Введение
1. Анализ изученности проблемы. Постановка задач исследований 11
1.1. Предпосылки к изучению явления механоэлектрических преобразований энергии в горных породах 11
1.2. Природа электромагнитной эмиссии, возникающей при нагружении твердых тел 19
1.3. Прочностные свойства твердых тел и электромагнитная эмиссия 24
1.4. Возможность оценки напряженного состояния по параметрам электромагнитной эмиссии 29
1.5. Закон распределения вероятностей появления электромагнитных сигналов и спектральное распределение мощности сигнала 32
1.6. Взаимосвязь акустической эмиссии в процессе механического воздействия с изменением электромагнитной эмиссии 34
1.7. Постановка задачи исследования 37
2. Аппаратурное и методическое обеспечение лабораторных и полевых исследований. Объекты исследований 42
2.1. Методическое и аппаратурное обеспечение при квазистатическом нагружении 45
2.2. Методическое и аппаратурное обеспечение лабораторных исследований при ударном нагружении 49
2.2.1. Возбуждение ударной нагрузки стальным шариком 50
2.2.2. Возбуждение ударной нагрузки электромеханическим ударником 51
2.3. Аппаратуры и методика измерений в полевых условиях 53
2.4. Геолого-тектоническое описание объектов натурных исследований 57
2.4.1. Горно-геологические и гидрогеологические условия Таштагольского рудника 57
2.4.2. Физико-механические свойства пород и руд месторождения 58
2.4.3. Геологическая характеристика оползневого участка Ставлухар... 60
2.5. Петрографическое описание исследуемых образцов горных пород 61
3. Взаимосвязь интенсивности электромагнитной эмиссии с изменением напряженно-деформированного состояния горных пород 64
3.1. Оценка возможности контроля напряженно-деформированного состояния горных пород по параметрам электромагнитного сигнала 65
3.2. Взаимосвязь интенсивности ЭМС с напряженно-деформированным состоянием модельных образцов 72
3.3. Выявление закономерностей процесса разрушения образцов горных пород по интенсивности ЭМЭ 79
3.4. Взаимосвязь изменений напряженно-деформированного состояния и интенсивности ЭМЭ в натурных условиях 82
3.4.1. Исследование электромагнитной активности по глубине выработки 86
3.4.2. Влияния перераспределения напряжений в массиве на интенсивность электромагнитной эмиссии 91
3.4.3. Исследование взаимосвязи быстрых и медленных изменений напряженно-деформированного состояния массива горных пород с вариациями интенсивности электромагнитного потока... 98
Выводы по 3 главе 103
4. Взаимосвязь параметров электромагнитного сигнала с изменением напряженно-деформированного состояния горных пород 106
4.1. Изменение амплитудно-временных параметров электромагнитного сигнала от действующих напряжений для образцов горных пород 106
4.2. Распределение параметров электромагнитного сигнала на различных этапах напряженного состояния горных пород 111
4.2.1. Моделирование длительности регистрируемого сигнала 116
4.2.2. Исследование распределений параметров ЭМС накануне геодинамических событий
4.3. Взаимосвязь длительности ЭМС с размерами структурных элементов в образцах горных пород 124
4.4. Применимость графика повторяемости для контроля за изменением напряженно-деформированного состояния горных пород по параметрам ЭМС 125
4.4.1. Исследование закона повторяемости на образцах горных пород 127
4.4.2. Исследование закона повторяемости на натурных объектах 128
Выводы по главе 4 134
5. Исследование влияния динамического воздействия на параметры электромагнитного сигнала 135
5.1. Влияние текстурных особенностей образцов горных пород на параметры электромагнитного сигнала при динамическом воздействии 136
5.1.1. Механоэлектрические преобразования в слоистых горных породах 136
5.1.2. Обоснование оценки пористости по амплитуде ЭМС 144
5.2. Исследование влияния влажности на параметры ЭМС 148
5.3. Влияние проводимости на параметры ЭМС на примере горных пород Таштагольского месторождения 154
5.4. Оценка возможности контроля структурно-текстурных нарушений по параметрам ЭМС
5 5. Взаимосвязь длительности акустического воздействия с параметрами амплитудно-частотных характеристик ЭМС образцов горных пород 161
Выводы по 5 главе 168
Выводы по работе 170
Литература 174
Приложение 191
