электризации трещин в таких гетерогенных иолиминвральннх текстура» камыи ячлялтея горные породы. Отсутствует также последовательны" анализ электромагнитного излучения тродич 1-. «немал«'1 квали-o'uui.n-ü--ipH'jiM алпктрического поля, обусловленных кинетическим пропетом ч-(^«.инообрязОБамия в очаговоР области.
Гп&ыгою теоретических г укс-периуепталыт»« основ геофизических Mt.-J ни.»» м.чшмрчмга массива горных пород способствовали работы
Лг^;;; л лгглл , Нгяк'курятег.а В.М. , О-ирнова В. А., Олчглл?! j.H.,
•vau-: A.B., ibrxona И.. С., Ноло-.инп Ы.й., Буриг.а Ц.*,., ¡¡»ьи-_____
^ ^ил:улллл З.А. , гЛ'Лчлл;; А.;-., !л ■ ■Л.М .
i-лл;'-ллч.-'лл; О.;-'., Блллллнл Огней:;) 13.А. - лл'л^лл>л . .,
Сииева Ь.м. 4 шнокура Б.Ш.. Уг-йиочуо Б.М. , Зг.гйкя Д.!'.. П .(••,»<••. R.'I,
'" ■■. :■■.!■ 1 :ri,.y!4yv 0Т;'.;г"'ПТ!н;'гм;;х л Пат.у'йллл ч лл\т>::. лл; -Уч'л.
. ' . -ус: aiiji'ü'.«рсскад аипирач'урннх комплексов, птапнявн»-■ л ■' ■' '' Л1 л ; V;" *лч г.-ксг '■'■ лп г л " ' 1;; ' г 1! 4 ■ . - -
■ . ' .. ■ л г чллл;! rnirrn лллул-ллм ллрллх л.^сч, paoUiCk,
научно-исследовательскими и учебными институтами России. Сл«п\'ет
C.Mv.<;<au. 41U 11ПИ(И1ЛН.П1И0 ГТЛ.Т/Л..,.;; Ji, "urtudK vi, i и up-
v>-*~ «они ropiwra, которые позволяет определять коорчинатм
горних укаров с энергией от Ю° по 10® Дч в трепелах иахтнмк полеА разрабатываема месторождений полезных нскопапммх. Оснопними неио-статками таких систем япляются низкая точность определения коораи-нат источника сейсмоакустических колебаний вследствие рассеяния акустических роли на небольших неоинорояностях массива и нрзз'.яищон-ностй от териологических помех и шумов в пронесся во пани я гпр»кх "ГЛ'ЛТ- ;;аллг-я;глл п гллу Л^ль^ли -и.-. - •■ЛиЛЛ--
. Л-Л'ЛЛ'"Л[,'Л ЛЛЛЛ'.'г; ЛЛ Л Иг! Ь'Ж "Л" . UX ГЛЛЛО""- П.,, , ■. •" • ,-.'..
'■-Л'Ль ЛИН 0';;:,ТГ>"' 3-1 ГУ У Ч f-'i • Л'Л'ЛУЛЛЛ Г'ПГ ".I, >' ' '
"»'»■'лг-л: ллллпх лоГ!"Л. ;1;мулк:м'у лпе глл ллггл т - i; - . ■■„ •
• !>;■ П'лчл'тстг-уот rab~'f- хллл:;;л л'.'сс•■>■-■ -т.ч.:
:< !л.лл:;ллля г;рсгн"3'1 ! чзлупллл'л. iV-ъ it[;i:т ;:ял(л: в ллл-!-:! г'л-л'л.'и
на лллулм'л-пг'плхих пплхллих л '¡глг^лзу глолх улил.", л. „-„-им лл r.i'ii.TjMüort-, псечставллогля '-иуной ллу.'нлй npn^.vivit л.-. зпчш'.с osuoa фнаи^еской теории пяоктромагнитннх пропеосов при формировании очага ra.tnvmoHKR в мче^т? гоппт rro-yi >->:.(•"• ,!( _
л'-.х лллнлллГ'И ••1вт"";|'"лзнро1>ачч|;.гл лр;лллп^ ■ -; ■ ^•.■ г >;■ - ,,л:л гм ; !>■■
жиегачзсках представлений оо алектромапттн!^ прп?естникях разрушения горние пороп,
i >". •!■• r:;'!v :;»'л-й •••!■ .
Анализ PGCOPrtrn f-OHrprflfVf« -л-.-'.Л. " V. ■ -::>:ЛЛ-'■ , '"о г/1.* г: г г; пи,-и . :<:':;,.':■"{ 1 < '" ' :" .ч лл 'Л
CB.Ii'), ■■шж.м; (о'», кп-лтш^ (3,6£), нвтр-П , кп-
{?.£%) w иппкФ (2%), «остапляшио » v'iQ % ялпх ялпм-жтоя' кори, npocrsi'imnj потжпообрззушшм ^¡нералгм ¡маяе-т«; гпярч ( S; 0J, а слцянь'й ион iSi яв.тается оскрт;ой
структутчпй ячг/iiod многих
нералов. Наиболее распространенными микераязмн (около 60 % по весу) в изверженных и осадочных породах являются катриево-калышевые ( Ыа[\е$1ъ0& , Са 0& ) И калиевые •( КМ£1}01 ) поле-
вые шпаты или плагиоклазы. Присутствие металлических катионов /¡в*? К.*, Сан, способствует искажению кремвекислоропных упаковок и ослабляет ионно-ковалентную связь в тетраопрнческсй коораинаиии $10„• Ион алюминия может в таких упаковках заменять ион кремния, созаа-рая необходимость введений в решетку других металлических катионов для того, чтобы сна сохраняла электрическую нейтральность. Другая распространенная разновидность минералов относится к карбонатным соепиненяям, пршером которых является кальцит ( ). В этом
соединении кгзтион кальаия Са л нахопится в лонной связи со сложим.» анион ом С0} , расположенным ? том хе порядке, что. и в структуре Ма Се .
Таким образом, основные породообразующие минералы, слагаххдие горные породы, является ионными структурами, поотому закономерности электризации, присуияе щелочно-гплоицным соешшениям, имеют мае-то и в горных породах.
Вследствие присутстпия зерен кварпа многие горные породи, кпк полиминерзльныо текотурн, обладающие определенной кристаллографической симметрией, нотам проявлять пьезоэлектрические свой-стго, а ид-за упаковки {¡азличнмх минералов в структуре горных пород, им ползши быть присуш! те же свойства, что и у адгезионных . контактов. Простейшими нуль-мерннш заряженными дефектами структуры в горннх породах, как и в (двлочно-галоидньас кристаллах, являит-сп ме«узельныо ионы металлов и катконнне вакансии, которые образует пас« "катион ~ катионная вакансия'' вследствие вкбивания иона ке-тэлля из его узла в меяузелыгое пространство (чефектн по Френкелю), Линейными дефектами являются цислокаипи, препстазляздие собой обрив атомной плоскости и нарушение идеальной структуры реиетки, име-"пее, как прапило. п'-тл^побраэнуы форму. Вследствие разности энергий связи катион"; я 'Нг.-.'шов с дислокацией она оказывается »лект-рич"сг,1 заряженной. 3 ногюлвякиоч состоянии заряженную дислокаций окружает экранирущео ее заряд облако точечных дефектов структура (облако Дебзя~&жколя).
В предположении, то кристалл с Гц^^ктаии мо^шо рассматривать как тверцый раствор. г> ппряя.онные пефсктн представая*, >' собой кот {пстмржног-- ••.•"• нчхопятлеся в равнопеснсм г Г стоянии И 1ЮЛС усруП'Л' • ' цисяокшпш v. в бз элвхтричв-г.о.по, метопямкетагде • ■ ' ",;>*; нами получено шраченхг; яля
жЮТЙпого зяряпа я пнслокппии, которое з сду«ос бвспршюскогэ крйсталла имеет шд _________ __________________________я = ¿¿^^ .-----------------. ---------
г ¿'¿¿йгС&Ъ)
где диэлектрическая пронииаемость кристалла; Амс а - рдяное г:, оноргпП заясн каснопньзс и ак.'сткк яахянси.4 с ядром; 'С0 -р;--кер ядра дислокации (порядка злшш ььктера Бэргорса); Д. - расичои-ние от' ядра "о грыасл* г^рмп; гуг«: о г г. г.бптт (пэряг.чй ); 2Й - с«.'»-у;;п паклсса'К Ог.'йнк.ч ¡7. блия.ь'ое инг.тг^риь^н'! аяы/ину
результату значение - (0,3*0,5) Кл/м.
Попе:: ^¿¿¿««¿мь йсшироимии* к »««иств'«иочч п-
ноги электркчоок&го аоля в горных породах, иахоцязихея в нподнороц-ном механическом полк, на стадиях, предшествующих массовому образованию микротрещин, позволил пперше сформулировать идею о возникновении. диффузионного "стороннего" тока катионнмх вакансий, как наиболее распространенного механизма ыеханоэлектрических преобразований энергии в полиминеральных структурах, каковыми являются горные породы. Основная идея состоит в том, что вследствие аилатацконнпго нааимодейстрия ввианеи? и межузеяьнш: коноп с шитероппр" ме:~:пил-четким поле;.?» кокузельиш поны "рнпаьли&аюгея" из области максимального сжатия, а иакпнеии наибясот аиффункируют в эту область, я результате возникает "суопонний" олектиический гок с плотчоет!.»
X«/= - . <2>
где .(I - дилатапия (мскачьмие) решетки прг, внесении и нее катион ной вакансии, м3, - объемная пло-тпеть катионних накинет"! (вакансий ионов положительного знака) и коэ^ипиент их самодиффузии соответственно; 2е ~ эврян пакансий ( 2 - валентность, € - заряд эликтроин); к - постоянна!! Водьпмана; Т ~ пбеил^'-нтн температура; <У(, 4 0гЛ • Сп - пороьЛ инвариант тензора ме-
ханических напряжений; 7 = С]тск1 - гамильтониан. Учитывая, что в равновесном состоянии ток проводимости и "сторонний" ток равны с. обратным знаком и используя соотношение ПАнштейна = } где А - удельная электрическая проводимость минерплов.члл нан; я^ен ности возникающего пиля * его потенциала ^ можно получить:
Е " ТГ17Г '
</? - , М)
■Цге1
где О'кь/ъ - среднее локальное давление; ,(Ле- - для вакансий).
Таким образом, возникающее поле имеет универсальный характер, т;к. зависит лишь от локального давления, дилатапии решетки и заряда катионных вакансий. Коэффициент преобразований|Л/гс-1 примерно равен ОД мВ/Ша.
.Более строгое рассмотрений с учетом наличия дефектов структуры двух знаков в наиболее общей постановке Нестационарной зада-' чи теории диффузии показывает, что в силу гармоничности функции
х , 2 ) поле может существовать лишь в нестационарном случае СГ^ - £ ( X , у , 2 ,1 ).
В данной постановке решение задачи для дефектов по Френкелю имеет вид:
где ^ = - коэффициенты самодиффузии дефектов полоян-
) тельного и отрицательного знаков соответ-
ственно.
В случае дефектов по Шоттки квазистационарное поле, обусловь ленное рассматриваемым механизмом, не. возникает.
Изучение связи потенциала квазиотационарного электрического поля с первым инвариантом тензора напряжений на угольны* и рудных месторождениях позволило подтвердить линейность связи ) и
порядковую сценку коэффициента механоэлвктрического преобразования^ дйваемую формулами (4), (5),
Детальный анализ известных механизмов электризации горных пород при воздействии механического поля напряжений показывает, что при множественном накоплении трещин в очаговой области разрушения наибольшее значение имеют адгезия, пьезооффект, диффузия оаряяенних точечных дефектов структуры и формирование дислокационных линий сколыцения.
Эти механизмы вносят наибольший вклад в зарядовое состояние быстрых трещин.
Образование двойного электрического слоя на поверхности соприкосновения двух различных минералов (адгезия) ибу< леплено тем, что разные минералы имеют различную концентрацию катионов металлов по разные стороны границы контакта. Если минералы имеют одну и ту же температуру по обе стороны поверхности контакта, то согласно за кону чействуодих масс ббльшее число однотипна* кя'ыонкь пут«}.--
г;
^укпиравать'туда, где их концентрация г,<енысе. Этот процесс будет п¿оползаться по тех пор, пока образушееся олектрическос поле не <,эзнаст энергетический барьер дяядмффунпмруотих отдав: к urn; опбргия, необходимая для р«зрмж межатомных связей, минимальна
лигр.гиой'*и ко;;iактов минералов, • трещины чаще всего образуются на гркчгк» sepfti?. Расхождение их берегов приводит к образовании по-!;8рХШ>ПТг?СЙ ПЛОТНОСТИ заряда И 50£)НПКНС)В0Н!Гй ДИПОЛЬНОГО момента
КОЛИЧеСТ\?ОНН!.:Й ?Гг18ЛКЗ ПОВТ-ОДГа'-Т 1ЮЛ;/-:а7Ь или V pri!;ll .JK отрнпя
в плоской постановке задачи поверхностную плотность заряда в еле-
где £Sa- абсолютная диэлектрическая проницаемость содержимого трещины ; Kia - критический кос#штент интенсивности напряжений (вязкость' разрушения); ze - валентность катионов; £ - модуль Юнга; Сшшентраши катионов металла; £ - постоянная Больимана; Т « ябапюатта 'JrftMrmiwwupa; ZQ„~ СТарТСЯ*? "ГП~Тrr.Tr.it
■ •!"'•:; - !'Э:'М'?Г; '.Г'.' Г) рО! се ■••• [. ■'1 ' Г1, *'
i 'р.-.ч ■■. i- '''1 pvHi-',- v.-A',. r Ai Ч'Л;..: y>:;Ai Dtt-
;"!■■... '¡'_. •■ . ■.. . . ч , - |>¡-;»:r,!к:': r-\J • p'io!!:'.CTb
'■vo . i'h'-"ri.:: r ^ i;;-: v.aPa.aaiC п..|.ч-p«'и-а .•':..¡так : л ;
... • ."." '• ГА j ■ , ; „ ■ r i: : ¡1.
'■■■•;'< ■(''■' !• ■ , •! • • > i'u'O i :.OC i .., 3,1 Г;:'!. i ,. ,'}■.-.*-. '' i'l! i УЛ Л p"
..'A
• : 1 ■ - : * , a irjv-:« ¡' £ f! i;! :!'■> ff-'A' ; .'a a:" г> ЛЛрЯ;!!-Н
>;>г.ч> 0 i-i . ...„„;,;-----
panayca кряк1зя;М трещины в es веромн*« Для типичнш; значений, пара-
рйсомот'рзшю • пьозоалектрячесГяого заряда и щтольнсго момента пзкчумПвя тргиикн wsm 11ропоп.?,т;оо^ ¡п осно!1^- эяко'п оохрям'ягяя зе-г,пт (а п.чппчпЯ tmrraunm«»}•
' ..V V ■>- ( ) Г?)
><'% . s <:„-■• . \'&t п
\ ■ П" : . ; ...а , ■■■ ; i
й;«.и«и>;» , fcmcHsn этого у|у\п«е»»я в
систймо кооряииат• Л ~ ; f' > иачзаок,
1101:л«Ьн1ВД'1МС*Я; №&0Т8 0 B3p"i'UiQii ТрйКИЦМ, -где гГ ^ const - скорость pocrpoo'ifiiih.rnm« тршииы; Ср - скорость арадодыш упругих волн р'-rojihoil Titponej ««get гид!; ' . *
у IB
w>-Ш ^ Щр? ■
(8)
Модуль вектора шшольного момента р уакоимале-и вбавзя вершины трещины и в движущейся системе координат явно не зависит ат
прсмесм: ,, г
' Ktтг Яг
! Г i .YlW ^ ' Í9)
rae
d% — среднее значение пьеао,модуля; *£. = Уx^-hy* ; в Cp ($ ) я COS § - «ля трещины отрыва, сЬ (<? ) = - ¿■¿и. £ - для тре-пннгы сдвига.
Интегрирование объемной плотности заряда у и яипольиого момента "р в йоллрнмс координатах Т , Q по площади круга радиуса rU , ограниченного размерами зоны, за пределами которой заряд успевает релаксиропать вследствие проводимости горных пород С tc- , где
- время релаксации заряда на берегах т разишь!), позволяет найти заряд и дипольный момент трещины сдвига и отрыва (на единицу длины ее фронта):
(10) (II)
■ ' (12)
ft > . р.* ~ ,
Pyir^g fe 4 ,
(13)
где Кг,Не - критические коэффициенты интенсивности иапрякеьий (вязкость разрушения).
Для трсцины отрыва и силу симметрии упругого поля Рхт'-Р^'- 0.
Поверхностная плотность заряда вблизи перечни трещины появляется за счет- наличия компонент» Р^, шшольного меме-кга при аелении ллрядов поиеркно-'тью разрыва и >ov«:v быть ппенена по фор- j? ~ JjííL,
(14)
В - раскрыта тртенин пблкзи ос рер:кни; taре-
ЗПРЯПОЛ. . ,
"'.•'•'■'' 19
Оценка линейной плотности зарядов, ципольного момента и поверхностной плотности зарядов в вертше трещин для порой типа гранита и сильногокварца дает
^д-КГ^+Ю"12 Кл/м; Р-10~Г5410-Г6 Кл-м/м; <?„'■■ Ш^ГО-5 Кл/м2.
•Многие горные породы'не являются пьезоэлектр«гами, однако имея ионанй тип срази они-обнаруживают при разрушении заметный дупольный.момент, образующийся в процессе распространения трещин. Механизм симметричного заряжения берегов трещины за счет поперечного скольжения дислокаций ппереци перемещающегося фронта трещины применительно к щедочно-галоидним кристаллам описан п работах М.Й.Молонкого. Няш задача разделения зарядов впереди иерлинм п пишущейся трещины сдвига рассмотрена в.более строгой постановке,аналогичной расчету пьеэополяризайми (формулы (8), (9)). Поверхностная плотность зарядов,- обусловленная поперечным скольжением дислокаций впереди фронта трещин,может быть оценена по формуле:
■....."Л* (15)
где 7в « от^г-— радиус области ппереди першины трещины, п кото' с рой касательные напряжения превышают критическое .напряжение сдвига <УС ; Л0 - поверхностная плотность дислокаций; ^ - заряд дислокяпий; 4 - модуль вектора Ьоргерса; О" - скорость трещины; коэффициент 'динамической рязкости вделокапий. Опенка для горных пород позволяет получить 80 ~ 10""^ + Ю"^ Кл/м2.
Строгое рассмотрение задачи о диффузии заряженных точечных, дефоктов одного типа в упругом поле дпижущейся трещины отрыва и
сдвига дает для линейного заряда и диполыюго момента трещин: Уг _ , аб)
(¿Я э О , (17)
р - ПП)
где • К'Т/2 ЙЯ - радиус окранирогтния Дебая; н - кон-
центрация пефсктон; - коэффициент самодиффузии дефектов; 2, - раскрытие трицины-,
Количественные оценки 0~12+10~1;3 Кл/м, Р - 10~ГбЛ0~17Кл-мЛ>,
оиапмпатсн па опин-дла порядка меньше, ч*м при ньеяозфЛ>ек!'е.
Таким образом, ооиогиши сдш'ризшш rçpïjux по"
рои при Формировании очага разрушения яадатоя .пьейое^фзйт, акг'н-аия, поперечное скольжение аарякепних ЯнбяОМШЙ В упругой ПОЯ® ,
трещин и диффузия заркленных точечиих дефектов «тсруетда шнзра»
'лов а механическом поле напряжений.
Кинетико-статнстическая модель наяопяшя треаин при формировании очага разрушения -
В осмолу количественной двухстацийно? кшштако-отатас'щчо--ской модели т рели н о а бра з о с a ни я s очаговой обдастя раорувйЮТ положены следующие основные уравнения, обсеченные нами »а случай ирые* ияацихся во времени напряжений.
Нестационарная пуассонопсадя статистика:
гае '/(у = "¡^¡-^вероятность рождения Ш, трегда а интервале времени Ai ; d - 5 àY(i) di ; скорость треаишюбравоваиия внутри очага разрушения;
. Уравнение С.НДУркоез тц скорости троаииэобразопйния;
где С* - критическая концентрация трещин непоорецотсяинр ПРряЦ катастрофически« разрушением; Те - период ?#ПйбЕЩ ЯТбМНШ бани»; XT^jr - кинетические константа она га рзбрущтт j V » Обьем очага разрушения; <?({) - интенсивность ^рйятруЩИХ иапрйШЩЙ. Концентрационный критерий разрушения:
ù*-*iyi«K,' Ш)
гае L - средний линейный рэрмер трещи»; /f - О'йЯраам^рКЭЯ ПООТО= кнная, меняющаяся для трещин разных мавШТабйР разрушений В Преде* я&х от 3 ло 8.
_ Условие необратимости накопления гтрр§гшаемое?еЙ Вейди;
3 &vi-t)<it - j cSvzr-icxp
у« -та)
■Lr
ceV
(£2)
с о
гее С - ресурс долговечности или время до катастрофического раз* -рушения массива.
Игслетювянияии 5ТИ tus А.Ф.Иоффе л. мнс1и->-утв Физики. Земли
St
устаНо рлвт нечувствительность кониснтрашонного Критерия t%l) к 1«асст8бному Уровню разрушения. Он поозерялся как . ии ойрдздах рпйжшмда »«т^йя.^я , так-я aim бблее' крутйлу~раз^ы-""" "ñó)it Ш> Каталогам горнкх ударов я землетрясений. Диалогичной но Цра$ШТййЬ»ОСГЫО на I отайии пронесся разрушения (рассеянное на-Safljmt?«» треяйН) обяацант tiyaecoi,опекая статистка (Гадский Б.Н.). íííímh прол&ряяся г»пкон рззйр^цалення числа гортх .ударов 5 экерге-
кяяссз На ТлйТйге.чьском «шлезорудчом месторождении. 3 ¡точность» 0,98 устаниялг'яо, что распределение числе, горних, ynspos ímai к пуаееоййзек&му. Результаты проверки данного зако-
р^ярвкякш На Овр&ашя «цЗ&гс. пора» по ' критерию Пирсон« Ч9Г-Зв' Р85?88Р&Ш! ЩЗШ1Д&»ай*ь випдлнного за.тона.
Пооког.ьку в ураВИШШХ (НО) и (22) алл скорости трещинообра-и цоягоэочности при заданном рьчиме изменения ин-
■ ???:??йГ1НрСТИ ютркчаний <Г(+} фйГург.руе'1 Концентрация трещин (p.ns-рывор) .авшшных размеров L »атиурпеиеиия прамевимы длл любого далйуищ заданного opomiero• размера L треяин, В случае о' = ci>*s ¿
■ ypawjewo (19) пруобрп^уйтоя о отаиио парное пуассонопское распрзде-леш?о. а уравнение
{¡й* flí^fijr.v.^^'S'cn п íaí4o-TiívíiíOU^í> iíuiv^outh С.;-,-луг
• '.ЛП ct;.y'-.'í;íj ir.il ¡'ОГ!П.;\ i'О »/,<; )i l r i -о t ■ rs t •' í ^; ií
■ ¡"7f , ;; ;ír>!'- x i - n;<.,¡-10"' , из '/.О уоч;:;- 'к'лу
.члг, crop"";';' H'U'p;yv.e'.v,;!.:
П9ЭЁ9ЛИЙЙ' устаиотш« ,• ;4TQ Данная, модель удовлетворительно «б-ьдсня-Г;Т оаш.'о СЗщпо• килеwecinw дакономеркостя $opí.r,»pc рання счагл p¿a-OVBKHUMW- «arixrtrtamiurt • ft«» .^«.»».»»««»(ГГЗ-r,-j.-¡» ¡¡ни p.v~
.í-.ski ,
МОГ'О ¡n:i; ;о[::ш иарид
■ •' " приема рмп,у,п.ьёпп ождарэмагиитиог» ч&лучмпи*
, др.-яотс} ГО оТfIííf.откочто из-за сильного ззтумтт ¡«ли а . . пророштйкх.го^мх. породах и ,$г<.^олыиой длины (дота ira ппечт.то '
I МГц длина волны составляет почти 300 метров), прием.сигналов осуществляется в ближней зоне излучения при наполнении условия к&аэи-стационарности поля Я^Д , где Я - расстояние от источника сигнала; Л - алии« волн,.
Поскольку в ближней зоне излучения трещин импульсы обусловлены главным образом иемвнонием их диполыюго момента (аля поаав- , лякмего большинства горных. пород импульс излучения, обусловленной! , бегущим зарядом , По амплитуде на оцин-три порядка меньше), ком». пононты напряженности поля электромагнитной волны могут быть опре-долоны по формулам;
, г г-» ■ •
Яге'г3 ' ^26)
Не = Ш . ?*«<»). ■ (27)
/Ь1 1/ГТ* ' .
где Ь' ~ + ¿А/а"» - комплексная диэлектрическая постоянная порой (0 .- угол,- который обрадован направлзнйомеоктора йи-полъного момента трещины и направлением на' точку приема; ... Ч - расстояние от трещины (диполя) до точки приема; % , ф , .сферические координата; Ех,е - компоненты няпрягрнноум олоктрйЧеско-го поля по осям сферической системы координат; ~ кбмпононть магнитного поля; (О - частота излучения.
Изучение формы импульса и ватппшы дпгшьного момента распространяющихся трещин показало, что омрйитугт импульса о ближней зоне получения определяется величиной шдео'льного мононгп в проиессо, движения третин и релаксаций зарядов поели их оотоиопкй. С.учетом релаксации зарядов в пронг.сс.ч; ТрОЩИН, «ля их гш-
польного момента моглю -получить (
&
¡Р^
■чао)
Дчя (\»Щ1
гае Л - радиус дискообразной трещины а момент времени I ; О"-— критическое напряжение, при котором она начинает распространяться; б- - медуль с пот га; ? - коэффициент Пуассона; Т - время ролаасаиии .заряда на берегах трещин (оказывается заметим от их стартового размера
. гае - пх&хвктрическая проницаемость содержимого трещины;
' Л удэлыгая электрическая проводимость породы; й„ - постоянная кристаллической рзшетки породы (минерала). Идея вычислений салощ-нйх спектров излучения трещин состоит в разложении функпиР Р((>и) я интеграл Фурье и в тюпетанорке данных разложений в форму™ (2&М27).
Для комплексных значений спектральной плотности электрической компоненты электромагнитного излучения в случав малых (¿1& С2'г) ' « больших { О трещин можно получить соответственно:
1 / ецгучIи)г(иаиэ 4-1 А) <•'>*>
Для комплокпжлс значений спектральной плотности магнитной ксвпп!г8нты мзлуччййя ял я мпльгх и бояьйшс ТрГ-ЛП<н получен
Г/4+ . .. (33>
.г : |рМДО 5?К'Н«.!)блЛ".ЦН!5 ТрСЯИНИ .'
Анализ спектров излучения показывает, что при МЙЛЬК pááMé« рах тре:цин протяженность спектра замсит лиаъ от частота , определяемой ьраменйА» рзпаксЫш заряда и не отпоит м> рЗШрй (i. » При больших размерах трещин спектральная кривая аи&щиша в о^аййчъ низких частот (яййо!Ше,*ухоаа"частоты нс-порредс^всн^Э ftfcpgíi уасрн)» а ее условный перИОН ¡зависит от размера «рсаины.
Огибающая ЯййеЙиатых спектров излучения, урскШ! (Швыряй'? кривые сплошных спектров, причем со спадение ивтсиаиШ1йв?и йзлуиаиий приискапит на челтотах, кратиих осноивой частоте оп-
ределяемой скоростью 'грегюнообразованйк и зоне датчика приема излучений:
. • ■ W(= f V \ (зщ
где V - объем зоны чуестпительнссти датчикам ое'МШШЗ ua$as¡o?p¡t идентичны тому, что содержится и вираедшш (ЙС).
Термодинамика очага разр^-ш^Вй« рбршж Hopas,
Закон сохранения энергии e ritoüc*б«зе }щ;опм№л мнкрмрйШ* в обьене V оча^а рауруйения saíiHCWjvaéi'íM ОШутт в&рЖбМ!
5 ¿ÍÍWÍZ-Xt-TtunL+.Uií + iLY, vm
где v¡j. - .чоздздои'П» тензора н&рршнядай- на ' гряшню % 045«.
га, включая' поьврсиос'/ь • % оОрзцшфЖЩ грЩМ Г/о&ТОрЩИЯ-сп индексам ведется сунтрдэчед») { Ц< w pnvnOHWJ&t ОЙОРОСТЯ- ГрШ»» í¡m оч?гя; n¿ - компоненты wmmh йРрмай» К"поро^ииоти % t ¡ <*/, р скорости мдыеиепчя шфгрзшмК оперши редгл и «го рнтролий пилсогстввине? ¿ fic «• ОКР^ЙСШ-. tmfinsim монгршокоЯ и «иши-чесуоя крмпонэнт. чнергки, д($усде,1шг!»ые рвдеревнигм rpmmi n hnnH'?-ниси нао?ни очага « происвоо 'о^здодюя'троздип Гв-- повйрхнов'?-•НОЛ энергия paapyrüRHíM ГОржк пород;' ^.»досиомпрнаировпншгс.РЭ-у/. тепла п единице объема (iwtñ.
Скорость pwpymm omm^pmi 'w éowyno:' • - ,
Кинетическая компонента pifopwi о>гагр для Mtímbtí$№№ ípo«:', •пи» W^HY рчшоров (¿®Í«^MOW;Í>«TI> оно поил » р •
Я5
..гае-Й- •» оедрбе'?»• «.-пти«? !'б'ьома очаг»;
!/' -- скорость ра{НфЬ0'грне:;;1л троими'; г').- - : ь прпм.олынк
упф'ейл вбяЬ ь Р0&ШХ пороиа»! г? - Рягя; (Г - кри-гиче-
(5 кос* иаирл^мше нгдВДЛа ноустойнгшЯ'о г/п-П'О у-л -
иизрлГ'Мергая »«моинеота энергии1 мпл»**
Ч «»«ьздаг ТШЙИ С'ООВДЙЯугсЛ Й» :
(39)
^ ( й , (40)
а %
где - йоворжсетизя плотность зарядор о верки не г ретин; у - ко-
оффжшент Пуассона{? - модуль сдвига-
йпчоррл^уп УРШ!ЖШ' (35) по времени, применяя теорему Гулье-
$9 И Я5Ш5МШ 80ШШ>И9И »й»рП«? Г'оит;нш,:е вновь пбрквовшгнсй попе»«-Я90ТЙ раэрушшм, Ш!!9 вдеяать дол» различна компонент энергии:
Ггггр^з « Г« + Гуер-Ь ГМ!1| ^ Ш)
Г^у» йффб'^ншМЯ !К>ияр;г!НМ'?<!ПЯ энергия разбиения; } - ве~ Ф»¡((¡нпштигп, пияъщт*« потерн тепла и приранение янут-рО.ОДай ЙИОРГЙИ 0ЧДГЙ,
"
(д ^ п>).,
(42)
I 44 1
Теоретическая ьшшкп доли различнее компонент энергии п очл-ге ряз предал цокаоиьает, что наибольшую часть составляют потери гепла (10!"Ч10^, Дж/м*") и кинетическая компонента энергии (знергия сейсмоакустических колебаний, 10^+10^, Дж/м^), доля энергии возни-
каэдего электрического поля колеблется от 0,001 до 10+50 % от величины эффективной поверхностной энергии разрушения. Эффективная . поверхность разрушения составляет IOtIO^ mVm^ на стации. Heno- . срепственно предшествующей крупномасштабному разрушению.
Электромагнитные'предвестники разрушения горных пород '
Оценка влияния заряда треиин', рождающихся в очаговой области, на возмущение электрического поля в атмосфере и горны* породах при-вопит к необходимости рассмотрения краевой, эадачи а многослойной < среде с .плоскими границами раздела. Для случая равномерно заряженного очага эллипсоидальной формы опенка потенциала ноля 8 атмосфере имеет виц:.
^ Ш&Г. (45) .
где M»ee,fi(0i и т.д. - зллиртические интегралы; 2 - коор-
динаты точки в атмосфере; начало координат расположено в геометрическом центре эллипсоида с полуосями А , $ , С i fe »- объемная плотность зарядов я очаге; -абсолютнаодиэлектричеокаяпрони-
иаемость горных пород и атмосферного воздуха соотьетствонно; ось декартовой системы координат перпендикулярна поверхности земли;
коэффициент ослабления поля высокопроводящим слоем, осадочных пород; Кос« ~ коэффициент компенсации зарядов в очаговой области эа счет влияния гааги в порах породы. , .
: Когзффигиент ослабления поля точечного источника слоем осапоч» них пороп оценивается выра*е«ием;
Кои = iiO-K^j , (46)
rao }С, - А, х ~ удельная электрическая проводимость
' i t J г) горных пород в очаге и слоя осадочных
пород мощностью А согтвстственно; 5Г = 2/ » при Д.— 0.
В случае линзовидного расположения электролита внутри породы:
К0СА}~ i +2fl, (47)
гц« Л - пористость породы и долях единиин,
В случае {¡плотных го ко про водящих кпналип плот рояич'н:
К <х,,1 = i + Ve г + Wc" Хе г1/^ (
ntr« Щ. - одачиоать пороки р долях еаичтж; Г - отношение удельного неса ккперлльного охелстп к удельному весу электролита;_______
.А*,- удельная ояектричте>«»я-пгоэг.одшогть шквральногс "" "ых". Af- у;!.ель-i^î* а;ви¥$:««ская г.рорсчдмость электролита.
Зс y«çri;s с^Ч'Лих кздффмпкеот компечсяпяя зярязсп ко прев;!-т ичиого-нчуч гчп.яяиоо.
Ou-шкл ял.-, /игокодгё «'ntç^iittiatïa «гыоефврко-элентпидаокгт'е поля troit mtswt с ««по ïvvHywre в ;ч;рипон"ч;.'|,м(г.<',' ш>
¡гр^л^нни оллиетопдл (/\^7и) нче-т»
Т» Ев$«Ц
где H - глубина центра очага разруязния от поверхности Земли; Тр - время »сизни (релаксации) зарядов на берегах микротр<?т,ин длины L.-, Б - вертикальная полуось эллипсоида; § - заряд треаин. Остальное обозначения совпадаот с ранее йведеннкми величинами.
, Использование известных эмпирических законов- повторяемости событий с заданной энергией и связи энергии с размером очаге разрушения (М.А.Сааовсяий, К.Дубе:;, K.KscaxnnO когя'оллрт С- 'р.(50> I стили;: рп;зр,у1>;е>');я npooCrîsou'jr;:. ¡: уп'/б'ч.чу Ччч р.-.-': ч', о.> -»илу:
iMo-'K.mK^Ji^; w^iajifiV] :5J;
t'ïlîr w - »кергия ГОТСЬЯЖЧГ^ ;•» çorfWTÎ'*.
p.-3'j-ii.'!' аномали-i над ччгцча, "ерчщч уягра с знйрчче"
10"' Д*: с центром ¡-¡а глубин?: '">00 <.' при /. » ::/;л перпо^ 1 а-:-
''.г:гх-.с. д.татй,1г.ко;': сточи;:'
.••гт-.чпс;') Ы-х ;H 10*к аагтЯляпереоВ стадии процес-
са подготовки — I0 -rIG'~ Б/м, для второк эаг.срЕаотой сто те« (ускоранноо ТрОТШКООбраЗОВПИИ»») ' - Ё^
- IC'^IÙ5 B/w.
Ппгто, .г-чг^ч-ч-' м-,ч1- „ г,';.«
. H- ';"."" ч ■ ч."ч;чч'. " Чч чч.ч. ; и.^нп« ччкяг'"-
i^.cr, -il О ЬОММ.уРНЭНИП <Т!М"Г«'?''1Р"С .•
.....'ч'!уччч :ki ¡-у;,-:. ■:■ ч/ичич*;-
-!"Л). HK;iy;itc4opo злептромагншнг'Го «г.лученш:
третий, при регпетршг/и вблизи очага ря'арушгл.пя, н« оеигпе ккуетико-сгиткгтачяг.коК- модели трэдинпобразшукия .попр.оляйг нб-.рсчи-;ч чен^.п-«we згшн:онср:<с".ти изяучпния, хс-рипо" измстн'.'с из ппспо1..;>и,ита.
Принципы автоматизированного прогноза времени до разрушения участков массива горных пород
Кинетико-статистическал модель (19)"(22) позволпот сформулировать основные пршмша автоматизированного прогноза разрушения участков массива горных пород. * Суть этих принципов состоит в сяацугаем. На участке массива выбирается пространственной окно с.размерами, примерно па порядок иревкиавдими размер очзга разрушения прогнозируемой нвпэроД за Данной энергии. Связь размера очага (в метрзх) с энергией (в джоулях) определяется по эмпирической зависимости К,Посахари:
Cj L =: ОМ ty W - 0,4 • (52)
Поскольку отношение энергий двух соседних иерархических уровней разрушения составляет примерно 4 порядка,' по ¡энергии V прогнозируемого события определяют энергии предвестийкое разрушения и по формуле (52) - их линейный'размер. Например, прогноз события с энергией 10 Дя осуцесталяят по еебнтиям с энергией 10 что соответствует размеру тредам L ~0,-9 м, Мамонту начало отсизта времени спужит момент преаыау®его собыигя с. ччакой ке tmepfiteftW .
Датчики электромагнитного иааучечшя шдшуг ограниченную зону приема (в силу экспенанциалысого затухания и набольших ампкитуд сигналов). Поэтому sapaneo для оопаяяого уроекя шгскршшаиии приемной аппаратуры к типа горних порчк опргшзляетоя равиус оолы чув-стритрдьносто шигчиков. Количество дат who а и течка их раемецодая определяются с учотсм полного перекрытия зоиени чуосттелмюсти пооге пространственного окна. По оапаиному раэмеру ¿- я конментра-ппоннему критерии (21) определяется критическая иошептрация раз~ Р»зг.ь С* и. их чясдо //*4c*y т> объеме V гдабрэяксго .пространет-м:н1!ого окна. Поскольку величина интенсивное?» механически* непря-паякй бЦ) заранее неиаеестио, в (22). дадим Фушппш еостоиния гор-' тче V^'o) srVp ~f<%{) ira рубравиом участке моссйва, кою рая
определяв окорост!» кекошпшя рззрмйоо на интервале Д si) --¿.^
' % / I аг \
' А Н' «. (53)
•%ИН1ШЧ с'Ч'.тол-г.ц; \Г{<?) пишехтА ни п > 2 шгсврвдлбх а-¿¿на ус-лет; я: • • ■ -• . ■• •■' '
гй
Из этого усяеяил пахопим функции состояния Vn(er) ¡-а мо-
мент in '■
" '
(Г>Й>
¡Pscjrpc долговечности 7* массива ня момент ер-гмвии ¿„ находим ио условия Бэйяи (22) полагая, что пу-л ¿ ¿ функция couiu--яния массива существенна чо кзктдас.г.
По ¡.icps иадоадвния »пннед- г» пп.гл'Ъстъъ раариьон штшт раимбр»>1-прогноз г£ уточняется. Это позволяет в процессе мониторинга массива уточнять результаты прогноза вплоть цо момента прогнозируемого события. ,
Экспериментальная проверка основных положений теории и принципов автоматизированного прогноза разрушения горних порол
Для проверки осирянкх гюяоткнтй- -теории бшп раар*б«>тана пч-бораторкая успнтек», включающая нагруяашее уог^&.-пэ», naгчйк «шульсов раакойздучеиия (антенна) а свбтояого излучения (ф u-t>.,-ft: KTpowf/há? уикоЕКтель) при разрушении образное гордых tmpf..t, З.ч.,» 0ЛеГЛ'р'4ЧйС!'ЯХ фильтров ДЛЯ ИЯКЯ»ЧйШЯ помех ОТ СОТИ, lUHp-'rti'tlOW/.: huís усилители, чаетотомзр, эалсмшюэвпе осциллографы С8~1'2, CB-ÍÍ», фотоаппарат «ля сломки импульсов излучения с экрана запоминающее» осциллографа и мвкаиотрк ал и йвтошп-иятти йапияи шшгдоиии на-гру*ения. Установка позволяет гаги «три рожать импульсы влекч'^магнитного излучения 'отельных трещин с размерами о? 10"^ и по Tir^ ...
np:iICTíi4C:íí!"H (5fí:; s'OK'junb.UÍ íi/KHUMiiil:« ' , ■,.<. >-.■■■!.
число М(411улы;оч, ■'"![ fio пн i'i. i: x üh:!/'.¡! r;_y , ц/лпсльиис;.., »(.<;мм на-раотання, время релаксации. Ни стандартным методикам ллк нзучаемич' обраупоя горных пород определялись модуль Юнга, кодф-^шшшт Üyac с:сша, плотность, аиалвктри*оскал гиюминачмо"«'«-.. уягтгтл и<••-!• т-Mñc.ícn ¡i ••!•!>. ÜHWHU'iiUt/í'. ('лр'.у: is>, чолу чгл',;ч <:- ¡ < rtj.r ),-.
рюулиаюм :№í;iiepai№iirn, нозмаш »¡ax.uiuit-t» скорость раскоп:'чл-
ЧГЯШГГ Г'ПГ.чТ; Í-! t! !!'; )i;i."--"íJ¡in íl:; "l!¡H¡ íip-.MVu ÍÍMI . y '! , '
•Ч)!М; И.1ЛУ , ul ¡ l l'b 1 ¡ I ¡ ;l-illí¡!l;lll ЬП>:'1!:1 V;' ;.'l!!Cj,.u . , ii<.
ходить их критическую (предельную) концентрацию, раеечтьь» гь там тичеекйв Kütici-aHVU Va и у дня híh рунаемогь обризпа.ра ш пч.а ü. врг'.мя цо рпяруикмпя, i".'iy';;U'i гтати-- гину »«!«(■• t {..«й.ши-^. м^лий ,
Запевать количественную оценку поверхностной а линейной {з тех случаях» когда ото было возможно) плотности зарядов в па рвоте быстрых трецин, оценивать энергию электромагнитных волн третины. Проверка правомерности применения инженерных формул оиудоотолклась на образцах чистых щелочно-галоидных кристаллов 1ЛР , КСС , ,
для которых многие физические' постоянные (в том число и параметр;' импульсного электромагнитного излучения) хорошо изучены и слабо меняются от образца к образцу.
Энергоемкость разрушения и полная поверхность разрушения для образцов разных пород определялась вторым -независимым методой - ме годом падающего груза и последующим ситовым анализом размеров продуктов дробления.
В общей сложности было испытано более 1500 образцов горных пород, изготовленных из кернов удароопасннх Таштагольского, Кон-отантиновского и Саралинского месторождений и более 8000 образцов вмещающих пород угольных шахт Кузбасса. Минерально-петрографический анализ образцов позволил определить процентное содержание ми нералов, размеры зерен минералов, слагающих горные породы, а такж установить влияние процентного содержания минералов на электрические свойства образцов горных пород.
Проверка адекватности кинетико-статистической модели (19)—(22) результата« испытаний образцов по критерии Пирсона и Фишера позволила убедиться в весьма удовлетворительной сходимости модели и результатов эксперимента. Сравнение размеров иикротрещин образующихся в процессе нагру^сния^ позволило установить, что ога меняются в пределах от 10*"° до 10"" м, хорошо коррелируют с разые рами зерен минералов и результатами расчетов по концентрационному критерию разрушения ('¿1) на основе полного числа импульсов излучения, зарегистрированных к моменту разрушения образна.
Сравнение экспериментальных и теоретических (по формуле Мог та) значений скоростей трещин показало их удовлетворительную сходимость и дало возможность получить порядковую ононку (~ Ю3 м/с) для различных горных пород.
Изучение поверхностной плотности зарядов в вершине быстрых трещин показало правильность теоретических опенок, ыггекавдих из формул (5), (10)»(14); (15М18). Для большинства гортос пород ана оказалась изменя»*лейея в пределах Кл/м''. Линейная плот-
ность зарядов оказалась не претэда.'ЖЙ Кл/м г близкой по
спои» абсолютным значениям плп многих горняк пород (порядка Ю"11 Кл/м).
зг
0прггШЯО!«Р ком-тнеч? у-И^г пиноИ П':рг:/\>!0'-': Hr.il г.;.; г.ч.ч-
гуг!^!пи1 пг.дтрегти.ю ч'^:; ь г'^рчрк \'\}.)-г.4л) 11_,;пэ»;оди.ьо._раэ-.
!гел»ТЬ-Гг>рчт."> П"Р"^тг"Г7С г-сл''^7^' .'.¡¡(-¡м'и;; : ; ' ",ч; ■<.• ' 'г ч.'--
ННЛ '<а »ГГЛНМЯЛЧК уДарОППО-'Ч,.'- •. Ч;«Ч;К:«,»>) и :г>уп;»гик>ч> ' (,»!, • 1н«оме). ¿>ти предеяышб группы плроч «тпичпптся пс .-,к-р; и,: -^чт^г.-,'■!."!г"0 ¡(о.^у'"' чл ;; пчуя""».
}\яа «р-к^ Аьтинатиаированного прпгнояя *рвм»чк
'' 1 .--л.' у'- <•;• '4'Ч "-.^.¡^ ч/ ;-Т1:-'.'¡о ."З¡'^ чч. -ч . :п (.•■■;
.....■'.ч" т. .„цгчл.а олс^» ^ома пттко-
го излучения, шзгручякуцее устройство, предварительный усилитель и
ДГ.'"-С", "^«¡ ¿»...¡лер позволял регистрировать и запоминать отдельные импульси излучения, а такие гремя прихода имнулы-ор и передавать п память ЗШ.{. Обслу*и штейне про» рамми позволял;: находи г ь кинетические тгсистамщ образцов пород и выводить на экран дисплея график "число импульсов - текущее• время", а такке прогнозное время до разрушения образца. •
Проверка прямнхпов прогноза разрушения ос.шеспвляпйс- тчтее
Пй кяим'ч'чм --••л--, ч;/к V"; ,< 1;,
V - : - . V,-! <-.;.- . ,-Л I , и- Т^;''
'> " Ч'Ч"ЧЧ • V. - !• "* /1- ,-,г .-'Ч; Г ¡5
■¡.гч:*.!:'-' г; , /ч-чч г -),
у\ ¡- учч
Таблииа I
Прг»мвр прогноза гоптт упя**> /» —« 7
• - . вре-«ирогчозиое пр?мя по 10шибка
гией *•» 10 Дк , ит.|мя, сутки |разрушения,сутки [прогноза,5
« 50,1 47,4 Ю
20 52,6 40,* б-
28 4
Уяпр ВД,?
Рис Д. Очаговая зона горного ytopa с энергией 1,3* Ю"' Д* (£азрйз ЧО |'йр;'икали). Преянестники-событля с знергиой - 50 ¡к
Таблица 2
Автоматизированная прогноз времени до разрушают обрязиа горной породы'в реальном масштабе времени
Количество' i импульсов j Текущее время. С- ; ! Прогнозное время (текущий ¡ ресурс) до разрушения, с ! Ошибка i * t прогноза, -о
4 46 412 20
' 5 60 457 11
б 73 53? 4
7 90 579 12
10 142 622 21
20 297 624 21
21 313 591 15
22 326 564 10
24 362 514 0
2fi 395 490 5
27 408 500 3
29 450 538 5
:.о 467 531 3
31 468 529 3
32 508 531 3
Разрушение 514 - -
ЗАКЛЮЧЕНИЕ •
В диссертационной работе разработана совокупность теоретически.* положений, которую мо»сио квалифицировать как крупное научное постижение в разработке теории и нс-вых принципе» прогноза разрушения горных пород на оснопе электромагнитных предвестников разрушения, в построении основ физической теории электромагнит« процессов при формировании очага разрушения в массиве горных пород.
Основнке ноучнии результаты и гньоды, полученные при выполнении исследований, заключаются в слеяуадом.
I. Гчаипмш механизмами олг'ктрпзашш горних пород при формировании ouuru разрушения, о^услоьливаадимп ьозникнонедшо квазисга-нионнрного злектрнч»и:к£.го поля и импульсного »лептромагпитиого из-лучмшя, л.»'»»1»)тсп контактная разность потенциал»», на граниме разнила минерал.)í> с различными фнзачбекр.чп отойс; памп (адгезия) ,пьезо-вф{.ек'(- liqjnn кяк пьезоэлектрических текстур, соцер-шадх крари и другие ;н.кз1и.!Ы1«|л>ы, формирование диолоканионньч линий сколъчония
впереди вершинн движущихся трецин сдвига-и йоаимопейетьие зарн-
таинюс точечных дефектов структуры с неоанороаиш полем мияани-_____
'чзстах'напряжении/ Даннь'ё механизмы злектризапи» вносит ! -ибочь-еий вклап в позмузешо электромагнитного ноля р горньх ророчя* . атмосфере над очагои разрушения.
2. На ранних стадиях* фс-рмирооания очага разрушения чо ьачз-яа мзссоэого рождения ыикротрацин потенциал квазистзнионярногп »лет-стрпческого поля обусловлен взаимодействием эаря^ег^д.-х тсчсчних исфзэтгов структур) иинораяоп, слагавших горные г.ьре:ш, с нвоино-
полем неяаначоских напряжений и прямо.пропорционален сред-^ ' неау' локальному чввл^н»!? с кояффг:!глс!гго^ арсперишиальносил, но-еадим унизорсалышй характер и рапным 0,1 мВ/МПп.
3. В Процессе быстрого распространения в гэрт/х породах трещина несет зарлн и шшольный монент, сосредоточенные в узкой области вблизи ее рершикы и обусловленные контактной разностью по-
.теянивлов (адгезией), пъезополяризаиией минералов, поперечным аис-яэкаииониым скольчзгсяеи впереди вэрамин традины и взаимодействием точечшсс дефекте» структуры с упругим полем, генерируемом тречщнгй.
Нанбояшая аовергяоетнаа плотность зарлдп .-.бмт ^чч;.: трояки» обусловлена разделением заряде? на коига>М!ой полрр.чг.-.-гя «ерзл&в (адгезия) я но-хо-г дссч-игат ь ИГ1* КГ* Кя/м ■
ПьзйОС'Я'внт, 1«сяаиш!01ш8 сколг>~ен.1е к зз/т/^ас-:'-.. ьно точечная дефектаа с упругим нолем тртаипк созаач,? вооорхноч-лную шг'т-нгсть заряцоэ, ко прсвосхотедуа Кл/?/.
ЛиясЛиая плотность одряаа {т здинппу ¡шны ее фронта). пли-■■упегаоя рзряш? бегульЛ тре-винм, имеет исибольайо знг;е-
прз порой и 5 бпльшинстпе случаев не превос-
ходит 10""*• КяЛ». тг-сп"-" с;.суи: лм с уь.^
г'';'.'у;: ;н г.;;.»дя<»? •'.л 'Ии.н: ~
«¿»¿кг -»-дойны, .отявевииый. к спйиит длины ее фронта, во г.ссх сзутя>: изменяется а орзаелах Ю"*т10 ¡Ст.
■ Л. ДвухстатШиая ттетяко-с'гаткстапсскзя кааель трездинообрп-
'•■.--■ .".••■-!. .¡У*1'. ' '■'Т'!','.'-'Г:;:..,-', : •
РОС3008ЛНШ» 0,И.йу«*п1»а , -«л»«..»..* тс^тятгг г- -п"; ... •>-.;•, •■•■■• >••••<>:;;
¿^»га^лш ¿*№ие{доеитальцдо аяиниа, гсоэполяст объяснить М;-:ог:50- особенности :г,|!;'С'пг1С!г,/гре*'1>Н!00б^аз0Ес'П1ИД и мп^пт служить (ос-ноЬсй аг»я йптома?яаяр»а5{ирго'.прогноза ресурса долговечности масси-са по - .»кяссия или кипульснему алситромппгятному
чйлучениг из оччга разрушения.
5. Оспоримо электромагнитные предэесгники разрушения - возмущения квизпеташонарноро олектричеекого поля перся горнкми уда-рани, сильнее аномалия згмосферно-элоктрйчсского поля, свечение атмосфера перед крупными сейсмическими событиями, -влоктризаиия скальнь'х массивов в местах их выхода на поверхность зомлп и ряд других электроыагнптннл возиуаеяиймогут бмть объяснены кинетикой накопления зарядов микро-грешки с размерам:! 10" тЮ м в процессе локализации очага разрушения. При этом напряженное*!ь атмос-ферно-яликгрпческого поля оказывается пропорнионалын.-й заряду трещин, временя жизни зарядов и очаге, скорости тршкнообраэовакин и в слабой степени асьисм от энергии ожидаемого толчка (оропоршо-нальна янерпш в степени одна треть).
6. Термодинамическое рассмотрение очага .разрушения как ие-рзвноиесной открытой системы показывает, что остаиная доля механи-, ческой оперши, пошпдимой к очагу извне, расходуется-"а обрээопа-^ ние новых поверхностей разрушения, потерн тепла к онергяю сейсмических (акустических) колебаний п процессе трсакнообразопония.
Доля энергии возникающего олектромагзитного поля составляет при этом 0,0014-10'% я записи,чисти от ояектричпскиэг свойств горных* пород, •
7. Сплошные спектры элпктромапштного излучения отдельных трещин имеют классический затухающий колебательный характер с уело пнрм периодом колебаний, заздеягош от приводенного размера гроши. При малке размерах трещин (микрот ренину) ферш спектральной крлпой практически не зависит от их размера. Основная частота линейчатого спектра излучения ей висит от .скорости трдаинг/образолания и 53 рсальнь« условиях колеблется от -десятков■ герц до сотен килогерц в зависимости от стации-разрушения и свойств гпрнмх пород. Протяженность слектрог электромагнитного излучения 5рсщин определяется раз,'.ером трещин и «рривксм рзлаксашш зарядов на их берегах и мокет состапияги десятки мегагерц.
Б. Новый принцип, ирогиоаа времени до разрушения участка мас-с;ч:а горных пород состоит в. определении • (на основе регистрации акустической или электромагнитной оу«сс-,ш из массива) кииетпчрнтгп г' конетанг очага разрушения и с расчете ь рамках вдухсгвчийиой ш дели ресурса долговечное]и масскпа -в рассматриваемый. момент ьремпчид Гапрлботп'ннь'О алгоритм.; к лрог.рпммн .пргнозл рзоурса долгопгчиссти (••туг быть исиользооаны для апгоматмэироданного 'прогноза токупаго ресурса долговечности как-горн;-« посол, та» я любнх иемотакличе-
ских конструкционных материалов.
Способ определения ресурса долгопочиаси: зачкяы» поли'нтель-нрм решением по заявке на пяч-ент.
___ ....9.-Раяряботянн епогебн'огюпки скптип/сти горние ¡¡.;¡:oh к пи-
нчмичоекп^у р'ичдуичнип и спрч';еЛ'Л:л:! cw..:;.":!^ v;;'-.^ скш (a.c.l4?S133, IV03ÖX6, lbtoüí¿¿, 622987) ня отпето рпгие-. ps.-í¡;ü-¡ лотемлияла квзэист;жис>нат;;г.>!ч< -¡.■лжтр.ч.^лкчго поля ч ллр:ч.лч pi.c импульсного зл'октромавчнчного ¡¡здучгшя (« ч. ч.и»егового излучения) f«fl(ícíír:t, crrocoÍM oiir-ч/c¡:op'.,;.:r:: :,л~-у чмх"; ч y:;-:-'::;» .:<, -f^^;:-{■ : i:ччлч--ca ¡»лектрделго?rií^ro излучи;'»/! wi. с. Р'ЗГлЪЗ, 'a I'/i-i2X.J.
10. Нриниил прогноза времени цо разрушения, алгоритмы а»тома-тилировчико«^ прогноза горкьх уца».-<и. «чи>рп«5ч ггрсдс/~он;:а ..,u.cr« учлроотеггноста маасииа, а га кие? пакеты прикладных программ для УШ, прошли проверку в условиях шахт и рушшков Кузбасса и Ciitwpn.
Основное содержание изложено в следующих опубликованных работах:
I. Физический контроль массивов горных пород / Б.Г.Тарасов,
B.В.Дирдин, В.В.Иванов, Л.Н.Фокин - М.: Недра, 1994. - 240 с. ?.. Тарасов В.Г., Дернин DJS., Ивапог. Г), и. Гечэ.'ижгргк.
контроль состояния мпссироп. - 'i.: Hfipn, 1933. -- 3ÍG с,
3. Тарасов Б.Г., Дыраин В. В., Иванов íí.B. IV.- ген :,-1.и ч»^ ■ üt.h-í.'ficcw и аномалии крччисганпонарчого чльчг гричечк;/п> полл i; :,¡-.m-iruí! коре // Дока. АН СССР. - fC-OU. ~ Т.ЗХс, в.Ь. - С. ТО.'-.- !';.;:>.
4. Ивчнов Ü.3. , Егоров И.Н. , Нисл/нов А.Г. Ci-«iTü.-¡4:4<- и:чн ч-ej-рия ^м'.кчмчлшнх нрочч. д;ип г- нйгруччннмх структур».;-'H(::4;'íh¡;¡ о/шга горнь* породах и иадача прогнозировании динамических пилений /-•' -ШРИИ. - 1990. - 4. C.Ü9-65.
5. Пимонов А.Г., Иванов В.В. Имитационная мст^гл- щкнч ..•< ■i 4^':wiioo6paaoii.!iHi!!( и очагах pa;»p;.¡U!thM горжос пс;н>п /■' t-II-Sl'U. -гл?о. - ¡:J з. - (;,3-i-.37,
6. Определение констант термофлуктуапионного уравнения п(л.»ч-ности и параметров трещин сч основе рчгисгрдпии и.мпул! сноги олекл-ромагнитного излучения горних порт В.П.'Люноь, u.H.Ki о»-»-.,
ji. А.Колптсоча ii »p./7 üßc. Ai i Ачыко ,'Sr'jj!:i. - ív'.H'. - г
C.7t>-84,
7. Е'.гороь H.H., Иванов В. В., Кплиакона Л.A. U нсы. ¡. и .•• л-. кст>м«рное.тк.< имкул'.еноги элокч-рчкш'шпниго излучения щелочио -галоидных кристаллов и горнтле пороц//$П1И1И. - ГЭ8В, - íf- I. ~0.о7~70.
8. Иванов B.B., Лимонов А.Г. Статистическая модель электромагнитной эмиссии из очага разрушения в массиве горных пород 11 ФТПРГ1Й. - 1990. - № 2. - С.53-56.
9. Динамика трещин и электромагнитное излучение нагруженных горных пород / В.В.Иьанор, П.В.Егоров, Л.А.Колпакова, А.Г.Пи-монов // ФТПШИ. - 1968. - № 5, - С.20-2?.
10. Иванов В.В., Егоров П'.В.» Пимонов А.Г. Прогноз горнга ударов на основе кинетических представлений о разрушении твердых тел // Горный журнал. - 1990'. - № I. - С.44-48.
11. Иванов В.В., Фокин А.Н*, Лимонов А.Г. Новые поюсоды к прогнозу горных ударов // Угодь. - 1990. - $ 10. - С.39-41.
12. Алексеев Д.В., Егоров Ii.В., Иванов Б.В. Механизмы элект-ризапии трещин и электромагнитные предвестники разрушения горнызс пород // ФТГ1Н1И. - 1992. -Н. - С.27-32. ;
13. Алексеев Д.В,, Иванов В,В.,' Егоров II.В. Механизм формирования квазистаыионарного электрического поля в нагруженных гор-тле породах Л ЗТПШИ. - 1993. - № 2. - С.3-6.
14. Херстовская статистика временной зависимости электромагнитной »миссии при нагрупегош горных пород / Д.В.Алексеев, П.В.Егоров, В.В.Иванов, и др.// ФШРПИ. - 1993. - № Ь. - С,45-49.
15. 0 природе и распределении естественных электрических полей на разрабатывавших угольных пластах / Б.ГЛ'арасов, Г.В.Кроль, В.В.Дырдин, В.В.Ипанов // «ШШ1И. - ¿975,- Р б. - С.132-137.
16. Тарасов Б.Г., Днрцин В.В., Иванов 8.В. Применение методов электрометрии для опенки напряженного состояния краевых зон угольных массивов // ШНШ. - 1976. -^3, - С, 126-129.
17. Иванов В.В.. Колпакова Д.А., Мальшин A.A. Энергетический анализ эффективной поверхностной энергии разрушения горных пород с учетом кинотики накопления микротрещин // Физические промессы горного производства: Тез.докл. X Веес.научн.коц|).~М. ,1991.-0.124.
18. Егоров П.'В., Фокин А.Н., Иванов В.В. Автоматизированная система для измерения параметров импульсного электромагнитного излучения из массива // Физические процессы горного производства: Тез.докл.X Всес.научн.конф. - U., 1991. - C.I27.
19. О роли олектромагнитакх процессов при механопеструкиии пород в инициировании пнезаши« внбросон / П.В.Егоров, В.В.Инапоь, Д.П.Денисов, Л.А.Колпакова // Уголь Украины, - I9fiß.-V 10.-С.35-36,
20. Использование геоэлектрических полей дли решения о-гдель-H1« ииидч горний геомеханики / В.Г.Тарасов, В.В.Днрвдн, В.В.Иванов ^ др.// Гимшп удары, методы опенки и контроля, у да роштсности
массивоп горних порок: Материалы У1 Bchc.kowîi. по мжятжс г-«ри /. ¡юрой. - Фрунзе, 1979. - G.364-371.
-Гсоялектричосггий кпнкрлль СОСТОЯНИЯ' МПГРлиГ''Т™ Г,Т.; расоп, В.В.Дмряин, В.В.Имчор, Э.Д.Кузьнеяжо // Сг>. -¡*-кл.,Уп Конгрйспв пи мари.делу. - Д., 19Ш. - # 13. - С.X0I-106.
22. Днрвии В.В., Нпчс.пе' В.П. , Губячс.ь В. Д. Иг«'-тпр>«г ау-ч,-та'нз онйнни няпряченцои) состояния соляных nu pu а // Г.оршда ¡куриал, 19«?. - Ъ ТО. - П.49-Pl.
23. Т"5ртсо!ч В.Г., Яраноп И.В. , Дпрпин И, И. ,Ьт"«>-|п.1ч»-,х(.* моделирование уаел'шпго. электрического"сопротивления аефпрмируе*-мьос горных ппроч ft <«ТПГОИ. - 1075. - !" -1. - C.I5W*.
24. iSoww.îfi гс-^ничетш'о ¡;р.>гноэа удароопаснооти .участков угольных пластов и ручцмс зеленей / В.А,Смирнов, З.М.Ьроскуря-ков, Б.Г.Тараеоя, В.В.Дьплиш, В.В.Кранов и пр. - М.: Непря, 1980.85 с.
. 25. Егоров П.В., Иваноя В.В., Колпакора Л.А. Связь параметров электромагнитного излучения с механическими и электрическими характеристиками непрозрачных гпэлект'рякоп // Пронесен олгкгропереносе и элсктробияиня нйоптч',<1".ннх яизяттриютк iVc.nw; VT Осео.
- O.p.û, г,.г (Ш). - с..49.
¡'.fi. Терлоличакк,'!;! -1 fС :■> î , ■ -<*х К'-1-
i"> ЯОЗИКО Л^ЙСТви>| «X Серого» Л . • ''J ? - >;,r.-,( ' i \'.r< ' !î, В. ¡-'"ор(;н , ?;. В. :)!ra;.-,;i, Jl, A , Ko v -¡к-:н>з, A. Л Ji'i •!r,-.v.(i м'.'ю г:ззр;/ае>гп'"; sa re риале îj :i';ï:f<'-,-"V/u ¡; vumm!!4 "OD'îivf порппя4' и лггл^отклг-г: То.з.in.<•.'.•;
, ' xm ~
27. Определение некоторнх механических характетепти»
? г .'ffurw ¡м™ < л:, лученип ' . , «.«.iîu^iiïuto-
т, А.А.Мальппш // Иссяеяоплнйо, прогноз и преютяра-згжн» горштс улароя: Нотариат* IX Всеслюнф. по-механике горнтгг оор>п. - Ш«"'», 199I. - С.196-202..
' - -;VSÎW;Î' „ v:.' M.'!.' .' .î..:..,,,,,;^,, - i n-uir*- и, t'jo;'.
- ч.П. -C.Ï5Ô-I50.' ' ' "
'20. 'Srcpon fl.fl,, Кшкоц В,В. Кгднгжояп Я.Л. *€>ц<;гн»г4:у<»нт»дь-' изя ouetera "параметров ¡надчулчхея тргт-ш по fopue ««•«!;/»» ret* есгс^т-
.ru-чиш >4 и.':;к< :<". - Плм-
репного электромагнитного излучения горных: пород // Комплексные исслецопания физических свойств горньж порбц и процессов: Тез., поил,Всес.научи.конф. - U., 1987. - С.128.
30. Прогноз ресурса долговечности горных пород т основе кинетико-статистических представлений об их разрушении / О.В.Иванов, II.В.Егоров, А.ГДЫмонов // Горная геофизика: материалы У Веес. семинара. - Тбилиси, 1989. - Ч.П. - СЛ35-137.
31. A.c. 622987, СССР, Ш Е 21 С 39/00. Способ определения зонн напряженного состояния горного массива / Б.Г.Тарасов, В.В.Днр-яин, Б.К.Кретов, В.В.Ипанов и ар.2039977/22-03; Заявл.02.07.74; 0иубл.05.09.78, Бол; № 33.
32. A.n. № 1084443, СССР, Ш Е 21 С 39/00. Способ опрэаело-ния эффективности увлажнения краевой части угольного пласта / '
Г..В.Дырдин, П.В.Егоров, А.И.Шиконов, В.В.Иванов и др.; Кузбасс, политехи.ин-т - № 3526893/22-03; Заявл.23.12.82; Опубл.07.О4,84, Бюл. № 14.
33. А.о. Ш 823573, СССР, МКМ Е 21 С 39/00. Способ контроля величины зависающей консоли основной крокди в очистннх забоях / Б.Г.Тарасов, В.В.Дкрцин, А.И'.Шикаков, В.В.Ияанов и цр.: Кузбасс, политехи.ин-т,-. - № 2738574/22-03; Заявл.23.03.79. 0публ.23.04.В1, . Г>юл. ü 15, . . ■
34. A.c. JT' 935854, СССР, МЕСИ Е 21 С 39/00. Устройство аяя. • контрочя степени усшроопасности массива горных пород / Б.В.Днрпии, Н. Г. Дубинин, П.Д.Факторлвич, В.В.Иванов и ар.; Кузбасс.«ояитехн. ин-т. - № 2996941/18-25; ЗаявлЛОДО.бО; 0лублЛ5.06.82, Бюл. К- 22.
- 313. A.c. № 1090871, СССР, Ш1 Е 21 С 39/00. Способ. апрепеле-чия момгнта обрушения порот основной кровли впереди пвичушегопя аабвд / А.Н.Зюзин,. А.Я.Шикшпв, В,В.Иванов, В.В.Днрднн; Кузбасс, политехи.ин-т. - № 3539015/22-03; 3аявл.13.01.83; 0публ.0?.05.84, . . ['•■л. № 17, : ■' ; . • '
36. A.c. № I23SÖ20, СССР, Ш Е 21 С 39/00. Способ опреяеле-!Ч!я прочности и твер-аоети горных-пород / Ц.В;.Егоров, В.В.Иыаноп,.. А.й.Шикание и др..: Кузбасс ;.1югпгевхи;ии-,г.-:3779093/22-03; ' ■• ЗчяпЛО.Оа.84; Опубл.P.3.0Ö.86, Вт.- 23. •
37. A.c. $> ЗМОеОЬЗ, СССР, Щ1 S 21- В' '49/00. Сгособ опрэ'5-ле-нкп зклрпсти рчалитш* аврояклсвой трсяк..« и ее етврт.ов»# длины / '
г..v'jiitiok, ЛД.Келпвко&&{ H.U,fi*ppop; hyatfau«..во.читйхн.и'о-т..'-;; 131792/22-03; Зйярл. '08. ю.ёц. оц^мр-ОТ.сз«• бля. # £0. ' . .
3'.. A.c. * 1476123, СССР, Ш/К 21-С'ЗУ/ДО. Способ, опенки". -• г."v;шести горюче порпч .к pjs.pyiatwa /. П.В.Егоров,'.' ';..
Г. Я .Новик, В. В. Иванов и пр. ¡Кузбасс. полнтехч. ин-т. -?М299752;
3аявл.30.0б.87; 0пу*л.30.04.89, Вял.,'? 16. ___________________________ ________—
-- --------39.-A-.-c.--'? 1550133,"""СССР,""2 21 (У39/00, Способ опрн/к-
ленпя скорости развития трледны / В.В.Иванов, А.И.Шикяноз, Я.А.К-.д пакова и пр.; Кузбасс.политехи.ин-т. - 4430065/23-03; Заяь. 09.03.68; Опубл.15.03.90, Еюл. № 10.
40. Д.с.'}> I7038I5, СССР, Е 21 С 39/00. Способ пптпкч»-mtff степени упароопасиости массиве горчи? пород / А.С.Дтшсив, А.А.Йалмвин, Б.Б.Иэаноз и др.; Кузбасс.полиг<шмш~т. -
№ 463068/03; Заяв. 12.01,89; Опубл.07.01.92, Бал. № I.
41./A.O, " 2714432. ССПР, ЩИ »? '>,', 3/32.' Способ .тсгегя скорости ускоренного распространения трещины в образце / П.В.Егоров, В.В.Йванов, Л.А.Колпакова и др.; Кузбасс.политехи.ин-т. - № 4796796/28; Заяв. 19,02.90; Опубл.23.02.92, йол. №7.
42. A.c. № 1809052, РФ, ШИ Е 21 С 39/00. Способ оценки склонности горных пород к динамическому разрушению / П.В.Егоров, Г.Я.Нч-вик, В.В,Иванов и др.; Московский горн.ин-т. - № 4892317/03; Заяв. 18.12.90; Опуйд. 15,04.9'3, Бюл. & 14.
:1 с" V- '■! 11
.л
-
Похожие работы
- Статистическое моделирование и прогноз разрушения горных пород в очагах горных ударов
- Регистратор электромагнитных и акустических сигналов для мониторинга изменений напряженно-деформированного состояния горных пород
- Помехоустойчивые алгоритмы обнаружения и оценивания электромагнитных сигналов при разрушении горных пород
- Оценка физико-механических свойств и моделирование кинетики трещинообразования разрушаемых горных пород
- Экспериментальное исследование кинетики накопления элементарных повреждений при разрушении горных пород по импульсному электромагнитному излучению в световом и радио- диапазонах
-
- Маркшейдерия
- Подземная разработка месторождений полезных ископаемых
- Открытая разработка месторождений полезных ископаемых
- Строительство шахт и подземных сооружений
- Технология и комплексная механизация торфяного производства
- Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений
- Сооружение и эксплуатация нефтегазопромыслов, нефтегазопроводов, нефтебаз и газонефтехранилищ
- Обогащение полезных ископаемых
- Бурение скважин
- Физические процессы горного производства
- Разработка морских месторождений полезных ископаемых
- Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ
- Технология и техника геологоразведочных работ
- Рудничная геология