автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Сейсмические методы оценки состояния массивов горных пород на карьерах

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР

СЕЙСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД НА КАРЬЕРАХ

Специальность 05.15.11. — "Физические процессы горного производства"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

УДК 622.02; 550.834

На правах рукрписи

Якобашвили Олег Петрович

Москва 1993

Работа выполнена в Институте проблем комплексного освоения недр РАН.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Е.С.Ватолин доктор технических наук, профессор А.М.Гальперин доктор технических наук Н.Н.Казаков

Ведущая организация — Государственный научно-исследовательский институт горнохимического сырья (ГИГХС)

Защита состоится " 199^ г. в часов

на заседании специализированного совета Д 003.20.01 Института проблем комплексного освоения недр РАН по адресу: 111020, Москва, Е-20, Крюковский тупик, 4.

С диссертацией-монографией можно ознакомиться в библиотеке ИПКОН РАН.

Автореферат разослан >с23 " 19Э5 г.

Ученый секретарь специализированного совеа канд. техн. наук

И.Богданов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Универсальный тезис, утверждающий, что трудоемкость, энергоемкость и металлоемкость производства обратно пропорциональны наукоемкости, справедлив и актуален для горнодобывающей промышленности, как ни для какой другой отрасли народного хозяйства.

Проблемы комплексного освоения недр и экологической безопасности включают в себя проблему получения детальной геотехнической информации и ее оперативной автоматизированной обработки. Отечественная горная наука и практика в условиях обстряющейся конкуренции и вынужденного отказа от привычной затратной экономики не могут более оставаться в рамках усредненных представлений об изучаемом и разрабатываемом ими объекте.

Только индивидуальный подход к каждому месторождению, карьерному полю, горизонту, каждому пласту и пропластку, взрываемому блоку определит экономический успех и экологическую приемлемость горного производства. С этого, впрочем, и начиналось горное искусство, утраченное в процессе всеобщей регламентации.

Принципиальная недостаточность геотехнической информации, получаемой при испытаниях образцов пород, в свете решающего влияния структурных факторов (трещиноватости всех порядков, блочности) на сопротивляемость массивов разрушению перестала быть предметом дискуссий. Пути решения проблемы лежат в области широкого использования геофизических, прежде всего сейсмических методов.

Горная сейсмометрия радикально отличается от классической сейсморазведки (в том числе и от инженерной) как в силу самой постановки геотехнических задач, так и в силу резкого качественного отличия состояния вовлекаемых в разработку массивов от нетронутых, обусловленного уходом свободной воды из трещин и сильным предварительным инженерным воздействием. Она составляет по существу самостоятельный большой раздел, базирующийся на общих достижениях сейсмики, изучающий процесс распространения упругих волн в сильно трещиноватых средах с фрагментарными литологическими и структурными границами раздела, устанавливающий зависимости параметров этого процесса от параметров механического состояния массивов пород и целиком направленный на решение конкретных геотехнических задач.

Предлагаемая работа подводит итог многолетних исследований автора по развитию этого актуального и перспективного направления.

В диссертационной работе решена проблема оценки механического состояния массивов горных пород на карьерах, имеющая важное народно-хозяйственное значение.

В монографии-диссертации использованы результаты исследований, выполнявшихся по планам Московского горного института 1962-1966 гг. и планам Института проблем комплексного освоения недр РАН в период 1967-1992 гг. В исследованиях автор принимал участие в качестве научного руководителя и ответственного исполь-нителя тем, связанных с разработкой стандартизованных методов определения физико-механических свойств пород, созданием справочника-кадастра по физическим свойствам пород и с разработкой сейсмических методов оценки состояния массивов горных пород на карьерах.

Цель исследований — создание научно-методических основ оценки состояния массивов горных пород на карьерах с помощью упругих волн и разработка на этой базе способов решения геотехнических задач, таких как определение трещиноватости (блочности) массива, оценка прочностных свойств пород и динамики их изменения, прогнозирование показателей добываемости, локапизация скальных включений в рыхлых толщах и т.п.

Основная идея работы — использовать особенности процесса распространения упругих волн в неоднородных средах для определения положения стационарных и фрагментарных литологических и структурных границ и использовать сильную зависимость скоростей продольных сейсмических волн в осушенных массивах от трещиноватости третьего порядка и взаимосвязь крепости пород со скоростью продольных ультразвуковых волн в куске для оценки блочности массива и его сопротивляемости разрушению.

Методы исследования. Обобщение и анализ литературных и производственных данных по физико-техническим свойствам пород и показателям добываемости. Аналитические исследования процесса распространения упругих волн в трещиноватых средах и средах с фрагментарными границами раздела, дополненные ультразвуковым моделированием на твердых трехмерных моделях и полевыми исследованиями, определение акустических и механических свойств пород в лабораторных и производственных условиях. Проведение промышленных и полигонных испытаний по оценке взрываемости и рыхлимости пород, контролю эффективности электрохимического укрепления массивов, мониторингу состояния бортов карьера, по обнаружению скальных включений в рыхлых толщах и реализация проектов массовых взрывов, выполненных поданным сейсмометрии взрываемых блоков.

На защиту выносится решение проблемы оценки механического состояния массивов горных пород, разрабатываемых открытым способом. Решение проблемы включает следующие основные научные положения:

1. Количественная информация о распределении трещиноватости III порядка (блочности) массива составляет неотъемлемую часть геотехнической информации, необходимой для решения задач, связанных с обеспечением устойчивости выработок и подготовкой пород к выемке.

Трещина III порядка в зависимости от величины раскрытия и материала заполнителя может быть "открытой", т.е. непроходимой для упругой волны заданной частоты, или "закрытой". Кинематика волн в массивах с открытыми и закрытыми трещинами кардинально различна: открытые трещины искажают геометрию сейсмических лучей, закрытые трещины вносят свой вклад только в снижение интегральных упругих модулей и, следовательно, истинных скоростей упругих волн.

, При отсутствии в трещинах, свободной воды это — сильная зависимость, позволяющая надежно оценивать трещиноватость III порядка по скоростям квазипродольных сейсмических волн в массиве и ультразвуковым скоростям в отдельностях (структурных блоках) породы. Квадрат отношения этих скоростей, названный акустическим показателем трещиноватости, функционально связан с трещи-новатостью III порядка массива.

2. Блочность массива статистически связана с акустическим показателем трещиноватости. Коэффициент крепости пород коррелирует со скоростью ультразвуковых волн. Наличие этих связей позволяет оценивать прочностные свойства пород и динамику их изменения, равно как и показатели добываемости по легко и надежно определяемым акустическим параметрам.

3. Максимальные значения выборки скоростей упругих волн при нормальных условиях вместе со средне-максимальными значениями этих же скоростей при давлении 0,4-0,5 ГПа и значениями, определенными расчетным путем для пород с нулевой пористостью, являются основой для определения скоростей упругих волн в квазибездефектных горных породах." Эти скорости могут быть использованы в качестве эталонных при оценке степени сохранности горных порОд, скоростей и градиентов изменения упругих и прочностных свойств во времени и пространстве.

4. На фрагментарных границах, каковыми являются поверхности инородных включений, при отношении мощности включения к длине волны, большем 0,02, в полном соответствии с принципом Гюйгенса-Френеля возникают прёломлено-рефрагированные и диф-

рагированные волны, которые могут регистрироваться в первых вступлениях записи. В области тени включений наблюдаются динамические эффекты, .связанные с частичным отражением волн и интерференцией проходящих и дифрагированных волн. Кинематические и динамические эффекты от наличия инородных литологи-ческих образований при определенных условиях выходят за рамки естественных флуктуации и могут быть положены в основу методов локализации скальных включений в рыхлых толщах.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложена классифкация трещиноватости горных пород, отвечающая потребностям горного дела.

2. Показано, что классификации массивов по сопротивляемости разрушению в процессах, когда объем, непосредственно воспринимающий нагрузку, приближается к объему естественных отдельн-стей, должны базироваться на двух некоррелируемых классифицирующих признаках: крепости куска и трещиноватости III порядка (блочности).

3. Установлена зависимость коэффициента проходения продольных упругих волн через трещину от ее раскрытия, материала заполнителя и частоты волны. Количественно оценены кинематические эффекты, вызываемые наличием открытых трещин. Выведена функциональная зависимость скорости квазипродольных сейсмических волн от степени трещиноватости III порядка массива.

4. Экспериментально установлена статистическая связь акустического показателя трещиноватости с блочностью массива. Получена обобщенная связь коэффициента крепости пород со скоростью продольных ультразвуковых волн.

5. Получена зависимость коэфициентов вариации скоростей продольных волн от области отбора проб для пород основных типов. С ее FioMoiubio определены необходимые количества образцов при замерах скоростей упругих волн, заложенные в ГОСТ 21153-775/81/86/91.

Обоснована возможность и определны необходимые, условия измерения скоростей ультразвуковых волн на образцах неправильной формы, заложенные ь тот.же ГОСТ.

6. Определены "эталонные скорости" продольных волн для квазибездефектных пород основных литологических типов. Разработана процедура оценки динамики изменения упругих и прочностных свойств пород с помощью "индекса сохранности". Разработаны основы мониторинга состояния бортов карьеров путем слежения за изменением индекса сохранности и акустического показателя трещиноватости.

7. На единой физической основе обобщен производственный опыт взрывания и механического рыхления массивов и данные собственных экспериментов и промышленных испытаний Разработаны двухмерные классификации массивов по взрываемости и рыхлимости, а также номограмма для определения технической производительности рыхлителей всех классов. Параллельная градуировка шкал' классификационного поля традиционными механическими и легко и надежно определяемыми акустическими параметрами дает возможность оперативной оценки показателей добываемое™ по всем координатам.

8. Установлены основные закономерности кинематики упругих волн в средах с фрагментарными границами раздела. Получены количественные оценки кинематических и динамических эффектов от наличия скальных включений в рыхлых толщах, положенные в основу методов локализации скальных включений.

9. Разработаны методические основы цифровой сейсмометрии массивов горных пород на карьерах.

Достоверность научных положений и выводов, выносимых на защиту, подтверждается использованием, фундаментальных положений теории упругости, физической акустики и теории распространения упругих волн в слоистых средах, проверкой аналитических построений исследованиями на твердых трехмерных моделях и петрографически однородных массивах, представляющих собою фактически "модели в натуральную величину", контрольным бурением сквпжин, сопоставлением данных сейсмометрии с данными планиметрических методов, а также положительными результатами использования сейсмических методов для решения геотехнических задач на многих предприятиях страны и включением основных защищаемых положений в учебные и справочные пособия и нормативные документы.

Практическая ценность. Результаты исследований позволили разработать:

1. ГОСТ 21153.7-75/81 /86 и его новую редакцию 1991 г. "Породы горные Методы определения скоростей распространения продольных и поперечных упругих волн".

2. Методику оценки прочностных свойств горных пород и динамики их изменения по акустическим параметрам.

3. Основы способа контроля эффективности электрохимического укрепления массивов и основы мониторинга состояния бортов карьеров с помощью упругих волн.

4. Способ картирования карьерных полей и месторождении блочного камня по трещиноватое™.

5. Модернизированный способ ультразвукового контроля качества блочного камня для пильных изделий.

6. Сейсмический способ оценки рыхлимости массивов.

7. Способ оперативного картирования взрываемых блоков и автоматизированного проектирования параметров буровзрывных работ.

8. Способ обнаружения скальных включений в рыхлых толщах по преломленно-дифрагированным волнам и основы теневых способов обнаружения включений.

9. Технические требования к компьютеризированной сейсмостан-ции для горного дела, реализованные в станциях серии ОЕ-пе1.

Реализация результатов исследования. С 1975 г. действует ГОСТ 21253.7-75/81/86/91. Сейсмический способ оценки механической рыхлимости массивов использовался по просьбе соответствующих министерств и их институтов на карьерных полях Невь-янского, Афанасьевского, Каменец-Подольского, Спасскдальнего и Рыбницкого цемзаводов, на карьерах Ткварчельского, Белоручейско-го и Балаклавского рудоуправлений, карьерах Ковровского карьеро-управления и ПО "Фосфорит", на разрезах комбината "Эстон-сланец" при проведении государственных испытаний тракторных рыхлителей и на Подольском карьере при проведении испытаний зарубежных рыхлителей, а также на оермикулитовом месторождении "Каменные могилы" и Чилисайском фосфоритовом месторождении.

Способ картирования по трещиноватости карьерных полей и месторождений блочного камня применялся на гранитных карьерах "Каменногорский" и "Перкон-Лампи", месторождениях габброидов "Островское", гранитов — "Богатыри" и "Севостьяновское".

Способ контроля эффективности электрохимического укрепления массивов использовался при проведении ГИГХСом промышленных экспериментов по укреплению оползневых участков на объектах Яворовского и Роздольского горнохимических комбинатов.

Работы по локализации скальных включений, выполненные на карьере Михайловского ГОКа, позволили отработать незасореиную включениями часть горизонта сеноман-альбских песков роторным комплексом Михайловка-1.

На карьерах Каменногорского КУ и ПОГК "Кузнечное" реализованы 32 проекта массовых взрывов, выполненных по данным оперативного картирования взрываемых блоков, и внедряется автоматизированная система проектирования параметров буровзрывных работ.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всесоюзн. научи, конф. ВУЗон с участием НИИ "Физика горных пород и процессов" (М., 1964, 66, 69, 71, 74, 77, 79 гг.), на.Всесоюзн.

и международн. конф. по механике горных пород (Новосибирск, 1968 г., Тбилиси, 1985 г., М., 1993 г.), ва Е^есоюзн., международн. и региональн. совещ. по буровзрывным работам (Кр. Рог, 1974 г., Киев, 1982 г., Губкин, 1988 г., Гере, 1988 г., Оленегорск, 1977 г.), на Всесоюзн. конф. по состоянию и перспективам развития технологии открытых разработок с применением новых видов мобильного .оборудования (М., 1975, 86 гг;), на Всесоюзн. семинарах по горной геофизике (Батуми, 1985 г., Боржоми, 1987 г.), на Всесоюзн. совещ. "Внедрение и направления развития геофизических методов на горных предприятиях" (Белгород, 1972 г.), на Всесоюзн. совещ. по механике грунтов (Рига, 1970 г.), на Всесоюзн. совещ. по развитию промышленности стройматериалов (Усть-Нарва, 1978 г.), на Всесоюзн. совещ. по развитию КАТЭК, ЭТЭК и ЮЯТЭК (М., 1984 г., Красноярск, 1987 г.), на отрасл. совещ. по проблеме обнаружения скальных включений на месторождениях КАТЭК (Киев, 1979, 81, 82 гг., М., 1981 г., Челябинск, 1983, 84, 85 гг.), на отрасл. совещ. по развитию сейсмических методов оценки состояния массивов на карьерах Ленстройматериалов (Л., 1986, 88, 89 гг.), на Научном Совете АН СССР по физико-техническим проблемам разработки полезных ископаемых (М., 1988 г.), на научно-методологическом семинаре ИПКОН АН СССР (1970, 79, 84 гг.), а также экспонировались на ВДНХ СССР (1972, 82, 89 гг.).

Публикации. Обобщенные в монографии материалы были ранее опубликованы в 75 печатных работах, в том числе в двух справочниках-монографиях, пяти брошюрах и 68 научных статьях.

Объем работы. Диссертация-монография состоит из введения и девяти глав, содержит 260 стр., включая 119 рисунков, 29 таблиц и список основных литературных источников из 53 наименований.

Автор глубоко признателен' своему учителю и руководителю покойному академику В.В.Ржевскому за тот путь, на который был наставлен три десятка лет назад и ни разу не и.мел повода пожалеть об этом, а также руководителям ИПКОН РАН академику Н.В.Мельникову, чл.-корр. Д.М.Бронникову, академику К.Н.Трубецкому, которые всегда поддерживали данное направление и много сделали для его аппаратурного и кадрового обеспечения.

Автор выражает искреннюю благодарность коллективу, которым ему довелось непосредственно руководить и в который на разных этапах входили научные сотрудники А.И.Цыкнн, И.Б.Сафронова, А.С.Панишев и инженеры Е.И.Буневицкая, А.А.Гусев, В.П.Иванов, Ю.Б.Одиноков, Н.Н.Дунаев, и всем товарищам, привлекавшимся для выполнения экспедиционных работ, а также администрации и техническим службам горных предприятий, на которых проводились экспериментальные исследования,-

Особая признательность ответственному редактору монографии — академику К.Н.Трубецкому.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Геотехнологические основы сейсмических методов оценки состояния разрабатываемых массивов

При всем многообразии геотехнических задач, которые приходятся решать при организации открытой разработки месторождений, главными и определяющими являются две: это обеспечение устойчивости горных выработок и нахождение оптимальной технологии выемки пород. Обе они напрямую связаны с оценкой сопротивляемости массива разрушению, которая определяется как прочностными свойствами пород, так ¡и в большей степени структурными характеристиками массива, его трещиноватостью, блочностью.

В разработанной нами совместно с В.В.Ржевским классификации, отвечающей утилитарным интересам горного дела, все трещины разделены на три порядка в соответствии с их размерами (табл. 1).

Анализ современных представлений о прочности твердых тел (А.Гриффите, Е.Орован, А.Коттрел, Г.Баренблатт, Э.Хук, Г.Черепанов, С.Журков, Р.Салганик, А.Ставрогин и др.) показывает, что сопротивляемость массива горных пород разрушению определяется свойствами скелета породы и характером дефектов трех уровней (порядков), но не является однозначной функцией параметров состояния массива, а в сильной степени зависит от абсолютной величины, площади, длительности и направления прилагаемой нагрузки, от которых в свою очередь зависит уровень дезинтеграции массива, причем даже удельные энергетические затраты на мини-, миди- и макроуровнях дезинтеграции будут отличаться друг от друга в силу резкого различия порогов активации трещин I, II и III порядков, обусловленного различием их размеров. До тех пор, пока величина объема, непосредственно воспринимающего нагрузку, т.е. объема, внутри которого возникают и какое-то время существуют критические разрушающие напряжения, не превышает объема естественных отдельностей, определяющую роль в процессе разрушения играют трещины I и II порядков. Как только этот рубеж будет пройден, решающее влияние на процесс разрушения начинают оказывать трещины III порядка.

Влияние трещин I и II порядков достаточно полно учитывается прочностными показателями, показателями .энергоемкости и т.п. Влияние трещин III порядка никакими из этих показателей не учитывается.

Таблица 1. Параметры трсщиноватости массивов горных пород

Порядок трещино-вятости Характеристика и генезис трещин Протяженность, м Раскрытие, м Расстояние между трещинами, м Преимущественная ориентация

1 I Внутрикристаллические 10"9-ю-2 ю-9- ю-3 10"8 - 10'3 Беспорядочная

II Межкристаллические Ю-4-Ю-2 10'6- Ю-3 10"5- 10"2 Беспорядочная, за исключением сланцеватых пород

III Эндогенные (разрыв)

1 - трещины остывания • 10"1 - 10° ю-5- ю-3 10"1 - 10° Перпендикулярно напласто-

- трещины усыхания 10"1 - 10° 10*5 - ю-3 10"1- 10° ванию

- трещины осадконакопления ю1 - 103 КГ6- ю-4 Ю-1 - 10° Параллельно напластованию

Экзогенные (сдвиг и разрыв)

- тектонические трещины 10° - 105 10"6- 10° 10"1 -101 Системы параллельных

- кливаж 10"1 - ю1 ю-9- ю-5 Ю-4 - 1(Г3 трещин

! Гипергенные (разрыв)

1 1 - искусственные трещины Ю-2 - 101 10'6- Ю-1 КГ1- 10° Перпендикулярно обнажению

| трещины отжима 10°- 102 ю-3- Ю-1 10"1 - 10° Параллельно обнажению

'ещины выветривания 10'1 - 102 Ю-5- ю-1 10"1 - 10° По первичным трещинам

В стандартах на определение прочностных свойств пород регламентируются и контактные условия, и форма, и размеры образца, а также предельные отклонения углов между гранями, чистота обработки всех поверхностей и скорость нагружения. Все это однозначно свидетельствует об относительном характере таких общепринятых показателей как пределы прочности горной породы при одноосном сжатии и растяжении.

Анализ данных, приводимых в отчетах по разведке месторождений, а также в обширной сводке, составленной Р.И.Тедером, показывает, что коэффициенты вариации предела прочности при сжатии даже для сравнительно однородных и четко идентифицируемых магматических пород составляют в среднем 45-50%, а у метаморфических и осадочных пород — 90-100%. Не лучшая картина наблюдается и с пределом прочности при растяжении. В этом огромном разбросе экспериментально зафиксированных значений показателей прочностных свойств отразилось как принципиальное методическое несовершенство их определения, так и сама естественная неоднородность структуры горных пород. Тем не менее ничем лучшим, чем показатели пределов прочности при сжатии и растяжении, для характеристики крепости куска породы ни наука, ни практика не располагают.

Еще хуже обстоит дело с оценкой трещиноватости массивов. Никаких технологически приемлемых инструментальных способов пока нет. Все надежды здесь связаны с использованием геофизических, прежде всего сейсмических методов.

Упругим свойствам пород, непосредственно влияющим на параметры процесса распространения сейсмических волн, их систематизации, изучению вариации, зависимости от внешних физических полей и корреляции посвящена значительная часть исследований, представленных в монографии. Наибольшую важность представляют полученные данные по вариации скоростей упругих волн. Только они позволяют на строгой основе решать вопросы, связанные с представительностью проб, отбираемых для определения как упругих, так'и прочих структурно-чувствительных свойств пород. Они заложены в ГОСТ 21153.7-75/81/86/91.

2. Физические основы сейсмометрии разрабатываемых массивов горных пород

Решение геотехнических задач базируется на использовании главным образом кинематических характеристик упругих волн, наблюдаемых в первых вступлениях записи. Это — квазипродольные прямые, преломленно-рефрагированные и дифрагированные волны.

Динамические характеристики этих же волн представляется возможным использовать в качестве основных информативных параметров только при исследовании рыхлых толщ. Эти ограничения связаны со спецификой постановки геотехнических задач, с требованиями технологичности и с особенностями состояния вовлеченных в разработку массивов, резко отличающегося по важным параметрам (осушенность, разрушенные верхние слои) от нетронутых массивов. Но именно последствия осушения делают возможной количественную оценку трещиноватости III порядка, основанную на сопоставлении скоростей распространения сеймнческих волн в массиве со скоростями ультразвуковых волн, замеренными в куске.

В геотехнических задачах горного дела решение обратной сейсмической задачи сводится к определению истинных интервальных скоростей и границ раздела участков с разнящимися скоростями в геологическом разрезе. Это возможно при получении на профиле наблюдения, как минимум, системы встречных годографов (чаще требуется получение систем встречно-нагоняющих годографов, но их интерпретация сводится к интерпретации участков встречных систем).

Сейчас многие исследователи склонны считать, что так называемые преломленные волны в твердых слоистых средах образуются за счет быстрой рефракции падающей волны в тонком сильноградиентном пограничном слое. Наши экспериментальные исследования в большинстве случаев заставляют сделать тот же вывод. Тем не менее классический математический аппарат, разработанный для кинематики преломленных волн (Г.А.Гамбурцев, Ю.В.Ризннченко, И.С.Берзон, А.М.Епинатьева, В.Н.Никитин, А.И.Савич, Г.Муни и др.), остается работоспособным вне зависимости от истинного механизма образования этих волн, которые, на наш взгляд, правильнее называть преломленно-рефрагированными.

Аппарат основан на принципах геометрической сейсмики, которые остаются справедливы, как показывает практика сейсморазведки и исследования на твердых трехмерных моделях, по крайней мере, при отношениях мощности слоя к длине волны, больших, чем 0,01, что делает правомерным применять законы геометрической сейсмики к пластам и пропласткам с мощностью от десятых долей метра и выше. Это бесспорно справедливо для первых вступлений волн, не успевших испытать влияние вторичных волн, возникающих на нижней границе тонкого слоя.

3. Упругие волны в трещиноватых средах

Рассмотрение трещины третьего порядка как тонкого слоя с акустическим сопротвлением Я2 = р2У2 в однородной среде с сопротивлением = р1У1 приводит при нормальном падении продольной волны на слой к следующей зависимости амплитудного коэффициента прохождения т]р волны через трещину:

Обозначив

я2А2 ~УГ

+1

(3.1)

я, к2

— I = В, будем иметь

Уравнение (3.2) показывает, что трещина представляет фильтр, ампли- тудно-частотная характеристика которого

(3.2)

собой очень

сильно зависит от материала заполнителя трещин, так как параметр В для воздуха равен 7,7• 104, для продуктов выветривания — около

5-10-2, а для воды — 3,4 • Ю-4 м2/с2, т.е. изменяется в пределах восьми порядков. Графически уравнение (3.2) представлено на рис. 1, из которого видно, что упругие волны сейсмических частот практически не проходят через заполненные воздухом трещины с раскрытием более 103 м. Для ультразвуковых волн непреодолимыми оказываются уже трещины с раскрытием более 10"5 м.

Если трещины заполнены продуктами выветривания, то кривые на рис. 1 смещаются вправо на три порядка по отношению к кривым для

ю' ю * ю' ш

Ш* 10' 10'

Рис. 1. Зависимость коэффициента прохождения ,г]р продольной волны через трещину от величины ее раскрытия 12 и материала заполнителя трещин. Параметр кривых 1&/ — логарифм частоты

газообразного заполнителя, а если водой — то на четыре. Однако все это справедливо при полном заполнении трещин водой или продуктами выветривания. Даже очень небольшое содержание воздуха (1-2%) в жидкости или жндко-твердон смеси приводит к резкому падению интегрального модуля всестороннего сжатия и к резкому уменьшению скорости в агрегате. Вследствие этого при неполном заполнении трещин твердо-жидким материалом кривые на рис. I будут резко сдвинуты влево, почти до кривых для трещин с воздушным заполнителем.

В массивах пород имеют место как открытые (непроходимые "для сейсмических волн), так и, гораздо чаще, закрытые трещины. Кинематика упругих волн в средах с открытыми и с закрытыми трещинами кардинально различна.

Экранирование открытыми трещинами сейсмических лучей приводит к появлению разрывов на годографах первых вступлений (рис. 2). За точками разрывов фиксируются волны, дифрагированные на концах открытой части трещин. Их годографы представляют собою гиперболы с асимптотами, параллельными годографам породивших их волн. Количественные расчеты показывают, что влияние субвертикальных, особенно выходящих на поверхность наблюдения, трещин на кинематику волн весьма существенно и на много выше, чем влияние субгоризонтальных трещин такого же размера.

Представленные на рис. 2 теоретические годографы и полученные на их основе аналитические соотношения между кинематическими эффектами и параметрами трещин позволяют в конкретной геологической ситуации оценить количественно вклад открытых трещин в искажение поля времен, делают возможным выбор оптимальных параметров сейсмометрии массивов с открытыми трещинами и обеспечивают получение необходимой геотехнологической информации о массиве.

Эти соотношения справедливы именно для отдельных открытых трещин, резко изменяющих геометрию хода лучей, но не влияющих существенно на упругие модули массива и истинные скорости распространения волн. Совершенно иной подход требуется для рассмотрения кинематики упругих волн в средах с закрытыми трещинами.

Основываясь на фундаментальных исследованиях Ю.В.Ризничен-ко, массивы горных пород с закрытыми трещинами можно рассматривать как двухкомпанентные непрерывные среды с некоторыми интегральными упругостью и плотностью. Развитие этого подхода приводит к выводу, что индикатриса скоростей квазипродольных волн в массиве горных пород, расчлененном тпемя взаимно перпендикулярными рядами закрытых трещин третьего порядка, в первом

Рис. 2. Теоретические годографы норных иаупдений и массивах с открытыми трещинами

приближении, будет иметь вид эллипсоида с полуосями, определяемыми по формулам:

(1 + т)(1 + п'р)

1

(3.3)

где V, — скорость квазнпродольной сейсмической волны; У0 — скорость продольной волны в отдельностях, слагающих массив; т -— отношение упругостей заполнителя трещин и отделыш-стей; р = Ятр/ро — отношение плотностей заполнителя трещин и отдельностей; п1 = I¡-1гр/ — степень трещиноватости массива по /'-тому направлению, равная интенсивности трещиноватости, умноженной на величину среднего раскрытия трещин.

Из формулы (3.3) для трещин, заполненных газом, жидкостью или продуктами выветривания (т<<1ир<1) следует, что

/1 Л (3.4)

л< = т(л ] '

где А. = (У/У0)2 — акустический показатель трещиноватости массива по направлению г, а объемная степень трещиноватости или трещинная пустотность массива:

^ 1 \ ' (3.5)

т

( 1 \

N = ^ п1 = т 2 Т ~ 1 ' г = х> 2 ' 1 1 \Л1 )

Если направления х, у, г перпендикулярны друг другу, то

^ 1 / V2 = ¡пу, т.е. не зависит от выбранного направления осей 1

ортогональных координат. Отсюда следуют два важных вывода:

1) при определении объемной степени трещиноватости массива по формуле (3.5) результат не будет зависеть от направления осей координат относительно действительного направления рядов трещин;

2) если массив разбит не тремя, а более рядами трещин, с произвольными углами между ними, то влияние всех трещин найдет н формуле (3.5) полное отражение.

Выражение (3.5), наиболее важное для практики, удобно представить в виде-

1 Л . о, ,-1 , , ,-1ч-1 (3.6)

N = :\т - 11 , где а ~ 3(д;' + А;1 + л:1)'1.

Здесь А является уже интегральным акустическим показателем трещиноватости массива.

Выражение (3.6) дает теоретическую связь степени трещиноватости массива с его акустическими характеристиками. Из него следует, что для количественной оценки трещиноватости третьего порядка необходимо и достаточно знать скорости продольных волн в отдель-ностях, слагающих данный участок массива, значения истинных интервальных скоростей продольных волн на исследуемом участке в трех взаимно перпендикулярных направлениях и отношение упругостей заполнителя трещин и отдельностей.

4. Техника сейсмометрии на карьерах

В 1990 г. НТК "Микропроцессорные системы" изготовил по техническому заданию ИПКОН РАН две 32-канальные инженерные компьютеризированные станции ОЕ-пе1-8Е15-32 и продолжает их выпуск в 24, 32, 48 и 96-канальном варианте. Таким образом создана отечественная аппаратурная база, обеспечивающая внедрение в горную практику сейсмических методов оценки состояния разрабатываемых массивов.

Основные геотехнические задачи, решаемые с помощью сейсмометрии скальных массивов на карьерах, в методическом плане можно разделить на три класса:

A. Получение петрографических или структурных границ. Эта задача связывается с определением координат залегания петрографически разнородных тел, в том числе жил, даек, или же вопрос стоит об определении мощности нарушенных слоев, петрографически не отличающихся от ненарушенного массива. Реально определение такого рбда границ на глубинах до 16-20 м. Требуемая точность лежит в пределах 0,5-1,5 м.

Б. Количественная оценка трещиноватости массива, имеющая самостоятельное значение на карьерах блочного камня. Здесь задача сводится к определению координат следов отдельных "открытых" трещин и интегральной оценки закрытой трещиноватости третьего порядка в блоках массива, ограниченных открытыми трещинами. Точность определения следов открытых трещин задается в пределах 0,5-1 м, интегральные акустические показатели трещиноватости следует определять с погрешностью до 10-15%. Приблизительно также формулируются задачи при контроле во времени (мониторинге) устойчивости скалмшх массивов и контроле эффективности упрочнения рыхлых массивов.

B. Определение показателей добываемое™, таких как взрывае-мость, механическая рыхлимость и картирование карьерных полей

или отдельных блоков массива по этим показателям. Задача сводится к определению акустических показателей трещиноватости по высоте и фронту уступа на ширину рабочей площадки или ширину взрываемого блока. Погрешность определения показателей трещиновато-сти лжна лежать в пределах 20-30%.

Теоретические представления и опыт исследований на карьерах позволяют рекомендовать следующие оптимальные параметры схем наблюдения, отвечающие постановке задач каждого класса (табл. 2).

Таблица 2. Оптимальные параметры схем наблюдения и регистрации

Параметры Класс задач

А Б В

Направление профилей X, У X. У х. у. (г)

Расстояние между параллельными профилями, м 6—20 3-6 4—7

Шаг расстановки СП. м 3—6 0,5-3 2—3

Длина установки СП, м 30—60 6—30 20—60

Количество ПВ на установке 3—4 2-5 3—5

Количество накоплений на ПВ 5—7 2—5 5-7

Шаг квантования, мс 0.125 0,05—0.125 0.125

Усиление, дВ 60—90 30—60 60—90

Полоса частот, Гц Открытый канал 100—2000 Открытий канал

Техника ультразвуковых измерений регламентируется ГОСТом 21153.7-75(91) "Породы горные. Методы определения скоростей распространения продольных и поперечных упругих волн", разработанным нами совместно с Московским горным институтом (В.С.Ямщиков).

Принципиально важным положением стандартизованной методики определения скоростей продольных волн является отсутствие каких-либо требований к обработке поверхностей исследуемого штуфа (куска) породы при соблюдении простого условия:

а > ЗА, или а > ЗУ//С , (4.1)

где а — минимальный размер куска, м; Я — длина волны, м; /г — • собственная частота преобразований, Гц; V',, — скорость продольных волн в куске, м/с, что дает возможность организовать определение

скоростей ультразвуковых продольных волн на кусках произвольной формы. Низкая трудоемкость таких измерений обеспечивает статистически необходимую массовость замеров, от которой прямо зависит надежность средних значений и их среднеквадратичная ошибка.

5. Изучение трещиповатости скальных массивов

Акустический показатель трещиноватости функционально связан со степенью трещиноватости, т.е. произведением интенсивности трещиноватости III порядка на величину среднего раскрытия трещин. Для решения большинства геотехнических задач важно знать именно интенсивность трещиноватрсти, от которой зависит блоч-ность массива.

Для установления статистической связи акустического показателя трещиноватости с блочностью были выполнены обширные исследования, проводившиеся на 36-ти горизонтах одиннадцати карьеров, разрабатывающих породы самого разнообразного состава и разной степени нарушенное™. Блочность массивов определялась планиметрическим методом Отраслевой лабораторией "Разрушение горных пород" Московского горного института (Б.Н.Кутузов, В.К.Рубцов) и нами параллельно с сейсмическими исследованиями. Соответствие акустических показателей трещиноватости А категориям трещиноватости по шкале МКВД показано в табл.3. Она отличается от ранее опубликованной, вошедшей в справочники, учебные и методические пособия таблицы только небольшим изменением границ между I и II, и II и III категориями.

Таблица 3. Связь акустического показателя трещиноватости с категориями трещиноватости массива по классификации МКВД

Категория трещиноватости Среднее расстояние между трещинами всех систем <1ср, м Содержание в массиве кусков +1000 мм, % Акустический показатель трещиноватости. Л

I до 0.1 0 0—0,05

II 0,1—0.5 до 5 0.05—0,2

III 0,5—1,0 30—80 0.2—0,4

IV 1.0—1.5 80—100 0.4—0,6

V более 1.5 100 0.6—1.0

Выявленная аналитически и экспериментально подтвержденная взаимосвязь акустических показателей с трещиноватостью III порядка массива положена в основу сейсмическою способа картирования месторождений блочного камня по трещиноватости.

Шесть полевых сезонов, отданных исследованию участков Камен-ногорского месторождения гранитов, Островского месторождения габброидов, гранитных месторождении "Перкон-Лампи" и "Богатыри", с параллельным использованием аналоговой станции GT-2a и цифровых станций ССЦС-АН и GE-net, позволили получить большой экспериментальный материал, полностью подтвердивший положения и выводы теории распространения упругих волн в средах с "открытыми" трещинами. Практика показала также, что положение открытых трещин определяется почти со стопроцентной надежностью, а оценка закрытой трещиноватости III порядка совпадает с данными по выходу блоков из массива не менее, чем в 80% случаев.

Обобщение этих исследований дает статистическую связь выхода кондиционных блоков с акустическим показателем трещиноватости массива в следующем виде (табл.4).

Таблица 4. Выход кондиционных блоков природного камня для пильных изделий, %

Категория массива по шкале МКВД Акустический показатель трещиноватости. Л Объем блоков по группам ГОСТ 9479-84. м^

4.5—8 2—4,5 1—2 0,4—1 0.01—0,4

I 0—0,05 0 0 0 0 0

11 0.05—0.2 0 0 0 0 0

III 0,2—0.4 0 0 0 0—10 10—40

IV 0,4—0,5 0 0—10 10—20 20—10 40—60

V 0.6—0.8 0—10 10—30 30—50 50—60 60—70

0,8—1,0 10—30 30—50 50—60 60—70 70—80

Сами кондиционные блоки по действующему стандарту подлежат ультразвуковому контролю на предмет выявления скрытой трещиноватости. В основу контроля положена регистрация уменьшения кажущейся скорости продольных ультразвуковых волн.

Опыт контроля гранитных блоков позволил разработать рейтинговую оценку их качества по данным ультразвуковых измерений, суммирующую количественные показатели степени сохранности, анизотропности, однородности и аномально низких отклонений, существенно повышающую надежность контроля.

6. Оценка прочностных свойств пород и динамики их изменения

' Стремление оценивать крепость пород в объемах, исключающих наличие (решим III порядка, через гкоросгь распространения про-лолышх ультразвуком« голи онракдано со всех ючек зрения:

физической, методологической и прагматической. В п.1 было показано, что предел прочности при одноосном сжатии является ничем большим, как одним из косвенных показателей сопротивляемости куска породы разрушению. Численное его выражение сильно зависит от условий испытаний, а средние значения коэффициентов • вариации лежат в пределах 35-100%. При такой дисперсии этот показатель на практике может определяться со среднеквадратичной ошибкой не менее 30%, и то для этого необходимо испытывать от 15 до 100 образцов из каждой пробы.

Скорость продольных ультразвуковых волн также является косвенным количественным показателем крепости куска породы, обусловленной строением его скелета и трещиноватостью I и II порядка. Но, в отличие от предела прочности при сжатии, она при соблюдении одного простого условия (4.1) не зависит от методических особенностей определения и является исключительно функцией состояния среды. Коэффициенты вариации скорости продольных волн в 2-3 раза меньше, чем у предела прочности при сжатии, что в 4-9 раз сокращает минимально необходимое количество образцов для испытаний, а сами испытания, проводящиеся на необработанных кусках пород с помощью портативной аппаратуры непосредственно на месте отбора проб, на два-три порядка менее трудоемки и дешевы. Таким образом, никаких преимуществ, при наличии весьма существенных недостатков, предел прочности при одноосном сжатии как основа для определения коэффициента крепости пород перед скоростью продольных ультразвуковых волн не имеет.

Обобщение взаимосвязи скорости распространения продольных волн У0 с коэффициентом крепости / по данным собственных измерений и по опубликованным данным пятнг*цати компетентных авторов, полученным при исследовании отдельных серий образцов пород разного состава и генезиса, показывает, что почти все корреляционное поле хорошо перекрывается параболой с 30%-ним максимальным отклонением:

/=0,451'*, (6.1)

где У0 выражено п км/с.

Проверка этой связи по двум независимым обширным выборкам средних значений / = аск/100 (Р.И.Тсдер) и (О.П.Якобашвили, А.И.Цыкин, И.Б.Сафронова), полученным при обобщении показателей прочностных и упругих свойств пород |23|, показала, что 82% пород попадают и область параболы / = 0,45^ ± 30%, з из оставшихся вне ее 12% лежат в области ±40%.

Анализ ежегодно пополнявшегося фактического материала привел к убеждению, что лучшее соответствие значении / и в нижней части корреляционного поля получается при введении в уравнение

что с учетом связи, полученной для средних значений и р скальных и полускальных горных пород, дает искомую зависимость в виде:

Это уравнение может использоваться для определения коэффициента крепости / при значениях скоростей К0, превышающих 1,5 км/с, для скальных и полускальных пород любого состава и генезиса, за исключением богатых руд тяжелых металлов.

Установленная связь / и ставит на реальную основу решение задач о пространственном распределении прочностных свойств пород, динамики их изменения под воздействием естественных факторов и направленного инженерного воздействия.

Существует принципиальная возможность по отношению значения показателя свойства изучаемой породы к эталонному количественно оценить степень ее сохранности, скорости и градиенты выветривания. Эту оценку удобнее всего производить по акустическим параметрам. Наиболее ответственным моментом в данном подходе является определение эталонных скоростей упругих волн.

Анализ опубликованных материалов показал, что максимальные значения скоростей, замеренных при нормальных условиях, соответствующие наиболее сохранным образцам в выборке, средне-максимальные значения скоростей, замеренных при всесторонних давлениях 0,4-0,5 ГПа, когда закрывается, залечивается большая часть дефектов структуры, и значения скоростей, полученных разными путями К.Тарбером и Б.П.Беликовым для структур с нулевой пористостью, очень близки друг другу. Есть все основания считать, что эти скорости соответствуют неким средним квазибездефектным структурам конкретного минералогического состава и могут быть использованы в качестве "эталонных скоростей" Кэ (табл.5).

С помощью индексов сохранности (/ = У0/У3) после проведения специальных исследований могут быть установлены скорости и градиенты изменения структурно-чувствительных параметров горных пород в разных климатических и горнотехнических условиях, а сами породы могут быть классифицированы как по степени

(6.2)

(6.3)

Таблица 5. Эталонные скорости продольных воли

Горные породы Эталонная скорость У3, км/с: Горные породы Эталонная скорость У3, км/с

Магматические Метаморфи ческие

Ультралсновные (дуниты. перидотиты, пироксениты н др.) Основные интрузивные (габбро, диабазы, лабрадо-риты, нориты и др.) 8,0 7.0 Породы цеолитовой и зе-ленокаменнон фаций (филлиты, зеленые сланцы, метаморфизирован-ные песчаники, кристаллические известняки н доломиты и Др.) 6.4

Основные эффузивные (базальты, долериты, базальтовые и диабазовые порфириты и пр.) Средние интрузивные (габбро-диориты, граноди-ориты и др.) Средние эффузивные (андезиты. амдезитодациты, порфириты, тоналиты и др.) 6.0 6,6 6.5 Породы альманднн-амфи-болитовой и гранулито-вой фаций (амфиболиты, кристаллические сланцы, кварциты, гнейсы, грани-тогнейсы, мраморы и др.) Породы эклогитовой фации (эклогиты и др.) Осадочные Глины 7,2 7,9 4,9

Кислые интрузивные (граниты. аляскнты, чарноки-ты и др.) 6,4 Алевролиты Кальциты 5,8 6,7

Кислые эффузивные (липариты, дациты, порфиры и др.) 6,0 Ангидриты Каменные соли 6,1 4,6

сохранности, так и по устойчивости к внешним факторам воздействия.

Изложенные приемы оценки сохранности, скоростей и градиентов выветривания горных пород могут быть использованы при мониторинге состояния уступов для характеристики потери прочности пород, слагающих борт карьера. Не менее важно контролировать и изменения трещиноватости III порядка. Такие наблюдения периодически должны проводиться на постоянных полигонах, расположенных на уступах или бермах бортов.

Исследования по мониторингу состояния бортов проводились в течение четырех сезонов на нерабочем борту карьера Оленегорского ГОКа с годовой периодичностью, а затем были отложены из-за недостатка сил и средств до более хороших времен, которые пока не наступили. Анализ данных сейсмометрии на восьми продольных

профилях показал, что за четыре года кинематика воли на всех профилях не претерпела никаких изменений: годографы воспроизводились с точностью до 5%. Ультразвуковые же измерения, проводившиеся на 50-тн штуфах пород, зафиксировали снижение индекса сохранности у биотитовых сланцев на 60-100%, у гнейсов — на 5-22%, железистых кварцитов — на 2-25%, пегматитов — на 3-27%, диабазов — на 3-20%, причем наибольшие изменения приходились на последний год.

Эти прерванные исследования, естественно, не позволили сделать каких-либо достоверных практических выводов, кроме одного — разработанная методика мониторинга состояния массивов с помощью упругих волн вполне работоспособна и в состоянии дать столь неоходимые для практики данные по динамике изменения упругих и прочностных свойств пород и трещиноватости III порядка массива.

К проблеме мониторинга примыкает и задача контроля эффективности упрочнения массивов. При электрохимическом закреплении структурные изменения пород в околоэлектродных зонах приводят к резкому увеличению модуля всестороннего сжатия, уменьшению пористости и некоторому увеличению плотности пород, что влечет за собой существенные изменения скорости распространения продольных волн. Укрепленный массив представляет собой неоднородную среду с горизонтальным градиентом упругих и прочностных параметров. Годографы волн в таком массиве имеют несимметричную 5-образную форму с высокими кажущимися скоростями в приэлектродных зонах. Степень укрепления массива оценивается по отношению истинных эффективных скоростей в закрепленном и исходном состояниях.

Сейсмический способ контроля успешно применялся при электрохимическом укреплении пород гидроотвала Роздольского ГХК, укреплении южного борта Язовского карьера и оползневого участка откоса на железнодорожной станции "Погрузка известняков" на Роздольском ГХК, проводившихся ГИГХСом (М.Е.Певзнер, П.Г.Беленький).

7. Определение показателей добываемости

Из соображений, обсуждавшихся в п.1, однозначно следует, что по трудности разработки горные массивы в общем случае должны классифицироваться по двум важнейшим физическим факторам: крепости куска (отдельности) породы и трещиноватости III порядка. Установленные связи крепости со скоростью продольных волн в куске и блочное™ — с акустическим показателем трещиноватости открыли возможность не только создать двухмерные классификации

массивов по рыхлимости и взрываемости, но и обеспечили получение значений классифицирующих параметров быстрыми и дешевыми методами сейсмометрии.

Собственные экспериментальные работы, проводившиеся при испытаниях первых отечественных рыхлителей (ВНИИСтройдормаш, М.Г.Ровинский, Б.З.Захарчук) и при испытаниях зарубежных машин (К.Н.Трубецкой, Ю.Б.Панкевич), а также обобщение на единой физической основе обширного зарубежного опыта, представленного в справочниках главных фирм-производителей рыхлительной техники: Кртерпиллер, Фиат-Аллис и Комацу, — позволили получить двухмерную классификацию рыхлимости массивов горных пород и номограмму технической производительности рыхления для машин всех классов, имеющие ясный физический смысл и легко определяемые классифицирующие параметры.

Разработанный способ использовался для оценки рыхлимости массивов на многих месторождениях строительных пород, цементного сырья, цеолитов, фосфоритов, горючих сланцев и золота. Аналогичный подход может быть использован для оценки сопротивляемости массивов при разработке так называемыми горными комбайнами (surface miners).

Сильная зависимость взрываемости массивов от их трещиновато-сти III порядка (блочности) перестала быть предметом споров — она теперь хорошо отражена в действующих нормах технологического проектирования карьеров. Этому в немалой степени способствовали наши совместные с Московским горным институтом (Б.Н.Кутузов, В.К.Рубцов) работы, начатые в 1968 г. и направленные на инструментальную оценку блочности массивов и выяснению ее влияния на взрываемость. Данные сейсмического картирования соотносились с параметрами взрывных работ по проект-отчетам массовых взрывов. На 17-ти карьерах было закартировано около двухсот блоков. Коэффициент крепости пород при этом колебался от 3-4 (мергели Афанасьевского месторождения, известняки Коврова) до 18-1S (кварциты Михайловского и Лебединского ГОКов), акустические показатели трещиноватости нижнего, ювенильного слоя блока менялись от 0,15 до 0,85, а удельные затраты энергии взрыва — от 0,17 до 0,9 Мкал/м3.

Наложение экспериментальных и отчетных данных на поле кре-пость-блочность позволило получить двухмерную классификацию массивов по взрываемости (рис. 3). Классификация отражает зависимость фактических затрат энергии взрыва от блочности массива и крепости слагающих его пород при массовой скважинкой отбойке с ограничением по предельному куску +1000 мм.

Коэффициент крепости чоПрото-Уьяконоёу,

/LZ/

711

IV

У

Скорость Категорий трвщинодатости продольн.

доли 6 __

отдельное-\<\он-дб\о.5- {.о \ia-f.f /тх,

Ср. диаметр отдельности, с(ерм

>/5

Дкцсгпический показатель, Я

Рис. 3. Классификация массивов по взрываемости. I — < 0,2 кг/м^, а<0,18 Мкал/м3: 2 — я = 0,2-0,4, а = 0.18-0,35; 3 — <? = 0,4-0,6. а = 0,35-0,52; 4 — у = 0,6-0,8, а = 0,52-0,7; 5 — <? = 0,8-1,0, а = 0,7-0,88; 6 — д > 1, а > 0,88

Так как по осям классификации отложены вместе с / и с/ акустические ларарметры Ки и Л, она открывает действительно легко реализуемый путь выбора оптимальных параметров буровзрывных работ по данным сейсмометрии каждого взрываемого блока, ко торые кроме сведений о состоянии нижнего ненарушенного взрывами на вышележащем горизонте слоя позволяют получить параметры нарушенных слоен и их границы.

Практика показывает, что- при составлении проектов массовых взрывов индивидуальные особенности строения изрываемого блока, кроме его геометрии, на большинстве карьеров в лучшем случае

учитываются на интуитивном уровне."Сейсмическое картирование взрываемых блоков по степени трещиноватости позволяет инструментально выявить эти особенносхи и разместить ВВ оптимальным образом. Известно, что трещиноватость (блочность) пород вдоль фронта одного блока может колебаться в пределах 3-4 категорий по шкале Междуведомственной комиссии по взрывному делу. Более того, экспериментально установлено, что уступы скальных пород на карьерах всегда имеют верхний нарушенный слой, мощность которого может меняться от 0,2 до 6-7 м и более, а между ним и ювенильным нижним слоем часто проявляется слой с промежуточными параметрами. Результаты сейсмометрии представляются в виде годографов по каждому профилю с вычисленными значениями интервальных скоростей, акустических показателей трещиноватости по каждому слою и построенным сейсмическим разрезом (рис. 4).

Такие разрезы несут полную количественную информацию об основных физических факторах, определяющих сопротивляемость массивов взрывному разрушению, и являются объективной физической основой для оставления проекта массового взрыва; по ним производится корректировка параметров БВР: сетки скважин, конструкции заряда в каждой скважине, схем инициирования и т.д.

Тридцать два проекта массовых взрывов, выполненных с учетом данных сейсмометрии на карьерах ПОГК "Кузнечное" и Каменного Кам1,г г}м.Б1.ПР«-1,Ю, «1211,(151. Б-е.03.16. «4. 32.

Рис. 4. Система годографов первых вступлений и сейсмический разрез по профилю.

. Сейсмостапшш С}Е-пе1-5Е15-32, программа КО. Верхняя субгоризонтальная линия — рельеф поверхности, следующие — нижние границы разрушенного (*) и промежуточного (+) слоев уступа. Вертикальные линии — положение взрывных скважин

горского КУ, разрабатывающих массивы гранитов и гнейсов, показали, что только 30% буримых на блоке скважин не требуют корректировки паспортной конструкции заряда, около 25% скважин требуют размещения заряда в верхней части, а в около 45% скважин длину заряда следует сокращать. В среднем 25% скважин на блоке требуют корректировки расстояния между ними. Эти работы показали также, что использование данных сейсмометрии при проектировании БВР позволяет в 1,5-2 раза снизить выход негабарита без увеличения затрат на первичное взрывание.

8. Обнаружение скальных включений *. рыхлых толщах

Проблема борьбы со скальными включениями весьма актуальна — их наличие в рыхлых толщах резко сужает область применения прогрессивной поточной технологии, Технологически оправданы два метода борьбы с включениями: разрушение их на месте залегания взрывным способом или отработка "засоренных" включениями участков горизонта с помощью техники цикличного действия. В первом случае задача обнаружения включений сводится к определению контуров каждого отдельного включения с точностью до 0,5-1,0 м, во втором случае необходимо определять контуры зоны скопления включений с точностью порядка 5 м.

Резкая разница показателей упругих свойств вмещающих пород и включений делает поверхность последних сильной преломляющей и отражающей границей, на которой образуются интенсивные отраженные, преломленно-рефрагированные и дифрагированные волны. Выделить отраженные с малых глубин волны аппаратурно не удается. Кинематика преломленно-рефрагпрованных и дифрагированных волн в средах с фрагментарными границами потребовала специального рассмотрения.

В однородной среде с одиночным включением (К2 > годограф первых вступлений имеет вид, показанный на рис. 5. В начальной части годографа в первых вступлениях прослеживается прямая волна Р1 со скоростью у1, затем в первые вступления выходит преломленно-рефрагированная на включении волна />т со скоро-стю У2, сменяющаяся дифрагированной на крае включения волной Р12у, годограф ее имеет гиперболический вид и асимптоту, параллельную годографу прямой волны.

Относительные дефекты времени, вызываемы*, наличием включения на годографах преломленной дТи и дифрагированной д1 волн, будут:

(1 _ к) _ MÍi^lV - M^i^ + алД^^

Af _ v ' \ 1 + к)_cosa__cosa

M\ga - aMiga + A/tgi + 1 ' l J

/•i ».Л ~ sina »A ~ sína

(1 — к) — M-+ aM-—

i _ v '_cosa_cosa

« Miga — -aMtga + MXgi + l ' ^ '

где M — Z/la¡í, a = zn/Z, к — Vt/V2, i = arcsin¿, остальные обозначения см. на рис. 5.

При наличии в среде скопления включений каждая дифрагированная на крае предыдущего включения волна типа PlnV, будет генерировать в следующем включении преломленные волны Я1л1,(ч+1)1, а падающая на включение прямая волна вызовет образование волны типа Puv Интенсивность преломленных волн будет тем меньше, чем выше индекс волны п. Однако все они теоретически могут существовать и возможность их регистрации будет определяться только чувствительностью аппаратуры.

Полученные аналитические соотношения, связывающие абсолютный и относительный дефекты времени с размерами, координатами и глубиной залегания включения, упругими характеристиками вмещающей среды и включения и глубиной источника возбуждения колебаний, составляют теоретическую основу проектирования и интерпретации сейсмических исследований при обнаружении крепких включений методом преломленно-дифрагированных волн. Из выражений (8.1) и (8.2) следует, что теоретически предельная глубина обнаружения включения по преломленным волнам равна его длине, при регистрации дифрагированных на крае включения волн возможная глубина обнаружения включений по кинематике не ограничивается (при zH — Z).

Разработанные основы кинематики упругих волн были тщательно проверены ультразвуковым моделированием на трехмерных твердых моделях. Параметры моделей изменялись в широких пределах: скоростная дифференциация — от 0,2 до 0,6, отношение толщины и длины включений к длине прямой волны — соответственно от 0,014 до 2 и от 0,5 до 2,6, отношение их же к длине преломленной волны — от 0,004 до 1,2 и от 0,15 до 2,3, параметр М — от 0 до 1,5. Результаты моделирования показали прежде всего, что кинема.чка волн при таких соотношениях размеров включений и длин волн подчиняется законам геометрической сейсмики. Наблюдаемые кинематические эффекты хорошо согласововались с аналитическими

N " / / / /« "

II I I 1"!!111!ИК'|Н'11 1.1 I .!1№Д

V, V, Уз

/ / ч /'

Рис. 5. Теоретические годографы первых вступлений в типичных случаях строения рыхлых толщ с включениями

расчетами. Они же, по крайней мере качественно (полностью динамические критерии подобия в моделях соблюдать не удается), доказывают соизмеримость амплитуд прямых, преломленных и дифрагированных волн в области проекции включения.

Экспериментальные работы, проводившиеся на верхних горизонтах карьера Михайловского ГОКа и Бородинском угольном разрезе с постоянным контрольным бурением скважин, также дали однозначно положительные результаты и подтвердили практическую возможность локализации скальных включений на глубинах до 0,8-1 их поперечника.

Дальнейшее увеличение разрешения сейсмических методов связано с использованием динамических характеристик волн. Исследованиями на твердых трехмерных моделях установлено, что в зоне тени от включения происходят искажения формы записи по всей длине осциллограмм. Изменения выражаются в снижении видимой частоты первого полупериода, уменьшении отношения амплитуд первого и третьего экстремума и, в ряде случаев, в появлении модуляции на переднем или заднем фронтах. Все эти эффекты объясняются интерференцией проходящей и дифрагированной на включении волны. Они оказались, как и следовало ожидать, количественно прямо связаны как с мощностью включения ¿1, так и с

параметром Р - (гА)!^"1 (г — расстояние от приемника до включения, Л — длина волны, В — поперечник включения).

Теневые методы обнаружения включений были опробованы на трех полигонах на Бородинском угольном разрезе, в том числе на специально разбуренном по 1-2-метровой сетке так называемом "геофизическом полигоне". Анализ экспериментальных данных (около 400 сейсмограмм 12-канальной записи) показал, что динамические эффекты (изменение формы записи, амплитуд, расширение спектров за счет появления высших гармоник, сдвиг преобладающих частот) регистрируются как на переднем, так, чаще, и на заднем фронте первого полупериода сейсмического импульса.

Полученный полевой материал позволил сделать общий вывод, что в условиях месторождений КАТЭКа теневые эффекты от включений с поперечником порядка 3 м выходят за пределы статистической неоднородности массива, и что для увеличения разрешающей способности метода необходимы сейсмостанции с частотным диапазоном до 2000 Гц с входной и промежуточной цифровой фильтрацией (п 80-е годы такой станцией ИПКОН РАН не располагал).

Проведенный цикл исследований позволил разработать основы комплексного метода обнаружения скальных включении в рыхлых толщах, призванного обеспечить безопасную работу роторных экскаваторов. Вся площадь кровли уступа исследуется методами КМВП

в варианте "широких профилей" или "сейсмической антенны". По данным исследований выделяются крупные {Ь « 0,8Нуст) включения и скопления мелких включений. Производительность этих исследовании не менее 600000 м2/сезон, удельные затраты не более 0,01 коп/м3 (цены 1991 г.). Оставшаяся площадь должна быть исследована на наличие мелких включений более детальными методами. Здесь возможны два подхода. Если конкрециеносный горизонт подстилается более плотными породами, представляющими собою сильную стационарную преломляющую границу (самый типичный случай), то используется метод, основанный на регистрации теневых эффектов в полях смещений преломленно-рефрагированных на стационарной границе волн. Производительность и удельные затраты при этом будут близки к указанным выше. Если близких стационарных преломляющих границ в геологическом разрезе нет (как на ряде горизонтов месторождений КАТЭК), то должен быть использован метод, основанный на регистрации теневых эффектов в полях смещений прямых волн от источников, расположенных в скважинах, пересекающих конкрециеносный горизонт. Производительность и удельные затраты за счет бурения скважин резко (на 1-2 порядка) изменятся в худшую сторону.

Использование теневых методов позволяет при наличии в разрезе стационарных преломляющих границ оконтуривать включения на глубинах до 5-7 их поперечников. Примерно таким же разрешением характеризуются схемы теневых методов, использующие заглубление источников в скважины.

9. Тенденции развития и технико-экономические аспекты сейсмометрии разрабатываемых массивов горных пород

Сейсмические методы доведены до высокого совершенства при разведке на нефть и газ. Уже выпускаются компактные сейсмостан-ции с 10000 рабочих каналов. Стекловолоконная техника позволила создать легкие, гибкие сверхмногоканальные "сейсмические косы" с абсолютной помехозащищенностью. Регистрация на сверхмногоканальные "сейсмические антенны" колебаний от одного источника, импульсного или с меняющейся по заданному закону частотой, резко повысила разрешающую способность сейсмических методов, позволила выявлять детали геологического разреза, имеющие размеры в несколько десятков метров. Обработка записей ведется в полностью автоматизированном режиме.

Однако для решения геотехнических задач горного дела необходима на порядок большая разрешающая способность и к тому же принципиально исключена возможность использования отраженных

волн, на которых построила свое благополучие "большая сейсморазведка".

Кинематика преломленно-рефрагированных и дифрагированных волн, с которыми приходится иметь дело в карьерах, гораздо хуже поддается формализации и отработке на ЭВМ. Большое количество' возможных в натуре (в пределах одной установки сейсмопрнемни-ков) сочетаний фрагментарных .цитологических и структурных границ требует углубленного исследования как прямой, так и большой изощренности при формализации решения обратной сейсмической задачи.

На базе выполненных исследований в ИПКОН РАН разработана система автоматизированного картирования взрываемых блоков по данным сейсмометрии и проектирования параметров БВР. Программа рисует сейсмический разрез вертикально и горизонтально неоднородной среды со стационарными и фрагментарными границами через 1,5 минуты после ввода исходных данных 1см. рис. 4), дает оптимальное размещение взрывных скважин в ряду и таблицу корректировочного расчета параметров буровзрывных работ с учетом реального состояния взрываемого блока. Расстояние между каждой парой скважин определяется в зависимости от интервального значения акустического показателя трещиноватости нижнего слоя уступа А3, а конструкция и величина заряда — в зависимости от положения границ разрушенных слоев уступа и показателя трещиноватости промежуточного слоя Аг

Совершенствование программ и схем наблюдений с появлением все более быстродействующей высококанальной аппаратуры, способной работать в условиях горного производства, не Имеет предела. Буквально через несколько лет с помощью сейсмометрии можно иудет получать в автоматизированном режиме информацию о распределении трещиноватости уступов, реальном положении литоло-гическйх и структурных границ, в том числе о координатах инородных включений, уровне подземных вод и т.п.

Уже сейчас сейсмические методы являются высокопроизводительными и экономичными. Производительность сейсмометрии разрабатываемых массивов в зависимости от степени детальности составляет 20 100 тыс. м3 в смену. Даже при сравнительно высокой стоимости аппаратуры стоимость сейсмической информации (в ценах 1991 г.) не превышала 2 копеек за кубометр исследованного массива.

Сама по се5>; информация экономического эффекта не дает. Все зависит от того, в какие руки она попадет. Обнадеживает, что на горных предпрятиях и в проектных институтах умелых рук уже много.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований созданы научно-методические основы сейсмических методов оценки состояния раэрабатвы-ваемых массивов горных пород, включающие в себя теорию распространения упругих волн в трещиноватых средах и средах с фрагментарными границами раздела, методику цифровой сейсмометрии на действующих горных предприятиях и алгоритмы автоматизированной интерпретации сейсмических данных.

Выявлены функциональные зависимости скорости упругих волн от трещиноватости массивов и установлены статистические связи блочности массивов и крепо.сти пород с акустическими показателями, изучены вариационные характеристики упругих и прочностных свойств пород, разработаны оптимальные схемы наблюдений и технические требования к аппаратуре, воплощенные в отечественной многоканальной компьютеризированной сейсмостанции для горного дела серии СЕ-пе1.

Обширный экспериментальный материал, полученный с помощью геофизической аппаратуры мирового уровня, позволил создать двухмерные классификации массивов горных пород по сопротивляемости разрушению и номограммы для прогнозирования технической производительности горных машин с параллельной градуировкой шкал классификационного поля традиционными механическими и легко и надежно определяемыми акустическими показателями, обеспечивающими оперативное получение информации о распределении показателей добываемое™ по всем пространственным координатам.

Разработанные сейсмические способы картирования по трещиноватости карьерных лолей и месторождений блочного камня, прогнозирования эффективности механического рыхления массивов и оперативного картирования взрываемых блоков широко использовались на многих горных предприятиях страны. Опробованы в промышленных условиях способ обнаружения скальных включений в рыхлых толщах, сейсмический мониторинг состояния бортов карьеров и способ контроля эффективности электрохимического укрепления массивов. На кусте карьеров Карельского перешейка внедряется автоматизированная система проектирования параметров буровзрывных работ по данным сейсмического картирования.

Решение проблемы получения геотехнической информации вышло на уровень, недостигнутый пока зарубежной горной наукой. Быстрое развитие компьютерной техники и способов обработки информации открывает перед горной сейсмометрией широкие перспективы использовании как непосредственно в производственном, так и в научном плане.

Основное содержание работы ранее Ьыло опубликовано:

1. Сиренко В.Н., Якобашвили О.П. Исследования состояния разрабатываемых массивов сейсмоакустическими методами / / Научные труды МИРГЭМ — 52, вып. I. М.: МИРГЭМ. 1964. С. 13—26.

2. Якобашвили О.П., Ямщиков В.С. Ультразвуковые методы определения упругих параметров горных пород // Новые направления в технике и технологии открытых горных работ. М.: Недра, 1965. С. 12—18.

3. Якобашвили О.П. СеЙсмоультразвуковая аппаратура для исследования разрабатываемого массива горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1965, № 2. С. 112—114.

4. Якобашвили О.П., Трушкин Ю.И. Разрушение угля в процессе транспортирования его ленточными конвейерами на карьерах /■/ Совершенствование техники и технологии открытых горных работ. М.: ЦНИИТЭИугля, 1965. С. 18—27.

5. Якобашвили О.П., Сиренко В.Н. Изучение рыхлимости пород сейсмоакустическими методами / / Горный журнал, 1965, № 5. С. 17—19.

6. Захарчук Б.З.. Сиренко В.Н., Телушкии В.Д., Якобашвили О.П. Сейсмоакусти-ческий метод определения рыхлимости массива известняков / / Строительные материалы. 1965, № 6. С. 8—10.

7. Якобашвили О.П. Обнаружение крепких включений в осдочиых породах методом преломленных волн / / Физика горных пород и процессов — 54, М.: Недра, 1966.

8. Якобашвили О.П. Влияние контактных условий на фиксируемую скорость |>аспрост|>ане1Жя^|гпрутах волн // Физика горных пород и процессов — 55, М.:

9. Якобашвили О.П. Исследования состояния массива горных пород на карьерах с помощью упругих волн. Автореф. канд. дисс. М.: МГИ, 1967. 22 с.

10. Ржевскии В.В.. Якобашвили О.П. Проблема оценки состояния массивов горных пород // Проблемы разрушения горных пород и совершенствования технологии разработки месторождений полезных ископаемых. М.: Наука, 1969. С. 32—35.

11. Ржевский В.В., Якобашвили О.П., Цыкин А.И.. Сафроиова И.Б. Определение трещиноватости массивов пород на карьерах сейсмическим методом / / Горный журнал, 1970. № 5. С. 58—61.

12. Ржевский В.В., Кутузов Б.Н., Якобашвили О.П., Рубцов В.К., Цыкин А.И. Методика сейсмического определения трещиноватости массивов горных пород на карьерах с целью оценки их взрываемости. М.: СФТГП ИФЗ АН СССР, 1970. 42 с.

13. Ржевский В.В.. Якобашвили О.П. Определение трещиноватости массива ультразвуковыми и ВЧ-сейсмическими методами // Проблемы механики горных пород. Новосибирск: Наука,.1971. С. 433—441.

14. Трубецкой К.Н., Якобашвили О.П., Мильгунов В.Г., Цыкин А.И. Испытания рыхлителя на бульдозере Катерпиллер 0-9й на известняковом карьере / / Техн. ин£о|м. ВНИИЭСМ. Сер. Пром-сть неруд. и неметаллоруд. материалов. 1972, №

15. Якобашвили О.П., Трубецкой К.Н.. Цыкин А.И., Панкевич Ю.Б. Исследования рыхлимости карбонатных пород сейсмическими методами / / Техн. информ. ВНИИЭСМ. Сер. Пром-сть нерудн. и неметаллорудн. материалов, 1972, № 10. С. 7—12.

16. Ржевский В.В., Якобашвили О.П. Перспктивы применения сейсмических методов на рудных карьерах // Внедрение и направления развития геофизических методов на горных предприятиях. Белгород: ВИОГЕМ, 1972, С. 18—20.

17. Якобашвили О.П., Цыкин А.И., Сафронова И.Б. Опыт оценки состояния массивов горных пород на карьерах с помощью упругих волн // Там же. С. 101—104.

18. Ржезский В.В., Якобашвили О.П., Сафронова И.Б., Цыкин А.И. Применение сейсмических методов для инженерно-технолгической оценки невскрытых месторождений / / Горный журнал, 19/3, № 12. С. 49—53.

19. Якобашвили О.П., Сафронова И.Б., Цыкин А.И. Сейсмический метод контроля эффективности электрохимического закрепления пород // Проблемы горной геомеханики и маркшейдерского дела — 28, М.: ГИГХС, 1974. С. 161—177..

20. Якобашвили О.П. Вариация скоростей упругих волн в горных породах // Строение и физические свойства горних пород и минералов. М.: СФТГГ1 ИФЗ АН СССР, 1974. С. 117—120.

21. Ржевский В.В., Якобашвили О.П. Количественная оценка сохранности горных пород // Научно-технические проблемы разработки полезных ископаемых — V. М.: СФТГП ИФЗ АН СССР. 1974, С. 182—199.

22. Якобашвили О.П. Методика установления границ возможного применения механического рыхления на карьерах / / Материалы Всесоюзн. конф. по состоянию и преспективам развития технологии открытых разработок с применением новых видов мобильного оборудования. М.: СФТГП ИФЗ АН СССР, 1975. С. 81—90.

23. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород / Под ред. Н.В.Мельникова, В.В.Ржевского, М.М.Протодьяконова и др. М.: Недра, 1975. 279 с.

24. ГОСТ-21153.7-75/81/86/91. 'Породы горные. Метод определения скоростей распространения упругих продольных и поперечных волн". М.: Стандарты. 1975, 81.86.91гг.

25. Якобашвили О.П., Цыкин А.И.. Сафронова И.В. Методические указания по оценке механического состояния горных массивов с помощью упругих волн. М: СФТГП ИФЗ АН СССР. 1976, 50 с.

26. Якобашвили О.П. О классификации массивов горных пород по сопротивляемости разрушению / / Физика горных пород и процессов. М.: МГИ. 1977. С. 31.

27. Якобашвили О.П., Цыкин А.И. Нэрушенность подлежащих взрыванию уступов на крьерах // Взрывное дело № 78/35. М.: Недра, 1977. С. 246—248.

28. Якобашвили О.П., Цыкин А.И. Методика определения трещиноватости массивов горных пород на карьерах сейсмическим способом // Там же. С. 235—243.

29. Якобашвили О.П., Цыкин А.И. Прогнозирование применения механического рыхления массивов на горных разработках Минстройматериалов СССР // Техн. информ. ВНИИЭСМ. Сер. Пром-сть нерудн. и неметаллорудн. материалов, 1978, № 12. С. 52-53. .

30. Якобашвили О.П., Цыкин А.И. Инструкция по применению сейсмического способа определения механической рыхлимости горных массивов. М.: ИПКОН АН СССР, 1979. 68 с.

31. Распределение и корреляция показателей физических свойств горных пород / Под ред. Н.В.Мельникова, В.В.Ржевского, М.М.Протодьяконова и др. М.: Недра, 1981; 191 с.

32. Якобашвили О.П., Цыкин А.И. Оперативное картирование взрываемых блоков по крепости и трещиноватости // Тез. докл. VII Международн. научно-техн. конф. Взрывные работы в нерудн. отраслях пром-ти. Киев: 1982. С. 16—17.

33. Трубецкой К.Н., Якобашвили О.П., Панкевич Ю.Б. и др. Сейсмический способ определения механической рыхлимости горных массивов. М.: ИПКОН АН СССР, 1982. 24 с.

34. Якобашвили О.П. Способ сейсмической разведки // А.с.№966634 от 15.06.1982. Бюлл. изобретений. 1982, № 38. С. 218.

35. Якобашвили О.П. Еще раз о связи скорости упругих волн с прочностью горных пород // Вопросы механики горных пород при разработке месторождений твердых полезных ископаемых. М.: ИПКОН АН СССР. 1982. С. 231—238.

36. Якобашвили О.П. Обобщение мирового опыта механического рыхления горных пород на единой физической основе // Актуальные вопросы теории открытых разработок. М.: ИПКОН АН СССР, 1984. С. 132—150.

37. Якобашвили О.П. Методические указании по применению сейсмического способа оперативного картирвапия изрываемых блоков по крепости и трещиноватости. М.: ИПКОН АН СССР. 1984. 50 с.

38. Якобашиили О.П. Обнаружение скальных включений сейсмическими методами // Горная геофизика. Тбилиси: Минниереба. 1985. С. 132—133.

39. Якобашвили О.П. Прогнозирование эффективности механического рыхления горных массивов // Актуальные вопросы открытых разработок при комплексном освоении месторождений. М.: ИПКОП ЛИ СССР, IWO. С. 86—92.

40. Якобашвили О.П. Опыт двухмерной классификации массивов горных пород по сопротивляемости разрушению / / Проблемы механики горних пород (материалы VIII Всесоюзн. кснф. по механике горних пород) М.: Наука, 1987. С. 86—90.

41. Якобашвили О.Л., Абдуллин Н.И., Цунаеп Н.Н. Картирование карьеров блочного камня по степени трещиноватости / / Направления совершенствования технологии откоытых разработок месторождений при их комплесном освоении. М.: ИПКОН АН СССР. 1987. С. 82-89.

42. Трубецкой К.Н., Сидоренко И.А., Якобашвили С П. Об ориентации на невысокие уступы при применении вскрышных роторных комплексов в Канско-Ачинском угольном бассейне // Повышение эффективности открытой угледобычи и переработки угля в свете решений XXVIII съезда КПСС, Красноярск, 1987. С.

43. Трубецкой К.Н., Якобашвили О.П., Фугзан М.М., Максимов Б.М. Выбор параметров буровзрывных работ на основе сейсмического картирования взрываемых блоков // IX Междунарэдп. симпозиум "Техника взрывных работ" г. Гера (ГДР). Тез. докл.. Гера, 1988. С. 43.

44. Якобашвили О.П. Роль трещиноватости массива в процессе взрывного разрушения / / Особенности проектировании! горних предприятий при комплексном освоении рудных месторождений. М.: ИПКОН АН ССС.Р. 19S8. С. 66—70.

45. Якобашвили О.И. Распространение упругих волн в трещиноватых средах / / Системы контроля горного давления. М.: ИПКОН АН СССР, 1989. С. 22—42.

46. Якобашвили О.П.. Буневицкая Е.И. Сейсмические способы обнаружения скальных включений в рыхлых толщах // Проблемы совершенствования технологии открытой разраоотки месторождении. М.: ИПКОН АН СССР, IS89. С. 61—86.

47. Якобашвили О.П., Абдуллин Н.И. Научно-методические основы цифровой сейсмометрии разрабатываемых массивов скальных пород / / Перспективы развития техники и технологии открытой разработки месторождений. М.: ИПКОН А! Г СССР. 1990. С. 125—133.

48. Трубецкой К.Н., Якобашвили О.П.. Фугзан М.М. Выбор параметров взрывных работ на основе сейсмического картирования блоков / / Развитие методов ведения взрывных работ на карьерах с учетом улучшения экологических условий. М.: ИПКОН АН СССР, 1991. С. 51—66.

49. Якобашвили О.П., Цыкин А.И. Прогнозирование эффективности механического рыхления известняков Гасфортского месторождения / / Развитие технологии рационального освоения недр. М.: ИПКОН АН СССР, 1991. С. 67—88.

50. Якобашвили О.П. Ультразвуковой контроль качества блочного камня // Ресурсосберегающие технологии открытой разработки месторождений. М.: ИПКОН РАН, 1992. С. 94—104.

и еще в 25-ти публикациях.

Олег Петрович Якобашвили

СЕЙСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД НА КАРЬЕРАХ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Подписано в печать 03.11.93 г. Формат 60*84 1/16.

Гарнитура Антик. Компьютерный набор. Печать офсетная. Бумага офсетная №2. Усл.-печ. л. 2. Уч.-изд. л. 1,8. Тираж 100 экз. Заказ 732-93. Бесплатно.

Институт проблем комплексного освоения недр РАИ. Москва, 111020, Крюковский тупик, 4.

Ротапринт ИПКОП РАН. Москва, 111020, Крюковский тупик. 4.