автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Обоснование и разработка способов геоэлектрического контроля параметров трещиноватости и цементации пород вокруг выработок

На правах рукописи

ПРОСТОВ Сергей Михайлович

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ГЕ03ЛЕКТРЙЧЕСК0Г0 КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ТРЕЩИНОВАТОеТИ И ЦЕМЕНТАЦИИ ПОРОД

ВОКРУГ ВЫРАБОТОК

Специальность:

05.15.11 —"Физические процессы горного производства"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Кемерово 1996

Работа выполнена в Кузбасском государственном техническом

университете

Научный консультант - докт.техн.наук, проф. Хямяляйнен В.А.

Официальные оппоненты: докт.техн.наук, проф. Гоголин В.А.

докт.техн.наук, проф. Фрянов В.Н. докт.техн.наук Еременко A.A.

Ведущая организация - АООТ "Кузнишахтострой"

Защита состоится " 2 " декабря 1996 г. в /2 час. на заседании диссертационного совета Д 063.70.02 в Кузбасском государственном техническом университете, 650026, г.Кемерово, ул.Весенняя, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кузбасского государственного технического университета.

Автореферат разослан октября 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, докт.техн.наук, проф.

Ташкинов A.C.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Повышение технического уровня подземной разработки месторождений требует постоянного контроля физических процессов в основном объекте воздействия - горных породах. Управление физическим состоянием трещиноватых породных массивов сопровождается изменением естественного процесса развития зон тре-щиноватости вокруг выработок: его усилением при разупрочнении и замедлением, частичном или полном устранении трещин при инъецировании в пустоты специальных уплотняющих смесей. Изменение раскрытия, интенсивности, степени заполнения пустот естественных и технологических трещин позволяет целенаправленно влиять .ка несущую способность 'породного массива, концентрации механических напряжений. расположение их максимума, водо- и газопроницаемость, ряд друг-йх важных "свойств.

При применении интенсивных технологий, ведении работ в уда-роопасных* неустойчивых, водо- и газонасщенных, неоднородных породах скорости изменения физического состояния массивов, требуемые объемы контроля и егаолеративность значительно возрастают. Гвомеханические службы горнодобывающих предприятий до настоящего времени не имеют на вооружении "средств и методик контроля,-сочетающих достаточную информативность, оперативность и малую трудоемкость, что в ряде случаев препятствует эффективному применению прогрессивных технологий. Так, цементация трещиноватых пород позволяет за счет увеличения прочности уменьшить трудоемкость и стоимость поддеркаккя капитальных выработок в 1,5-2 раза, одаако отсутствие информации о неравномерности распределения пустотности массивов, трудоемкость гидродинамического контроля заполнения трещин зачастую приводят к низкому качеству цементации, нерациональному использованию материалов и трудозатрат.

Большинство методов контроля, применяемых в горнем деле и геологоразведке, обеспечивают исследование только стабильного иди медленно изменяющегося состояния массивов вследствие их недостаточной производительности. При управлении физическим состоянием массивов перспективно применение контроля, основанного на измерении аномалий геоэлектрических полей, которые отличаются детальностью в пространстве и во времени, возможностью дистанционного и автоматического режима. Вместе с тем, не исследованы закономерности формирования электрических свойств пород и параметров геоэлектри-

ческих полей в зонах трещиноватоети с учетом комплекса действующих факторов. Не изучена взаимосвязь геоэлектрических процессов с физическими особенностями заполнения трещин нестабильными цементными растворами и изменением их фазового состояния. Отсутствует доступная для массовых измерений шахтная аппаратура.

Актуальньм представляется развитие теоретической и экспериментальной базы геоэлектрических методов, обоснование и разработка способов контроля и управления на его основе процессами в зонах трещиноватоети и цементации вокруг выработок.

Исследования выполнялись в соответствии с координационными • планами согласно постановлению ГИНТ СССР Кбб от 03.03.76 по планам НИР Кузбасского государственного технического университета {#№ гос.регистрации тем 75041Ш, 77026993, 79022307 , 80008981, 01621053412, 02940003447 и др.).

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - разработка комплекса геоэлектрических способов контроля, обеспечивающих повышение эффективности управления физическим состоянием породного массива и безопасности горных работ на рудниках и угольных шахтах.

ОСНОВНАЯ ИДЕЯ РАБОТЫ заключается в использовании закономерностей распределения параметров активных и естественных геоэлектрических полей вокруг выработок для оценки трещиноватоети, напряженного состояния и качества цементации неоднородных массивов горных пород.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ:

- определение электрических свойств несдоородаогс массива горных пород в зонах трещинообразования и цементации;

- установление закономерностей формирования естественных электрических полей в трещиноватых массивах вокруг выработок;

- обоснование и разработка принципов построения и методик испытаний комплекса шахтной геоэлектрической аппаратуры;

- обоснование и разработка способов геоэлектрического контроля физического состояния неоднородных трещиноватых массивов и процессов их цементации.

МЕТОда И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Выполнен комплекс исследований, включающий анализ и обобщение литературных данных, аналитические исследования с использованием методов электродинамики, лабораторные экспериментальные исследования на электролитических моделях породного массива и образцах горных пород, шахтные экспериментальные исследования состояния и свойств массивов горных пород с привлечением данных геомеханических, геологических служб и

статистической обработкой результатов измерений, метода конструирования геофизической электроизмерительной аппаратуры в шахтном исполнении, сопоставительный анализ эффективности разработанных способов и результатов их внедрения с использованием информационных и технико-экономических критериев.

Объекты исследований - массивы горных пород рудных и угольных месторождений Сибири.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, защищаемые в диссертации:

- с увеличением пустотности составляющие эффективного удельного электросопротивления (УЭС) трещиноватого массива в зависимости от соотношения УЭС породообразующего материала и заполнителя трещин изменяются линейно или гиперболически,. при упругом деформировании с ростом компонент напряжений - уменьшаются экспоненциально в диапазоне десятков процентов в зависимости от отношения пустотности к площади скального контакта трещин;

- в процессе. заполнения тампонажньм раствором магистральных * трещин и увлажнения породных блоков в массиве формируется локальное проводящее включение, эффективный размер которого нелинейно связан с УЭС контролируемой зоны, при твердении раствора и достижении уровня естественной влажности массива УЭС определяется остаточной пористостью и пустотностыгвторичных трещин;.

- при измерениях УЭС массива в радиальных скважинах поправочные коэффициенты, учитывающие влияние экранированного контура выработки, для четырехзяектродксго градиент-зонда в зависимости от его положения и УХ среды изменяются в диапазоне 0,45-1.55:

- образование полости в'рудном теле способствует формированию локальных замкнутых контуров с ион о пр о во дящ ш и окисленными участками, ЭДС которых стационарна и зависит от разности электродное потенциалов на поверхности и в глубине массива, а-интегральная функция распределения потенциала линейно зависит от средней интенсивности трещин;

- при движении тампонажного раствора по магистральным трещинам формируется фильтрационное электрическое поде,напряженность которого пропорциональна- проницаемости массива и градиенту давления,, а зона течения представляет собой объемно поляризованное тело;

- пространственно-временные вариации естественных, полей являются физической причиной генерации фонового импульсного электромагнитного излучения из очага.образования и развития трещин при уровне гармонической составляющей сигнала 10-10" В/м в диапазоне Ю5-Ю8 Гц;

- повышение точности контроля, расширение рабочих диапазонов и снижение энергопотребления геоэлектрической аппаратуры обеспечивается: при контактных измерениях УЭС - импульсньы режимом питающей и компенсационной цепей, при индукционном каротаже - использованием резонансных свойств главных катушек зонда и импульсной генерацией, при электромагнитном контроле - промежуточньм преобразованием частоты и регулированием порога чувствительности;

- учет случайных вариаций минерального состава руд при контроле трещиноватости и уровня напряжений обеспечивается отношением измеренного УЭС к расчетному значении УЭС массива вне зоны опорного давления, определяемому по величине электродного потенциала в точке замера на основе корреляционной зависимости;

- качество цементации оценивают по отношению суммарного объема пустот в контролируемо» объеме массива, до и после цементации, а уровень остаточных пустот - по соотношению эффективного УЭС вла-гекасшцаккого участка массива и опорных значений, соответствующих естественному массиву, бетонной оболочке, закачиваемой влаге.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается:

- в определении соотношения факторов, влияющих на изменение электрических свойств неоднородного массива горных пород в зонах трещиноватости;

- в установлении закономерностей изменения УЭС породного массива при заполнении трещин нестабильными цементндои растворами и изменении их фазового состояния;

- в обосновании значений поправочных коэффициентов, учитывающих влияние экранированной выработки при карота&е УЭС в радиальных скважинах;

- в определении параметров локальных стационарных естественных электрических полей в рудном массиве вокруг выработок, обусловленных пространственной изменчивостью минерального состава руд;

- в установлении закономерностей формирования нестационарных электрических полей в районе зоны цементации при фильтрации минерализованных цементосодержащих растворов;

- в оценке частотного диапазона и минимального уровня электромагнитного излучения из очага образования и развития трещин;

- в разработке принципов построения портативной и малоэнергоемкой шахтной геоэлектрической аппаратуры, обеспечивающей комплексные измерения естественных и активных электрических полей;

- в обосновании и разработке способа геоэлектрического контроля параметров зон опорного давления и трещиноватости в рудном

массиве со случаШо изменяющимся минеральным составом;

- в обосновании и разработке способов, обеспечивающих контролируемое инъекционное упрочнение и тампонаж цементными растворами трещиноватого породного массива с учетом неоднородности его физических свойств. .

ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- использованием апробированных аналитических методов электродинамики;-

- удовлетворительной сходимостью на основе статистических критериев результатов аналитических, экспериментальных лабораторных и комплексных, натурных исследований}

- положительными результатами сопоставительных измерений с апробированными методами контроля состояния и свойств породного- ■ массива, внедрения разработанных методик и аппаратуры на рудниках и угольных шахтах.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА заключается:

- в теоретической оценке факторов, влияющих на УЭС трещиноватых'горных пород, включающей разработку математических моделей среды, их количественный и качественный анализ;

-в обосновании-концепции -формирования локальных естественных электрических полей: стационарных - на участках минералогической неоднородности рудного массива,нестационарных - в зонах фильтрации тампонажного раствора, импульсных - в зонах хрупкого разрушения;

- в обосновании и разработке способа геоэлектрического контроля параметров зон трещиноватости и опорного давления в рудном массиве с учетом изменчивости минерального состава руд;

- в обосновании технических требований, разработке функциональных схем и конструкций'аппаратуры для измерения параметров геоэлектрических полей, методик ее тарировки и испытаний;

- в обосновании и разработке комплекса способов, обеспечивающих контролируемую цементацию трещиноватого породного массива;

- в разработке методик комплексных экспериментальных исследований геоэлектрических полей на образцах горных пород, электролитических моделях, в шахтных условиях и их практической реализации.

НАУЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ заключается в установлении закономерностей формирования геоэлектрических полей в зонах трещинообразова-ния и цементации..вокруг выработок и разработке на их основе способов контроля и управления физическими процессами в этих зонах.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ заключается:

- в повышении безопасности работ в горных выработках за счет своевременного контроля при управлении состоянием удароопасных и неустойчивых трещиноватых породных массивов;

- в повышении качества последующей цементации трещиноватых горных пород, снижении трудозатрат и экономии строительных материалов за счет контроля и учета неоднородности физических свойств массива на всех стадиях формирования цементационных зон.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы вошли составной частью в следующие отраслевые нормативные документы:

1. Методическое руководство по оценке напряженного состояния, трещиноватости и степени удароопасности массивов сплошных сульфидных руд комплексны* электрометрическим методом / Норильский ШК, БНШИ, КузПИ.- Кемерово, 1978.- 32 с.

2. Временные указания по безопасному ведению горных работ на Конетантиновском месторождении, угрожаемом по горнкы ударам / КузПИ.- Кемерово, 1987.- 48 с.

3. Методические указания по определению коэффициента трещиноватости горного массива вокруг выработок реометрическим и электрометрическим методами (временные) / Кузниишахтострой, КузПИ.- Кемерово, 1988.- 36 с.

4. Руководство по технологии крепления горных выработок с применением опалубки ШП, основанной на использовании несущей способности упрочненных пород. РД 12.18 088-89 / Кузниишахтострой.- Кемерово, 1990.- 80 с.

5. Методические указания по контролю последующего инъекционного упрочнения горных пород вокруг выработок растворами на основе цемента электрометрическим методом / КузПИ, Кузниишахтострой.-Кемерово, 1991.- 32 с.

Опытные образцы индукционного датчика и регистратора электромагнитного излучения внедрены в составе разработанной ИГД им. А.А.Скочинского телеметрической системы контроля горных пород и прошли промышленные испытания, на шахтах Донбасса.

Аппаратура и методики для оценки напряженного состояния, трещиноватости и степени удароопасности массива внедрены на рудниках Октябрьского, Тайтагольского, Константиновского место-

рождений и угольных шахтах Кузбасса. Применение геоэлектрического контроля службами геомеханического прогноза горных предприятий способствовало повышению безопасности работ. Экономический эффект от замены способа, основанного на дискообразовании выбуриваемого керна, на руднике "Октябрьский" составил в ценах 1991 ; года более I руб. на I м контрольной скважины.

Методики" контролируемой цементации горных пород на стадиях обоснования проекта, закачки раствора, контроля качества цементации и вторичного трещинообразования внедрены на шахтах Кузбасса при строительстве капитальных горных выработок на десяти - участках протяженностью от 8 до 360 м. Экономический эффект от внедрения, полученный за счет экономии трудозатрат и строительных материалов, составил 5-10$ от о^цей стоимости проходки и. крепления выработок.

Результаты исследований используются в учебном процессе Кузбасского государственного технического университета.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на симпозиуме "Отражение современных полей напряжений и свойств пород в состоянии скальных массивов" (Апатиты, 1977), на всесоюзных конференциях и семинарах по измерению напряжений в массиве (Новосибирск, 1977), по применению электрометрических методов (Кемерово, 1978), по механике горных пород (Фрунзе, 1978), по физике горных пород и процессов (Москва, 1977, 1981), по экологическим проблемам горного производства (Москва, 1995), на технических совещаниях рудника "Октябрьский" Норильского ГМК (Норильск, 1977, 1978), на координационных совещаниях по проблеме горных ударов на рудных и нерудных месторождениях (Ленинград, 1976, Североуральск, 1978-, Таштагол, 1980), на заседании секции горных ударов и выбросов Ученого Совета ШШИ (Ленинград, 1978), на технических совещаниях института Кузниишах-тострой, концерна "Кузбассшахтострой", треста "Кузбассшахтопро-ходка", Новокузнецком ШПУ (1989-1995), на научно-практических конференциях (Кемерово, 1994, Новокузнецк, 1995), на ежегодных научных конференциях КуэГТУ (1986-1995).

ПУБЛИКАЦИИ, По теме диссертации опубликовано 39 научных' работ, в том числе I монография, получено 7 авторских свидетельств и 3 патента на изобретения.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, изложена на 361 страницах машинописного текста и со-

держит 96 рисунков, 18 таблиц, список литературных источников из 226 наименований, 5 приложений.

Автор выражает искреннюю признательность докт.техн.наук, проф.Б.Г.Тарасову, В.В.Дырдину, П.В.Егорову, В.В.Иванову, В.А.Хя-мяляйнену за методическую помощь при выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Современное состояние проблемы контроля физических процеа-сов в породном массиве вокруг выработок Информация о физико-механических процессах в породном массива при- ведении горных работ является основанием для прогноза динамических проявлений горного дав'ления, контроля устойчивости выработо] детальной доразведки, оценки качества инъекционного уплотнения и упрочнения пород.

Теория и практика шахтного контроля состояния и свойств массивов при прогнозе геодинамических явлений получила развитие в работах И.М.Петухова, В.А.Смирнова, Б.Ш.Винокура, П.В.Егорова, В.М. Проскурякова, Я.А.Бича, И.А.Турчанинова, В.С.Ямщикова и других ученых, при применении инъекционных технологий в шахтном строительстве - в работах Э.Я.Кипко, О.Юушниковой, В.З.Заславского, Ю.А.Полозова, И.Т.Айтматова, Б.Д.Половова, А.П.Максимова, П.М.Тю-тюнника, В.А.Хямядяйнена и других. Основными задачами контроля являются: определение концентрации напряжений, расположения их максимума, размеров нарушенных зон вокруг выработок, интенсивности и раскрытия трещин, проницаемости пород, степени заполнения трещин раствором, уровня остаточных пустот, спясганосги противофиль-трационных завес и экранов, размеров и раскрытия трещин гидроразрыва.

Анализ существующих визуальных, механических, гидро- и газодинамических, .геофизических методов показал, что одним иэ путей создания способов и систем для оперативного контроля за массовыми и динамичными процессами в зонах трещиноватости вокруг выработок является развитие электромагнитных методов контроля, отличающихся малой трудоемкостью, надежностью аппаратуры, возможностью автома--тического и дистанционного режима, большим разнообразием схем измерений и методик геомеханической интерпретации их результатов.

Связь электрофизических параметров пород с пористостью, тре-щиноватостыо, влажностью, механическими напряжениями рассматривалась К.Лихтенэккером, И. Фэттом, A.M.Нечаем, И.И.Горюновым, М.П. Воларовичем, А.Т.Бондаренко, С.Г.Комаровы*, В.Н.Дахновда, А.С.Се-

меновым, Э,И.Пархоменко, В.Н.Кобрановой, O.A.Ватутиным и другими отечественными и зарубежными исследователями применительно к вопросам электроразведки и промысловой геофизики. Большой вклад в применение электрометрии на постоянном,низкочастотном переменном токе для контроля состояния пород при ведении горных работ внесли И.М. Петухов, А.С.Дальнов, А.А.Филинков, Л.М.Марморштейн, В.П.Боровков, М.П.Тонконогов, А.Ф.Честнов, А.А.Борисенко, Г.И.Кравченко, В.А.Аса-нов, В.Н.Бялобжесткий, Г.Я.Новик, И.Ю.Буров, В.Н.Опарин, Л.М.Лазаревич, А.А.Еременко, Ю.С.Погорелов, А.А.Паньков, В.А.Гоголин, О.И.Чернов, Н.Г.Ки и другие. Рядом ученых, в том числе, В.А.Смирновым, А.П.Скакуном, А.М.Чумичевым, М.П.Зборщиком, А.М.Малярчуком, Г.Г.Литвинским, В.Л.КасьЯновш, Э.М. Некрасовки,- В.Ф.Решетняком, А.Я.Логиновдо и другими развивались высокочастотные и активные радиоволновые методы контроля, отличительной особенностью которых является отсутствие непосредственного контакта с исследуемой средой, что способствует повышению стабильности измерений.

Принципиально новое направление в электромагнитных методах контроля заключается в использовании естественных, стационарных, нестационарных и импульсных, геоэлектрических полей. Их теоретической и экспериментальной базой являются работы В.Н.Дахнова, Ф.Вил-кенса, А.В.Бухникшвили,~А.П".Краева, Ю.С.Рысса, А.А.Петровского, Г.Б.Свешникова, А.И.Шелезняка, 'А.И.Герыанова, С.Ю.Баласаняна, A.C. Семенова, А.А.Огильви, А.Г.Тархова, Д.С.Коржинского, В.А.Жарикова, А.М.Горелика, Б.К.Матвеева и других авторов, посвященные электроразведке методом естественного электрического поля месторождений природных проводников и минерализованных трещинных коллекторов, а также результаты наблюдений и теория разного рода механоэпектри-ческих эффектов в кристаллах и горных породах, изложенные в работах А.А.Воробьева, В.Ф.Ширяева, Л.А.Защинского, В.Н.Сальникова, М. С.Мецика, М.И.Корнфельда, Г.И.Шевцова, Н.И.Мигунова, Л.М.Беляева, Ю.Н.Мартышева, H.A.Кротовой, Г.А.Соболева, P.M.Гольда, Р.Ш.Кильке-ева и других исследователей. Применение геоэлектрических методов в горном деле развивалось усилиями Б.Г.Тарасова, П.В.Егорова, В.В. Дырдина, В.В.Иванова, Д.В.Алексеева, А.И.Шиканова,. А.В.Дягилевой, А.С.Денисова, Л.А.Колпаковой, А.Н.Фокина и других.

Широкое применение электромагнитных, в частности, геоэлектрических, методов для контроля процессов в зонах трещинообразованкя и цементации сдерживается отсутствием надежных способов интерпретации результатов измерений в условиях одновременного действия из-

менений вещественного состава, влажности, деформирования скальных контактов и других факторов на электрофизические свойства горных пород, распределение искусственных и естественных электрических попей в зонах влияния выработок. Не изучена связь геоэлектрических процессов в зонах трещиноватости с динамикой заполнения трещин нестабильными цементными растворами и изменением их фазового состояния. Не разработано конструкций шахтной измерительной аппаратуры, обеспечивающей оперативные измерения в широком диапазоне свойств горных пород и частотных характеристик электрических полей, а также способов и методик контроля, увязанных с основными технологическими процессами горного производства.

2. Исследование электрических свойств неоднородного массива

горных пород в зонах трещинообразования и цементации

Анализ изменчивости минерального состава массивов сплошных медно-никелевых сульфидных руд Октябрьского месторождения показал, что наиболее вероятным является размер участка с геологически однородным составом от I до V м, что соизмеримо с протяженностью характерных зон опорного давления. Для основных .типов руд изменения удельного электросопротивления (УЭС) образцов происходят в диапазоне р - 2,4'Ю"^ - 3,1.10 Ом-м, а максимальные изменения превышают 3 порядка. Для учета минералогической неоднородности рудного массива предложено использовать электродный потенциал £ , величина которого зависит только от интенсивности электрохимических реакций. Для стандартных геомеханических условий измерений вне зоны опорного давления установлена корреляционная зависимость

где ры- УЭС рудного массива вне зоны опорного давления; */- ¿V-постоянные, для сплошных сульфидных руд имеющие значения: 4'= 0Д1;

4= 0,31;' Ъ3* 3,43; 6лш 0,77.

Корреляционный анализ данных лабораторных испытаний показал, что величина <э образцов руд возрастает линейно с увеличением плотности, нелинейно - с увеличением модуля упругости и предела прочности при одноосном сжатии. Физической основой этих связей является установленная по даннь« П.Делахея зависимость 5 от атомной массы основных минералообразующих металлов, определяющая более высокую интенсивность электродных реакций у более плотных проводников с металлической формой связи.

Эффективное УЭС'единичного объема с одной системой параллель- . ных трещин определится через составляющие тензора УЭС, нормальную к плоскости изотропии Рл. и параллельную ей Рп

где Р1 - УЭС породообразующего материала; р>£ - УЭС заполнителя трещин; 7П - коэффициент трещинной пустотности, выраженный через густоту и раскрытие трещин; оС - угол между вектором плотности тока и нормалью к плоскостям трещин.

Из (2) следует, что при увеличении Ш в реальном диапазоне Я2 <0,1 характер изменения составляющих рх и р>ц принципиально различен: Ух возрастает, а р>ц убывает, причем при У^/р1 > 10^ и />2.< Ю"2 соответствующие изменения и достигают нескольких порядков. Величины р^ и изменяются в следующих пределах: p^ - - 10® Ом-м - рудный массив независимо от влажности; р = 10® - 10 Ом-м - увлажненные пористые вмещающие породы; Д - 10^ - 10^ Ом-м - вмещающие породы при естественной влажности; р2_— о*3 - паз; = 0,5 - 50 Ом-м - минерализованный раствор. Таким образом, возможны следующие предельные случаи анизотропии:,

- трещиноватый рудный массив, породный массив с незапол-неннши или частично заполненными влагой трещинами; р>2 «-сухой малопористый породный массив с полностью заполненными трещинами; />2 «уО/ - увлажненный пористый массив (рг = р^ - -изотропная среда).

Для рудного массива, используя введенную К.В.Руппенейтсм относительную площадь скального контакта £ , из (2) следует

А 'А со5 > «з)

где /I - количество трещин на единичном интервале. ........

Из (3), в частности, следует, что в зонах интенсивной трещи-новатости рудного массива ( Л > 10) величина рк возрастает на 2-3 порядка, а влияние изменений с< существенно при с^>30°.

Под действием нормальных напряжений происходит деформирование скального контакта, приводящее н уменьшению раскрытия и увеличению £ , вследствие чего УЭС уменьшается на величину первых десятков процентов:

, ,Л).Е (о

1 -г/

А-А

V. р /

(4)

где Е - модуль упругости;/770 , £ - начальные значения 171 тл^ при €> » 0.

а и ""А пимпилот' А

При упругих деформациях <э < ( 0,2-0,5) <оСж выражение (4) можно аппроксимировать экспоненциальной зависимостью. В образцах и в массиве при отсутствии технологических трещин и хаотичной ориентации микротрещин порода приближается к квазииэотропному материалу. В этом случае направления главных значений тензоров рк и <о совпадают, для С -х компонент имеет место зависимость

• "(5)

Данная зависимость локгеервдена результатами лабораторных испытаний образцов сульфидных, магнетитовых руд и вмещающих пород при одноосном сжатии, когда было зафиксировано уменьшение рк на 4 - 22$. Для малопористых пород ( аргиллит, сланец) наблюдалось увеличение Рк того же порядка, что связано с выдавливанием из скального контакта поровой влаги. Для описания данного процесса можно использовать (5) с заменой знака в квадратных скобках.

С помощью уравнения (5) по эксгориментальньм данны* расчита-ны значения физических постоянных дня сульфидных руд (табл.1).

' Таблица I.

Значения постоянных образцов сульфидных РУД

Состав руды е. -ю? МПа /КО? См'м /Я>-Ю4 Д -го4

Халькопирит-пирротин Кубанит

Петландит-моихукит

7,0 9,9 5,4 240,0 3,0 11,0

1,005 2,349 0,305 1,494 1,417 12,755

Совместно с ВНИМИ и Ш0ИЦ НГМК проведены производственные эксперименты, в ходе которых контролировалось изменение рк участков массива при разгрузке вертикальной щелью и нагружвнии давильной установкой. Качественный характер и диапазоны изменения эффективного УЭС массива соответствовали лабораторным результатам, отдельные аномалии были связаны с неоднородностью поля напряжений вблизи фронта разгрузочной щели и "расшатыванием"рудных блоков при нагружении. Расчетное значение для рудного массива составило 4,34-Ю~3, но с учетом того, что /7„' =» (1-3) «10 , отношение определяющее диапазон изменения рк , для массива и образцов имеет один порядок.

. Заполнителем трещин $ зацементированной породе является цементный раствор. Изменение УЭС цементно-песчаной смеси в процессе фазовых переходов изучалось на лабораторной установке. Непосредственно после увлажнения смеси величина рк резко уменьшается, до-

стигая стабильного значения, близкого к УЭС раствора, сохраняется в течение 50-100 час до начала твердения и начинает возрастать. Через 300-1100 час в зависимости от минерализации раствора (для технической воды через 300-400 час) происходит полное химическое связывание воды, влажность образца достигает уровня естественной влажности породного массива, что приводит к■стабилизации его электрических свойств. При дальнейшем высушивании УЭС затвердевшего раствора достигает 20-40$ УЭС. сухой смеси. Формирование гаоэлект-рической структуры 'зоны цементации происходит в 3 этапа. Первый этап - заполнение раствором магистральных трещин. С учетом установленных В.А.ХямяляйненыМ закономерностей осаждения твердой и от-фильтровывания жидкой фаз раствора в заполняемом объема трещины можно выделить следующие" основные зоны: бёзосадочного течения I ( Якр ); седиментации П ( Якр -с % )• течения жид-

кой фазы Ш ( К ^ 2. < ), где Я , - радиусы, соответственно, зоны закритических скоростей, цементации, увлажнения

(рис.1а).

А

А

Рис.1. Схема заполнения трещины цементным материалом (а), графики изменения давления Р, раскрытия 8 (б) и составляющей УЭС рх по длине потока I на стадиях заполнения трещины (в), увлажнения блоков (г) и твердения (д) Поскольку подлежащие цементации технологические трещины преимущественно параллельны контуру выработки,, целесообразно ограни-

читься рассмотрением нормальной составляющей УЭС . с учетом распределения давления Р и изменения раскрытия трещины 3 по длине потока 1 (рис.16) согласно (2) на границе зоны течения жидкой фазы имеет место резкий скачок р± {рис.1в).С увлажнением породных блоков зона фильтрации становится проводящим включением с УЭС, близким к УЭС влаги р& , резко выраженным контуром, совпадающим с фронтом фильтрации (рис.1г). После снятия инъекционного давления происходит упругое восстановление массива, дренирование влаги из блоков, ее химическое связывание, твердение раствора. Координата скачка Рл перемещается на границу зоны цементации ( = = К ), величина УЭС в пределах этой зоны приближается к УЭС породного массива без технологических трещин р>л и пропорциональна остаточной пористости (рис.1д). Дальнейшие изменения обусловлены образованием вторичных трещин.

Поскольку контролируемая зона массива непосредственно прилегает к контуру выработки, необходим учет искажающего электрическое поле источника влияния полости и экранирующих элементов на ее поверхности (металлическая крепь, арматура, сетка, листовая опалубка и т.п.). Данная задача решалась аналитически и экспериментально на электролитической модели.

Теоретическая постановка задачи состояла в следующем. Рассматривалась трехслойная среда: затампонированный массив в виде полупространства с УЭС рх , плоский экран с толщиной А, и УЭС РИ , полость в виде полупространства с УЭС Пренебрегая анизотропией слоев, распределение потенциала точечного источника, находящегося в I слое на расстоянии 2Г от экрана, было найдено из решения уравнения .Лапласа путем сведения его к двум обыкновенным дифурав-нениям второго порядка методом разделения переменных. При р^оо, рй <Ар£ решение имеет вид:

2/*

у?

1± ; а ' (б)

где У - ток источника; & , 2- - цилиндрические координаты.

Выражение в квадратных скобках представляет собой искомый поправочный коэффициент К , где знак "-" соответствует наличию экрана на полости, "+" - его отсутствию ( ¿о 0).

Ввиду сделанных допущений область применения (6) ограничена. Для учета влияния формы выработки и изменения проводимости среды была использована электролитическая модель, в которой массив имитировался солянш раствором, залитым в непроводящую емкость, вели-

чину Рт в зависимости с?т концентрации раствора изменяли в диапазоне 0,3 - 30 Ом«м.

На рис.2 приведены зависимости поправочных коэффициентов для симметричной 4-электродной установки АМИВ ( АМ = МЛ = N8 =¿0 для радиальной скважины (Ъ = 0).

К

1А <

0,8 ¥

/ 2

/

* *

Рис.2. Зависимости поправочных коэффициентов от координаты средины зонда £3 :

1 - Рх > 30 Ом-м;

2 - 15-30 Ом-м; 3 - 0,2 -

2 Ол-м; 4 0,2.Ом-м, не-армированная выработка

г

& 3 & г5/ь

3. Исследование закономерностей формирования естественных электрических полей в трещиноватых массивах вокруг выработок

Поле регионального естественного гальванического элемента рудной залежи исследовалось в условиях Октябрьского месторождения сплошных сульфидных руд. Исследования окислительно-восстановительных потенциалов и кислотности проб шахтных вод позволили по методике М.Сато и Н.Муни оценить величину ЭДС залежи, которая составила 1120 мВ. С учетом соотношения УЭС рудного и породного участков цепи из решения А.А.Петровского следует, что рудное тело должно находиться под нулевым потенциалом, что подтверждено экспериментально измерениями в 20 геологических скважинах в районе верхней границы рудного тела. ..................................

Для расчета электрического,поля внутри рудного тела принята концепция локальных гальванических элементов, основными причинами существования которых являются неоднородность минерального состава руд и интенсивное окисление поверхности рудного массива в выработках. Установлено, что вокруг выработок образуются замкнутые контуры, включающие электроно- и ионопроводящие участки. Методом контурных токов определена разность потенциалов й Умы между электродом М, перемещаемы* по скважине, и электродом N , заземленнъм у

Г(1)-аГ»ЛЧ---ЩТЩГ' <*>

где <ом, - электродные потенциалы в точках заземления; £ - координата от контура по оси скважины; (2) = Црк(ъ)с1г - электросопротивление рудного участка контура; Яс (£) = Щ^'1'

- электросопротивление ионопроводящего участка; р1 (1)

- функция изменения линейного УЭС поверхностного слоя; СЪ(,

постоянные, ¿2,= 0,8 - 1,5; 0,7 - 3,0.

За счет изменения электрохимической активности руды на поверхности выработки для однородного по составу массива Уьм- = = (200-250) мВ. Функция рк (2 ) в соответствии с (3) определяется распределением интенсивности трещиноватости Я ( Ь). Проанализированы случаи задания рк{ £) ступенчатой и степенной функциями. Во всех случаях основное изменение У (57-9052) происходило на интервале 0 £ £ < ¡?н, где Яц - координата границы зоны технологической нарушенное™, на границе интервала функция у (£ ) приближалась к установившемуся значению Уус.

При экспериментальной проверке функция А ( &) в массиве определялась путем осмотра стенок скважины оптическим прибором РВП-456. Зафиксировано увеличение У от контура в пределах зоны трещиноватости на 120-160 мВ. Введен интегральный показатель Фп~ =» §¡[Т*с-№]с1г, величина которого линейно связана со средней интенсивностью трещиноватости /2- .

В неоднородном по вещественному составу рудном массиве на изменение потенциала ^ , обусловленное изменением трещиноватости, накладываются случайные изменения электродных потенциалов & (£). В этих условиях расположение границы зоны трещиноватости совпадает с локальна* максимума! на графике у (1). Участки массива с более высокими значениями § соответствуют более упругим слоям, воспринимающим большие нагрузки. Это является причиной косвенной связи потенциалов естественного поля с компонентами напряжений. При сопоставительных измерениях с методами разгрузки, дискообразования керна, сейсмическим, ультразвуковым в 19 скважинах зафиксировано совпадение расположения локальных экстремумов. Для большинства опытных, участков установлена линейная связь абсолютной величины У* с первым инвариантом тензора напряжений при коэффициентах корреляции 0,716-0,935.

Пространственно-временные геоэлектрические аномалии в районе образовавшейся и развивающейся трещины являются основной причиной радиоизлучения из очага разрушения. Рассмотрена модель' проводящей среды с малым периодом релаксации зарядов во внешнем стационарном электрическом поле с напряженностью 10 - В/м. Считая трещи-

ну эллиптическим включением на основе решения В.Смайта получено распределение составляющих напряженности электрического поля вдоль осей эллипса. Вводя изменение длины оси эллипса во времени через скорость развития трещины, считая источником излучения область, прилегающую к вершине, используя решение В.Я.Арсенина для волновой зоны, определено изменение во времени напряженностей электрической и магнитной составляющих поля. Амплитудо-частотная характеристика напряженности электрической компоненты поля после учета суперпозиции всех излучающих пор в единице объема и преобразований Фурье имеет следующий вид;

Р ЛЛ- ПГ А / (8)

ым- гяр У77"

где £ - частота; £г - напряженность геоэлектричёского поля;

- число излучающих пор в единице объема (по оценкам А.А.Воробьева порядка Ю®); - абсолютная магнитная проницаемость среды; Я - расстояние-до очага; С1 - скорость развития трещины (порядка скорости звука в горных породах, Ю м/с); 2>у- радиус кривизны вершины трещины ( по оценкам Г.П.Черепанова 10 м); л/- полоса пропускания приемника.

С учетом затухания поля за счет скин-эффекта из (8) следует, что при уО ^10 Ом-ми у > Ю6 П* глубина распространения излучения не превдаает 10 м, а при уО >10 Ом-м и /<10® Пц оно может быть зарегистрировано на расстоянии более 10^ м. Частотный диапазон устройства регистрации радиоизлучения должен составлять Ю5 - 10® Гц при повышении порога чувствительности с увеличением £ от I до Ю"2 мВ/м. .

Исследование электрического поля фильтрации включало оценку уровня £ - потенциалов для безрудных горных пород и установление связи параметров поля с режимом нагнетания и геометрией зоны фильтрации. Установлено, что максимальная величина диффузионно-адсорбционного потенциала ^двойного электрического слоя (ДЭС) нелинейно возрастают с увеличением концентрации раствора С , в большей мере зависит от электродного потенциала металла растворенной соли и подвижности аниона ОН". Время формирования ДЭС составляет 10100 с и обратно пропорционально С . С уменьшением размеров сцементированных частиц и увеличением адсорбирующей поверхности величина ^/т? возрастает в ряду "конгломёрат-песчаник-алевролит" от 25 до 160 мВ.

Рассматривая заряженную трещину при плоскорадиальном течении раствора как сдвоенный конденсатор, определяя заряд элементарного

участка, ток вынужденного переноса анионов потоком жидкости через градиент давления и приравнивая его току проводимости, для стадии нагнетания, предшествующей увлажнению блоков, получено дифференциальное уравнение

* ¿УМ (9)

8 // ¿г ¿р/г '

где 8 - абсолютная диэлектрическая проницаемость раствора; к -коэффициент трещинной проницаемости; уИ - коэффициент динамической вязкости.

Решение (9) относительно потенциала ^ и напряженности поля Е показывает, что гидро- и электродинамические параметры зоны фильтрации описываются аналогичными уравнениями. Это позволяет, измеряя у та £ , судить о распределении скорости фильтрации, давления, проницаемости пород.

С учетом распределения давления (рис.16) зона распространения цементного раствора представляет собой объемно заряженное тело, потенциал на поверхности которого ¥<р зависит от распределения Р в нагнетательной скважине. Аппроксимируя зону фильтрации вытянутым сферовдом с полуосями С и ¿2- ( С> &> )( получена зависимость потенциала в точке контроля на расстоянии Ь от центра сфероида от эффективного радиуса фильтрации & : .

<?-' % ' ^У^7 . сюу

гд0 /

, . =,£п.- /" ■'" - коэффициент измеритель-

~\}Сг~12 С - уС ной установки;

На конечных стадиях нагнетания вместо (10) можно использовать линейную зависимость ^ , соответствующую поляризованной сфере. **

4. Разработка принципов построения и методик испытаний

комплекса шахтной геоэлектрической аппаратуры

Основными техническими требованиями к геоэлектрической аппаратуре являются следующие: диапазон измерения УЭС - от Ю"5 до Ю5 Ом-м, естественных потенциалов - от Ю-4 до 2 В при входном сопротивлении не менее 10^ Ом, ослаблении полей промышленной частоты по уровню не менее 60 $ и компенсации постоянных полей поля-

риэации, диапазон частот гармонической составляющей импульсного радиоизлучения - 10^-10® Гц, чувствительность- - мВ/м.

Комплекс аппаратуры включает милливольтметр МК с набором скважинных неполяризующихся и потенциал-электродов, каротажный прибор КП с четырехэлектродным зондом, индукционный датчик ДО, регистратор электромагнитного излучения РЭМИ.

Комплект для измерения естественных электрических полей в скважинах разработан на основе принципов построения электроразведочной аппаратуры, максимальная погрешность измерений истинных значений ^ - 5-7£, £ - 10-15$.

Каротажные приборы серии КП содержат генератор тока и измерительный тракт. Отличительной особенностью прибора КЛ-2 является импульсный режим работы, позволяющий использовать достоинства каротажа на постоянном токе (линейность шкалы, фильтрация помех промышленной частоты) с полной автоматической компенсацией постоянных полей поляризации. Основной диапазон измерения УЭС - Ом-м

при максимальной погрешности 15-20%.

Индукционный датчик ДИ предназначен для бесконтактного измерения УЭС при Рк<Ю Ом-м путем наведения в массиве переменного магнитного поля частотой 45-50 кГц и измерения ЭДС, наводимой вторичным магнитным полем вихревых токов. Отличительными особенностями датчиков ДИ-1 и ДЙ-2 являются, соответственно, использование резонансных контуров в генераторной, измерительной цепях и импульсный режим генерации. Разработана методика тарировки индукционных датчиков с использованием эталонировочных колец, предусматривающая построение осевой и радиальной характеристик, что позволяет повысить точность измерений в пределах зоны трещиноватости, где геоэлектрические аномалии соизмеримы с размерами датчика. Верхний предел чувствительности датчика ДИ-1 составляет 30 Ом*м, ДЙ-2 - 10 Ом.м, нижний - не ограничен. Максимальная погрешность измерений на линейном участке диапазона - 15-20Й.

Широкополосный регистратор РЭМИ включает высокочастотный тракт, выполненный по схеме супергетеродинного радиоприемника, аналого-цифровой преобразователь, нормализаторы амплитуды и длительности импульсов. Частотный диапазон и чувствительность РЭМИ соответствуют результатам анализа уравнения (8). В конструкцию РЭМИ введен регулятор чувствительности, что позволяет, произведя в лабораторных условиях тарировку от калиброванного источника излучения', определить его мощность в диапазоне 10" ®_10 Вт. Аппаратура обеспечивает контроль частоты следования импульсов при

измерениях в выработках и скважинах, а также оценивать расстояние до очага разрушения по результатам бесскважинных измерений на двух частотах по формуле

я-

Щ вЯ- №) /л -да»

где и>1, - рабочие частоты; , Р^ - фиксируемая мощность источника излучения.

Разработанная аппаратура содержит только искробезопасные цепи, надежна при шахтных измерениях.

5. Разработка способов геоэлектрического контроля и исследование физического состояния неоднородных трещиноватых массивов

Для учета случайных изменений минерального состава руд при относительной оценке напряженного состояния рудного массива введен безразмерный электрометрический параметр Кр , величина которого линейно зависит от средних напряжений (первого инварианта тензора) <Оср

к Гг

р ' (К)

где Рн ( 2) - расчетная величина УЭС рудного массива, определенная по результатам измерений электродного потенциала <§ (£) из уравнения (I) и приведенная тем самым к значению напряжения

&Н ) вне зоны опорного давления; Д - коэффициент структурного ослабления массива.

Приращение абсолютных значений <эср можно расчитать, используя данные изменений Рк во времени:

г А

л ¿п

«3)

Сопоставительные измерения комплексндо геоэлектрическим методом с методами вдавливания индентора и сейсмическим на 4 контрольных станциях на руднике "Октябрьский" показали совпадение размеров характерных зон опорного давления.

Анализ информационных показателей по методике И.А.Турчанинова позволил установить, что в условиях сульфидных полиминеральных

руд введение безразмерного параметра Кр при комплексном контроле позволило повысить информативность электрометрии с 0,05 до 1,36 бит, т.е. достичь уровня метода разгрузки (1,25 бит).

Экспериментальный контроль трещинообразования в рудных массивах проводился на удароопасных рудных месторождениях Сибири: Октябрьском, Таштагольском, Константиновском. Основной задачей исследований являлось определение размеров и формы зон трещиноватости вокруг выработок, интенсивности трещин в этих.зонах.в различных-горнотехнических условиях. Контроль проводился методом потенциалов естественного поля ^ (информативность 2,25 бит) и УЭС (2,09 бит), которые уступали по информативности только реометрии(2,69 бит).

На рис.З приведены характерные графики изменения размера зоны технологической трещиноватости Ян и интегрального показателя Флна участках с различной степенью влияния горных работ при сплошной слоевой системе разработки с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью (рудник "Октябрьский").

а б

Рис.З. Изменение (а) и Фл (б) во времени й : I - в зоне сейсмического влияния буровых работ; 2 - вне зоны влияния горных работ; 3 - в зоне полной надработки

Контроль параметров и Фц не отражает в полной мере динамики процессов трещинообразования, поэтому был введен комплексный показатель , \пФ \г. 7~, ТТ7

Обобщение наблюдений позволило установить следующую градацию интенсивности трещинообразования: <0,1 - слабое, 0,1 ^ ^^ 0,4 -умеренное, > 0,4 - интенсивное.

Установлено, что при выемке защитного горизонтального, слоя

происходят процессы разгрузки и упругого восстановления, аналоги^ чные полной надработке. При ведении работ в районе разрывного тектонического нарушения более интенсивное разрушение происходит в смещенной части массива. Уточнены границы зон разгрузки от высоких концентраций напряжений при камуфлетном взрывании.

Цикл измерений в веерах скважин, пробуренных радиально в выработках, пройденных параллельно направлению главных напряжений и перпендикулярно к нему, позволил установить закон изменения :

(14)

где Г - реологическая постоянная, 28-35 мес.; Кн ус - установившееся значение Ян при £ 0,0 .В выработках первого тит. контур нарушенной зоны повторял контур выработки, Д = 1-1,8 м при Ф0 - 0,1-0,15, в выработках второго типа эта зона имела форму эллипса с большей полуосью, перпендикулярной <5/, величина Ян по этой полуоси достигала 3-4 м при = 0,2-0,3. В рудных массивах с'четко выраженной неоднородностью наблюдалась зональная структура зоны трещиноватости.

Одним из важных вопросов при ведении горных работ является контроль степени нарушенности опорных и предохранительных целиков. В табл.2 приведено изменение интегральных показателей Ян , , Фц для двух целиков. Степень нарушенности целика оценивалась отношением площади его ненарушенной части к полной площади в плане (числитель - начало наблюдений; знаменатель - окончание).

Таблица 2

Изменение интегральных показателей состояния целиков

Горнотехнические Ян . м Фп.,

условия - мВ-м 1/мес

Целик между слоевыми 0,90 ' 306,0 0,120 0,585 ортами, отработка па- 1,50 449,0 0,175 0,292 не ли эаходками

Целик между буровым 1,20 110,0 0,190 0,910 штреком и забоем очи- 5,25 1360,0 13,600 0,250 стной камеры

В целике между слоевыми ортами разрушение в течение .15 мес. происходило равномерно, с умеренной интенсивностью. Целик между буровыми штреками прилегал к камере, отбойка в которой велась на всю мощность рудного тела со средней скоростью 0,4 м/сут. До дос-

тижения критического размера (ЛКр= 20 м) трещинообразование в целике было умеренным (.сРц<0,4), при дальнейшем движении фронта камеры процессы разрушения целика резко интенсифицировались, величина на 2 порядка превысила ранее установленный критерий. Во всех случаях при разрушениях в приконтурных зонах целиков внутри их фиксировалось жесткое" ядро, площадь которого составляла Ю-2С$ от площади целика в плане. Установлен критерий потери устойчивости целика - <0,4.

На руднике "Таштагольский" в ходе промышленных испытаний системы непрерывного этажно-принудительного обрушения контролировалось состояние железорудного блока при массовом взрыве в соседнем блоке. Установлено, что в глубине рудного блока на расстоянии от верхней границы 8-12 м образуется нарушенная зона шириной 2-4 м. . Параметры трещиноватости этой зоны до и после взрывания приведены в табл.3.

Таблица 3

Параметры трещиноватости зоны ослабления рудного блока

П , 1/м

м

Фп, Ом-м*

сРй, 1/мес

13.4 2,25 4,63 -

23.5 2,50- 8,59 4,82

Раскрытие трещин происходит скачкообразно и с высокой интенсивностью (Фд»0,4). Основной причиной образования подобных зон, размеры которых могут достигать 5-10% от высоты блока, является сочетание высоких тектонических напряжений и мощного сейсмического взрывного воздействия, поэтому рассмотренный процесс лавинообразного трещинообразования может квалифицироваться как глубинный горный удар.

На основе результатов исследований для Октябрьского, Тапгга-гольского и Константиновского месторождений разработаны методики прогноза удароопасности участков выработок с использованием эмпирических номограмм, утвержденных ШШИ и головными организациями.

Совместно с д.т.н.В.В.Дырдиным, П.В.Егоровым, Н.Г.Дубыниным и др. разработаны геоэлектрические способы и устройства для контроля удароопасности участков выработок при ведении горных работ (а.с. №№ 935854, 1121456, 1227018).

Обосновано применение на основе геоэлектрического контроля инъекционного упрочнения трещиноватых пород для создания несущих-оболочек вокруг выработок, способствующих снижению удароопасности массива за счет блокирования распространения волны разрушения,

уменьшения неравнокомпонентности и градиентов напряжений, а также повышению устойчивости участков массива, приведенных в неудароопа-сное состояние путем разупрочнения.

6. Разработка способов контроля и исследование процессов

цементации трещиноватого породного массива

Основные этапы непрерывного контроля состояния трещиноватого породного массива при его инъектировании: оценка неравномерности распределения пустотности и поглощающей способности участка упрочнения до нагнетания; контроль распространения раствора и осаждения твердой фазы в скважине при нагнетании; определение степени заполнения трещин раствором и уровня остаточных пустот; контроль интенсивности вторичного трещинообразования при эксплуатации выработки.

Зона фильтрации тампонажного раствора представляет собой проводящее включение, которое в первом приближении может быть аппроксимировано сферой. Из решения задачи для потенциала в точке М точечного источника А в бесконечной однородной среде в присутствии сферического включения радиуса & , получено следующее выражение для потенциальной установки:

у* 1Е / /а) 7 Аля 1 Ш

(а\ъ

2

(15)

4п\. и/(¿г+/?г//2\

где Я = АМ; >6 - расстояние от М до центра сферы.

' Изменение эффективного радиуса зоны фильтрации можно оценить, используя уравнение

Ш

'к

'

где кс - коэффициент, зависящий от расположения электродов схемы относительно включения, кс-= 1-1<3; ^ - значение У при £2 = 0.

Контроль за распространением фронта фильтрации возможен также по схеме.регистрации тока, поскольку сопротивление заземлитёлей Яз в двухслойной среде зависит от перемещения границы слоев. Для сферических заземлителей зависимость £¿(¿2) весьма нелинейна, что снижает информативность контроля. При использовании в качестве стержневого заземлите ля иньектора нелинейность на начальных стадиях снижается. Принципиальная возможность геоэлектрического контроля при нагнетании подтверждена результатами электролитического моделирования зоны фильтрации в виде проводящего цилиндра, а также опытного контролируемого нагнетания, когда при изменении радиуса фильтрации от 0 до 0,4 м уменьшение рК составило 365?.

Контроль режима нагнетания осуществляется по параметрам филь-

трационного поля. Способ контроля неравномерности поглощения раствора массивом основан на связи (Ю) глубины распространения раствора Л с величиной потенциала У поля фильтрации, а контроль перекрытия устьев трещин осевшими твердыми частицами - на уменьшении до нуля напряженности этого поля при нулевом градиенте давления в трещине (отсутствии фильтрации) согласно уравнению (9).

При существенной неравномерности поглощения раствора качество цементации может быть повышено путем установки в нагнетательные скважины изолирующих покрытий с прорезями или инъекторов специальной конструкции, автоматически регулирующих гидродинамическое сопротивление движении жидкости пропорционально поглощающей способности массива, а также установкой в массиве на стадии его деформирования специальных анкерных упоров.

Объем пустот в контролируемом массиве при'последующей цементации на участке выработки длиной I*, с приведенным радиусом и центральным углом сектора контроля д в общем случае определяется из следующего выражения Япр+в* в

* ар О о

где & , б , У - цилиндрические координаты.

Функцию в расчетах принимают постоянной или аппрок-

симируют степенной зависимостью. Учитывая, что магистральные технологические трещины, подлежащие цементации, параллельны контуру выработки, не заполнены или частично заполнены влагой (^г»/5/ ), из (2) следует, что функцию Ш {1) можно определить через функцию УЭС: рк(г)

г ------

/>Л (#н) (И)

где Шн - трещинная пустотность пород без технологических трещин, определяемая по данным геологической службы. При измерениях в одиночной скважине

I

где - глубина электрофизического контроля, принимаемая равной половине разноса питающих электродов.

Качество цементации оценивают по соотношению пустотности в пределах контролируемого участка до и после нагнетания, опреде-

ляя коэффициент заполнения трещин раствором Кз и объем остаточных пустот Нас-

На рис.4 приведены графики распределения параметров трещинова-тости при цементации пород гл.квершлага гор. +180 м шахты "Нагорная" ( Л" - в и на I м выработки).

а б

м V и /

0,9 ОЛ

к

V и

ч ч4. $ 1 \

ч / \

100

гоо зоо

?>

м'/м 0,{к

ОД

0,1 0,03 0,06

Кг

г" т 1

л' \

х 1 / А \

л / ^ V

100

X

40 37 го /о о

200 300

Рис.4. Изменение параметров трещиноватости по длине выработки I до (а) и после (б) цементации: I - ; 2, 3-Я" ; 4 -К3

Геоэлектрический контроль после цементации возможен только после дренирования и химического связывания влаги, поскольку остаточная влага уменьшает УЭС породных блоков и увеличивает величину £ пропорционально относительной влажности порода Данный период составляет более 300 час. При необходимости контроля в этот период производят искусственное ввагонасьщение массива, когда УЭС пород рнасзависит только от остаточной пористости:

Ртк <г*;=

(20)

где С^ и Сг - постоянные, по данным В.Н.Дахнова и Э.И.Пархоменко 0,4-1,6; С2 = 1,3-2,5;~ р& - УХ влаги.

При качественной цементации величина рнчодолжна быть не ниже, чем в ненарушенном массиве.

Вторичное трещинообраэование в зацементированном массиве со-прововдается увеличением пустотности, относительное изменение которой связано с УЭС массива

- Р«оСг) 1

Наблюдения-за состоянием камеры гидроподьема гор.-260 м шахты "Юбилейная" после ее цементации показали, что вторичное трещи-

нообразование в массиве алевролита происходит в пределах всей зацементированной зоны, а в более прочном массиве песчаника локализовано в зоне контакта с бетонной оболочкой шириной 0,5-0,7 м.

7. Внедрение разработанных аппаратуры и способов геоэлектрического контроля на горных предприятиях

Экспериментальные образцы каротажного прибора, индукционного датчика и регистратора электромагнитного излучения испытаны Вост-НШ, признаны соответствующими ГОСТ 22782.5-^3 и 227.82.0-81 и пригодными для эксплуатации в шахтах, опасных по газу и пыли. Опытные образцы аппаратуры включены ИГД им.А.А.Скочинского в состав телеметрической системы контроля состояния массива на угольных шахтах Донецкого бассейна.

" Способ определения расстояния от очистного забоя удароопасно-го.пласта до тектонического нарушения внедрен на шахте "Анжерс-кая" ПО "Северокузбассуголь".

Таблица 4

Результаты внедрения методик контролируемой цементации

Выработка, длина Горнотехниче ские Цель Экономичес-

участка цемента- условия контроля кий эффект,

ции тыс.руб.

(цены 1991г.)

1. Сбойка ОД гор.+ Цементация с при- Оценка качества 40 м ш."Киселевская" менением опалубки породобетонной 12,3 м ОМП оболочки

2. Камера гидроподъ- Бетонирование,це- Состояние эаце- 56,6 ема ш."Юбилейная", ментация, уплот- ментированного

150 м нение жидким сте- массива

к л ом

3. Гл.квершлаг гор. Водоприток,нару- Оценка пустот- 153,6 +180 м ш."НагорнаяV шение крепи.Там- ности,контроль

360 м понаж,цементация цементации

4.- Пут.квершлаг гор. Пересечения с Оценка пустот- jgg 7 +180 м ш."Нагорная", угольными пласта- ности,контроль

116 м (б участков) . ми.Цементация цементации

5. Пут.квершлаг гор. Возведение стале- Контроль стру--260 м ш. "Юбилей- бетонной крепи с к туры зоны це-ная", Юм применением инве- ментации

нтарной, опалубки

Методики оценки напряженного состояния, трещиноватости и степени удароопасности рудного массива внедрены на участках ведения горных работ на Октябрьском месторождении медно-никелевых сульфидных руд ( общая длина контрольных скважин более 25 тыс.м), Ташта-гольском железорудном (350 м) и Константиновском золоторудном (120 м). Разработанные рекомендации использованы при корректировании параметров систем разработки рудных месторождений, при контроле устойчивости и прогнозе удароопасности участков выработок. Экономический эффект по руднику "Октябрьский" составил 128 тыс.руб. ( в ценах 1991 года ), т.е. более I руб. на I м контрольной скважины.

Методики контролируемой цементации породного массива внедрены на Ю участках цементации горных пород при строительстве капитальных выработок на шахтах Кузбасса (табл.4). Суммарный экономический эффект составил 395,3 тыс.руб., т.е. 5-10|6 от общей стоимости проходки и крепления выработок. Экономия получена эа счет снижения трудоемкости работ, объемов бурения, экономии материалов и снижения сроков строительства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе изложены научно обоснованные технические решения по созданию способов геоэлектрического контроля параметров трещиноватости и цементации пород вокруг выработок, обеспечивающих повышение безопасности горных работ в условиях уда-роопасных и неустойчивых пород, экономию материальных ресурсов и трудозатрат, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в горнодобывающих отраслях промышленности.

Основные результаты, выводы и рекомендации сводятся к следующему.

I. Исследованы факторы, влияющие на формирование электрических свойств горных пород в зонах трещиноватости. В рудном массиве наибольшее влияние на изменение эффективного УЭС оказывают интенсивность трещиноватости, раскрытие и ориентация трещин, изменчивость минерального состава руд, для породного массива наибольший вес имеют трещинная пустотность и степень влагонасьщен-ности пород. Неоднородность вещественного состава сплошных сульфидных и магнетитовьи руд является причиной изменения УЭС рудного массива на 1-2 порядка, происходящего на интервалах, соизме-

римых с размерами зон опорного давления. Электродный потенциал руд однозначно связан с УЗС и физико-механическими постоянными, вследствие чего он может использоваться в качестве.меры минералогической неоднородности рудного массива. Под действием механических напряжений в процессе деформирования скальных контактов трещин УЭС руд и пород уменьшается в диапазоне 5-30% по закону, близкому к экспоненциальному. При хаотичной трещиноватости направления главных компонент- тензоров УЭС и нормальных напряжений совпадают. Интенсивность изменения УХ при нагружении определяется начальной пористостью и относительной площадью скальных контактов, величины которых составляют соответственно для рудных образцов (0,3-15).10"^ и (1,5-13)-Ю"^, для массива эти параметры на порядок выше.

2. При заполнении трещин цементным раствором и увлажнении породных блоков влагой раствора происходит формирование локального проводящего включения. При твердении раствора и достижении уровня естественной влажности массива через 300-1X00 часов с момента нагнетания величина УЭС зацементированного массива определяется его остаточной пористостью и пустотностыо вторичных трещин. Для учета влияния полости выработки и экранирующих металлических конструкций на ее контуре следует вводить поправочные коэффициенты, которые для 4-электродного градиент-зонда изменяются в диапазоне 0,45-1,55.

3. Основной причиной стационарных электрических полей внутри рудной залежи является образование замкнутых контуров, ЭДС которых определяется разностью электродных потенциалов рудных-участков и неравномерностью их окисления на поверхности выработок и скважин. В зонах трещиноватости однородного рудного массива отрицательные аномалии, потенциала f, составляют 50-250 мВ, а величина интегрального показателя функции линеШо зависит от средней интенсивности трещин. В неоднородном по вещественному составу массиве граница, нарушенной зоны совпадает с локальньм максимумом У , расположение экстремальных значений в зоне опорного давления качественно соответствует распределению средних механических напряжений.

4. При трещинообраэовании в проводящем массиве происходят'пространственно-временные вариации естественного электрического поля, что является причиной электромагнитного, излучения. С увеличением частоты гармонической составляющей амплитуда сигнала пропорциона-

льна / а минимальный уровень изменяется от I мВ/м при $« « Ю5 Гц до Ю мВ/м при у — Ю8 Гц.

5. При движении цементного раствора по магистральньм трещинам формируется фильтрационное электрическое поле, напряженность которого пропорциональна проницаемости массива и градиенту давления. Зона фильтрации представляет собой поляризованное тело, эффективный радиус которого связан с потенциалом поля нелинейной зависимостью на начальных стадиях нагнетания и близкой к линейной - на конечных.

6. Контроль естественных и активных электрических полей в трещиноватых массивах горных пород обеспечивает комплекс аппаратуры: каротажный прибор для контактных измерений УЭС с импульсным режимом питающей и компенсационной цепей; датчики индукционного каротажа с резонансными контурами в цепях главных катушек и импульсной генерацией электромагнитного поля; широкополосный регистратор электромагнитного излучения с промежуточные преобразованием частоты сигнала и регулированием порога чувствительности. Повышению точности контроля способствует лабораторная тарировка: осевой и радиальной чувствительности индукционных датчиков, зависимости минимальной фиксируемой мощности электромагнитного сигнала от ра-рабочей частоты регистратора.

7. Учет1 случайных изменений минерального состава руд при контроле состояния трещиноватого массива основан на отношении измеренного УЭС к значению УЭС, определяемому расчетные путем по величине электродного потенциала в точке замера и приведенному тем са-мьм к стандартным условиям вне зоны опорного давления.

8. Форма и размеры зон технологической трещиноватости вокруг выработок зависят от геологического строения массива, величины и направления главных напряжений, уровня сейсмического воздействия, влияния зон под- и надрабогки, геологических нарушений. Контроль трещиноватости массивов обеспечивает получение следующих количественных характеристик изменения их физического состояния:

- интегрального показателя динамики трещинообразования по изменению размеров зон и интенсивности трещиноватости во времени;

- показателя устойчивости целиков по соотношению их площади в плане к площади нарушенных зон;

- категорий удар'оопасности участков выработок по соотношению расстояния до максимума, коэффициента концентрации напряжений и геометрических параметров выработки на основе номограмм, разработанных ВНШИ; .

- параметров слоя инъекционного упрочнения вокруг выработки, способствующего снижению удароопасности за счет остановки волны разрушения, уменьшения градиентов и неравнокомпонентности.напряжений, повышению устойчивости выработок, приведенных в неударо-опасное состояние путем разупрочнения.

9. Контролируемую цементацию трещиноватого породного массива обеспечивают следующие технические решения:

- до цементации оценивают неравномерность распределения пустот и поглощающей способности пород по длине выработки и глубине массива с целью корректирования расхода материалов, густоты сетки скважин, а "также применения специальных способов и устройств для равномерного распространения раствора и перекрытия цементационных зон; " '

- в процессе нагнетания- корректируют его режим; учитывая динамику движения раствора в зоне фильтрации по изменению ее УЭС,

а также осаждение твердой фазы раствора в скважине и кольматацию устьев трещин, контролируя поинтервально напряженность фильтрационного электрического поля;

- степень заполнения трещин цементным раствором устанавливают по соотношению суммарного объема пустот в контролируемом объеме массива до и после цементации, размеры и расположение, зон остаточных пустот определяют путем искусственного влагонасыцения пород и сопоставления их УЭС с опорными значениями;

- при эксплуатации выработок контролируют интенсивность вторичного трещинообразования в зацементированном массиве.

10. Разработанные способы, аппаратура и методики контроля внедрены в производство на угольных шахтах и рудниках Сибири. Экономический эффект от применения геоэлектрического контроля при прогнозе удароопасности участков выработок вместо метода дис-кообразования керна составляет в ценах 1991 года-более I руб. на I м контрольной скважины, а при контролируемой цементации трещиноватых горных пород - 5-10% от общей стоимости.проходки и крепления выработки.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1. Хямяляйнен В.А., Простое С.М., Сыркин П.С. Геоэлектрический контроль разрушения и инъекционного упрочнения горных пород.- М.: Недра, 1996.- 288 с.

2. Тарасов Б.Г., Простое С.М., Дырдин В.В. Применение бесконтактного индукционного электрометрического метода для оценки напряженного состояния и физических свойств призабойных зон горных массивов// Измерение напряжений в массиве горных пород: Материалы У Всес. семинара. 4,1. - Навосибирск, 1976.- С.93-95.

3. Тарасов Б.Г., Простои С.М., Дырдин В.В. Исследование напряженного состояния сульфидных массивов комплексным электрометрическим методом// Рудничная геоэлектрика: Труды/ I Всес.семинар по примен.электрометр.методов. - Кемерово, 1977,- С.52-63.

4. Простое С.М. О связи параметров структурной нарушенности сульфидных массивов с распределением потенциалов естественного электрического поля// Вопросы рудничной аэрологии: Труды/ Кузбас. политехи, ин-т,- Кемерово, 1977.- Вып.У,- С.146-152.

5. Определение участков повышенных напряжений в массиве методом электрометрии/ Б.Г.Тарасов, В.В.Дырдин, С.М.Простов и др.// Изв.вузов. Горный журнал.- 1979.- #6. - С.9-10.

6. Определение участков повышенных напряжений в массивах сульфидных руд// Б.Г.Тарасов, В.В.Дырдин, С.М.Простов и др.// Горный журнал.- 1979.- №3.- С.58-59.

7. Иванов В.В., Простое С.М., Дырдин В.В. Зависимость электросопротивления высокопроводящих трещиноватых пород от механических напряжений// Изв.вузов. Горный журнал.- 1979.- №11.- С.6-10.

8. Иванов В.В.-, Простое С.М. О параметрах импульсного электромагнитного излучения при хрупком разрушении горных пород// -Изв.вузов. Горный журнал.- 1981,- №12,- С.1-4.'

9. Моделирование фильтрации тампонажных. растворов/ В.А.Хямяляйнен, Е.Я.Макаров, С.М.Простов, П.С.Сыркин// Изв.вузов. Горный журнал.- 1991.- №2.- С.4-7.

10. Электрометрический контроль состояния упрочненного массива на шахте "Юбилейная"/ В.А.Хямяляйнен, С.М.Простов, Е.Я.Макаров и др.// Подземное и шахтное строительство.- 1991,- №5,- С.7-Ю.

11. Хямяляйнен В.А., Простов С.М., Иванов В.В. Влияние экранирования выработки на результаты электрометрического контроля качества тампонажных работ// Изв.вузов. Горный журнал.- 1991.- №9.-С.42-46.

12. Простов С.М., Хямяляйнен В.А., Сыркин П.С. Электрометрический контроль остаточных пустот в упрочненном инъекцией горном массиве// Организационно-технические проблемы шахтного строительства: Сб.науч.тр./ Кузбас.политехи.ин-т.-Кемерово, 1992.- С.135-139.

13. Хямяляйнен В.А., Простов С.М., Козляков_Н.П. Оценка трещинной пустотности при последующем упрочнении горных пород цементацией/7 Совершенствование технологии строительства горных предприятий: Сб.науч.тр./ Кузбас.гос.технич.ун-т.- Кемерово, 1994.-С.84-88.

14. Хямяляйнен В.А., Простов С;М. Контроль физических процессов в породном массиве при цементации// Экологические проблемы горного производства, переработка и размещение отходов: П науч.-movit trnarh • TTfwiton«'_ w . м»_яа мг"ту 1995 - С 59C-5Q2 '

15. Исследование процессов s породном массиве при возведении сталебетонной крепи/ В.А,Хямяляйнен, С.М.Простов, В.М.Удовиченко, Ю.Ш.Агафонов// Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых: Межвуз.научно-техн.сб.- Новокузнецк, 1995.-Вып.1.- C.II7-I24. .

16. Хямяляйнен В.А., Простов С.М., Агафонов Ю.Ф. Контроль качества, упрочнения породного массива цементацией на участке капитальной выработки// Научно-технические проблемы подземного и наземного строительства: Сб.науч.тр./ Кузбас.гос.техн.ун-т. - Кемерово, 1995.- С.19-24.

17. Хямяляйнен В.А., Простов С.М., Агафонов Ю.Ф. Контроль состояния породного массива на участках пересечений капитальной выработки с угольными пластами// Научнс-техкичсские проблемы подземного и наземного строительства: Сб.науч.тр./ Кузбас.гос.техн. ун-т.-Кемерово, 1995,-С.44-50. ....... -

18. Хямяляйнен В.А., Простов С.М., Сьфкин П.С. Электрофизический контроль распространения тампонажного раствора в процессе нагнетания// Изв.вузов. Горный журнал.- 1995,- Ж.- С.63-66.

19. Хямяляйнен В.А., Простов С.М. Электрическое поле при фильтрации инъекционного раствора// ФТПРПИ. - 1995.- №4.- С. 52-56.

20. Хямяляйнен В.А., Простов С.М., Сыркин П.С. Электросопротивление зацементирозанных трещиноватых пород// ФТПРПИ.- №5.~

С.49-53.

21. Простов С.М. Перспективы развития электромагнитных способов контроля физических процессов в породном массиве// Актуальные вопросы подземного и наземного строительства: Сб.науч.тр./ Кузбасс.гос.техн.ун-т.-Кемерово, 1996,-C.II8-I25.

22. Простое C.M. Комплекс аппаратуры для геоэлектрического контроля состояния и свойств породного массива// Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых: Межвуэ.науч-но-техн.сб.- Новокузнецк, 1996,- Вып.2.- С.87-93.

23. Тарасов В.Г., Простое С.М., Дырдин В.В. Исследование взаимосвязи локальных свойств массивов сульфидных руд с распределением электрических параметров// Отражение современных полей напряжений и свойств пород в состоянии скальных массивов: Тезисы докладов симпозиума.- Апатиты, 1977.- CI08.

24. Тарасов Б.Г., Простов С.М., Дырдин В.В. О закономерностях распределения параметров естественного электрического поля сульфидных залежей вокруг выработок в условиях неоднородности свойств массивов// Комплексные исследования свойств горных пород и процессов: Всес.научная конф.вузов СССР с участием НИИ.- М.: МГИ, 1977,4.1.- С.72.

25. Использование геоэлектрических полей для решения отдельных задач горной геомеханики/ Б.Г.Тарасов, В.В.Дырдин, В.В.Иванов, С.М.Простов и др.// Горные удары, методы оценки и контроля ударо-опасности массивов горных пород: Мат-лы У1 Всесоюз.конф.по механике горных пород. - Фрунзе: Илим, 1979.- С.364-370.

26. Простов С.М., Факторович П.Д., Дырдин В.В. Индукционный датчик для контроля нарушенности рудного массива по величине его электропроводности// Применение средств контроля и обеспечения устойчивости кровли горных выработок и целиков: Тез.докл.Всесоюз. школы,-М,, 1980.-С. 30-31.

27. Факторович П.Д.-, Простов С.М., Кручинин В.А. Устройство для автоматического контроля изменений УЗС приконтурных зон рудного массива// Комплексное исследование физических свойств горных пород и процессов: Тезисы докладов.-М., 1981.- С.33.

28. Простов С.М., йакторович П.Д. Датчик для индукционного каротажа скважин в подземных условиях// Тезисы докл.УН Всесоюз. конф.по механике горных пород.- М., 1981.- С.79.

29. Хямяляйнен В.А., Простов С:М. Контроль состояния природного массива при цементации методе»« электрометрии// Горная геофизика: У1 Междунар.семинар: Тезисы докл.- Пермь, 1993.- С.94.

30. A.c. 768284, МКИ E2I С 39/00. Способ оценки напряженного состояния массивов сульфидных руд с различным минеральным составом / Б.Г.Тарасов, С.М.Простов, В.В.Дырдин.- № 2473798/22-03; Заявл. 04.04.77; Опубл.06.06.80; Билл.1*22.-C.I33. .

31. A.c. 798298 СССР, МКИ S2I С 39/00. Способ оценки напряженного состояния массива горных пород/ В.Г.Тарасов, В.В.Дырдин, А.И.Шиканов, С.М.Простов.- № 2366662/22-03; Заявл.01.06.76; Опубл.23.01.81; Бюл.1©.- С.НО.

32. A.c. 1460290 СССР, МКИ E2I Д I/I6. Способ тампонирования горных пород/ В.А.Хямяляйнен, Е.Я.Макаров, С.М.Простов, П.С.Сыр-кин.- № 427I66I/23-03; Заявл,30,06,87; Опубл.23.02,89; Бюл.Р?.-С.Х55.

33. A.c. 1532714 СССР, МКИ E2I Д ИДО. Способ упрочнения горных пород/ В.А.Хямяляйнен, С.М.Простов, П.С.Сыркин, Е.Я.Макаров.- № 4272288/23-03 ; 3аявл.30.06.87; Опубл.30.12.89; Бюл.№48.-C.I9I.....

34. A.c. I6949I2 СССР, МКИ E2I Д 11/00, E2I С 39/00. Способ оценки качества упрочненных горных пород скрепляющими растворами / С.М.Простов, В.А.Хямяляйнен, П.С.Сыркин, В.М .Удовиченко. -

№ 4717232/03; Заявл,04.07,89; Опубл.30.II.91; Бюл.№44.- C.I23.

35. A.c. I8072II СССР, МКИ E2I Д ИДО, I/I6. Способ тампонирования горных пород/ В.А.Хямяляйнен, С.М.Простов, П.С.Сыркин.-

№ 4917782/03; Заяви.II.03.91; Опубл.07.04.93; Бел.ЮЗ.- C.I07.

36. A.c. I8072I3 СССР, МКИ E2I Д 20/00. Способ упрочнения горных пород/ В.А.ХямяляШен, А.В.Угляни^аТ С.М.Простов, Н.С.Де-ревнин.- № 4929581/03; Заявл.22.04.91; 0публ.07.04.93; Бюл.№13.-C.I07.

37. Патент .N«039256 CI (RÜ), МКИ 6 E2I С 39/00. Способ оцен-кч кв.чэстН9. цвмбнтЕционног'о упрочнения MSCCKBä Гсрмых перед / С.М.Простов, Н.С.Деревнин, В.А.Хямяляйнен.- № 5057820/03; Заявл.

ииуол.иэ.и^.»и; оюл .Jim». - о. xvt .

38. Патент .¥2041358 CI (М), МКИ 6 E2I Д II/IQ. Способ оценки неравномерности распределения поглощающей способности массива горных пород/ С.М.Простов, В.А.Хямяляйнен, Н.С.Деревнин.-

№ 5055985/03; Заявл.19.06.92; Опубл.09.08.95; Бюл.№22.- с.204.

39. Патент №2047774 CI Ш, МКИ 6 E2I Д II/I0. Способ упрочнения горных пород цементацией/ С.М.Простов, В.А.Хямяляйнен, Н.С.Деревнин.- № 5055986/03; Заявл.19.06.92; Опубл.Ю.II.95; Бюл.Ю!.- С.216.