Розвиток наукових основ та техніки вимірювань параметрів геомеханічних і техногенних процесів в гірничовидобувному регіоні

Комплексний вплив сейсмічних і ударних повітряних хвиль збільшує розгойдування висотних споруд, що підтверджується даними чисельних інструментальних спостережень багатоблокових вибухів у Криворізькому регіоні, проведених автором протягом 2000-2007 рр.

Дослідження й контроль сейсмічного впливу вибухів на споруди та технологічне устаткування, розташоване в кар'єрі й поза ним, вимагають проведення чисельних сейсмометричних спостережень як у небезпечній зоні вибуху, так і за її межами.

Специфікою сейсмічних вимірів у ближній зоні є необхідність дистанційного ввімкнення реєструвальної апаратури і синхронізації моментів запуску апаратури й початку вибуху. Відомо два способи запуску апаратури, що реєструє: дистанційне ввімкнення по проводах і ввімкнення за допомогою пускового пристрою.

Сучасні цифрові технології в поєднанні з волоконно-оптичними вимірювальними каналами дозволяють значно спростити постановку дистанційних сейсмічних вимірювань (рис. 8) і поліпшити точність вимірів.

У точці спостереження на ґрунт і споруду встановлюється група сейсмодатчиків у кількості 4 шт., за допомогою яких реєструється поздовжня складова коливань уздовж осі x, що проходить через точку виміру й епіцентр вибуху; поперечна горизонтальна складова y, перпендикулярна осі x, і вертикальна складова z. На споруді сейсмічний датчик розміщається уздовж осі x.

Всі сейсмічні датчики з'єднуються з портативним цифровим чотирьохканальним осцилографом ТРS - 2014 за допомогою пасивних пробників типу Р2220 зі смугою пропускання 200 МГц. Датчики поздовжніх коливань з'єднуються із пробниками за допомогою радіочастотних кабелів, що дозволяє передавати їх сигнали на осцилограф без перекручування. Цілком ізольовані незалежні входи осцилографа запобігають перехресному впливу одного вимірювального каналу на інший. Є ізольований вхід для зовнішнього запуску.

Програмне забезпечення дозволяє передавати інформацію про форму сигналу, результати вимірювань, а також виконання установок безпосередньо з осцилографа в документи Excel, забезпечує керування осцилографом з персонального комп'ютера.

Як видно на рис. 8, датчик, що вимірює поздовжні коливання ґрунту, виноситься на фіксовану відстань проти напрямку руху сейсмічної хвилі. Це дає можливість не тільки здійснити запуск осцилографа до приходу сейсмічної хвилі на датчики, розташовані на ґрунті й споруді, але й виміряти швидкість поширення поздовжнього компонента хвилі в гірській породі. Можливості цифрового осцилографа TPS - 2014 такі, що, записавши сейсмограму масового вибуху, можна розгорнути будь-яку її ділянку (у тому числі й початок) і з високою точністю визначити моменти приходу сейсмічних хвиль.

Підсумовуючи інформацію про величину швидкості для даного кар'єру у різних напрямках можна більш точно планувати підривні роботи в частині вибору інтервалів між підриваннями блоків. А це дозволить запобігти небажаному посиленню коливань від інтерференції сейсмічних хвиль блоків, що підриваються.

Для визначення величини зсуву гірських порід у горизонтальній і вертикальній площинах покладені результати досліджень волоконно-оптичних вимірювальних систем, виконані автором і викладені в чисельних роботах. Процес виміру зсувів ґрунту в трьох проекціях полягає у тому, що зворотний висок, оснащений волоконно-оптичним світловодом, передає планові координати із глибини на поверхню. Світлове випромінювання цього світловода потрапляє у співвісно встановлене приймальне оптичне волокно, зв'язане кінематично з верхнім шаром землі.

Зміна планових координат , веде до відповідної зміни інтенсивності світла (рис. 9).

Рух приймального волокна уздовж вертикальної осі z (рис. 10) дозволяє визначити абсолютний максимум у показаннях оптичного тестера й разом з ним координату За зміною з часом координат , , визначають пошаровий зсув гірських порід як по вертикалі, так і по горизонталі з точністю не гіршою від 0,5 мкм.

Отже, на основі волоконно-оптичної вимірювальної системи прохідного типу з модуляцією інтенсивності світла можлива побудова пристроїв, які дозволять вимірювати деформації й зсуви гірських порід у трьох проекціях з високою точністю. Це відкриває шлях до короткострокових прогнозів зсувних рухів бортів кар'єрів.

Замінивши одиничний приймальний світловод джгутом можна передачу інформації здійснювати по радіоканалу.

На описаний пристрій отримані патенти України.

Найважливішим завданням є вивчення й контроль геодинамічних процесів, що відбуваються безпосередньо в підошві відвалів у міру зростання їх мас.

Із цією метою на основі теоретичних досліджень були розроблені волоконно-оптичні датчики гірського тиску й рівня ґрунтових вод, а також удосконалена техніка дистанційних вимірів.

У волоконно-оптичних датчиках тиску гірських порід і датчиках, що вимірюють рівень ґрунтових вод, чутливим елементом є кругла мембрана, затиснена по контуру радіуса R (рис. 11).

Прогин мембрани у центрі ДZ0 і прикладений перепад тиску ДР зв'язані рівнянням (12). Гідростатичний тиск ґрунтових вод прямо пропорційний їхньому рівню Н (ДР = сgН). Тобто, використовуючи вираз (12), одержимо:

(29)

Знайдена нами залежність (рис. 12) потужності світлового сигналу W, відбитого від плоскої поверхні, квазілінійна в області ДZ0 ? 160 мкм й описується виразом:

. (30)

Отже, відкривається можливість щодо зміни інтенсивності відбитого від мембрани світла визначати (за формулами (29) і (30)) коливання висоти стовпа води в підошві відвалу, тобто контролювати його стійкість.

Подібні датчики (див. рис. 11) можна використовувати і для вимірів тиску гірських порід.

У табл. 1 наведені розрахункові значення товщин мембран з алюмінію й сталі в припущенні перепаду рівня ґрунтових вод 10 м і висоти відвала 100…150 м. Там же наведені максимальні значення механічних напруг, що виникають у матеріалі мембрани, розрахованих за формулою:

. (31)

Таблиця 1 Розрахункові значення товщини мембрани датчика тиску

ДРмакс, МПа	R, мм	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0,1	aАl, мкм					114	145	179	213	250	287
	уАl, МПа					144	129	115	106	97	91
	aFe, мкм	9	23	40	59	79	101	123	148	173	199
	уFе, МПа	886	569	422	350	302	270	243	220	204	189
3	аFe, мкм	41	104	179	263	354	452	555	663	775	893
	уFe, МПа	1312	826	632	520	450	397	358	328	303	282

Постановка вимірювань здійснюється на території, відведеній під розміщення відвалів, до завезення породи. Після розміщення датчиків проводяться контрольні виміри, які заносяться в паспорт спостережного поста. Датчики рівня ґрунтових вод встановлюються в гідрологічних свердловинах. При значному розширенні території відвалу, спостережливу станцію можна перенести, попередньо встановивши додаткові датчики й наростивши магістральний кабель.

Отже, розроблені волоконно-оптичні датчики дозволяють дистанційно визначити тиск гірських порід у недосяжному місці, у тому числі й у підошві відвалу.

У четвертому розділі описані розроблені системи дистанційного контролю просторової орієнтації базових поверхонь і проаналізовані методики обробки інклінометричних вимірів з метою їхньої оптимізації за критерієм точності.

При передаванні планових координат на різні горизонти робіт, при монтажі технологічного устаткування та прив'язці геодезичних приладів до місцевої вертикалі користуються прямими або зворотними висками, в яких вертикальність нитки (струни) встановлюється відповідно або під дією сили ваги металевого вантажу, або сили Архімеда, що діє на поплавець, занурений у рідину. Реєстрація відхилень від вертикалі здійснюється візуально за допомогою механічних відлікових пристроїв або, більш точно, з використанням оптичних методів спостережень. Для забезпечення дистанційності вимірів використовують індуктивні датчики, фотоелектричні датчики положення струни й т.п. Крім традиційних висків, запропонована велика кількість оптичних приладів, де роль нитки виконує світловий промінь. Загальним недоліком механічного й оптико-механічного методів проектування є складність конструктивних рішень і громіздкість реєструвальної апаратури. Тому з метою підвищення точності й продуктивності вимірювань і можливості здійснення дистанційного спостереження за об'єктом нами розроблений пристрій для задання вертикального напрямку (рис. 13).

Пристрій складається з оптичного виска у вигляді волоконного світловода 1 із тягарцем 2 і візира (оптичного волокна) 3. Світловоди, розміщені усередині прозорого корпусу 4, співвісні його вертикальній осі, а торцями звернені один до одного із зазором, що не перевищує діаметра світловедучої жили світловодів. Другі кінці світловодів, розміщені зовні корпусу, підключені до світловипромінювального діода 5 і фотоприймача 6 вимірника світлової потужності 7.

Для зниження чутливості пристрою до мікровібрацій герметична порожнина корпусу 4 заповнюється демпферною оптично прозорою рідиною 8.

При використанні пристрою не тільки для завдання вертикального напрямку, але й виміру кутового нахилу оптичної осі корпусу, тобто для визначення координат відхилення, візир забезпечується додатковими волоконними світловодами, упорядковано покладеними навколо світловода 3.

На рис. 14 показано компонування торця світлоприймального джгута візира. Другий торець джгута підключається до фотоприймача оптичного тестера й за допомогою перемикача оптичних каналів опитується. Задання вертикального напрямку полягає у тому, що домагаються співвісності світловодів 1 і 3 за максимумом потужності світла, що пройшло зазор.

Відхилення від вертикалі (r 1-3, див. рис. 14) визначається по каліброваній кривій, наведеній на рис. 9, використовуючи дані вимірів світлової потужності по світловоду 3.

Планові координати відхилення (х1, у1) визначаються за даними вимірювань розподілу потужності світла, випромінюваного світловодом 1 між світловодами джгута, і знаходження за величиною rа і rв геометричного центра О1 світлової плями на торці джгута. За координатами (х1, у1) і довжиною виска ? визначають кут нахилу б за формулою

. (32)

Координати центра світлової плями знаходять зі спільного рішення рівнянь кіл радіуса ,; ; , центри яких визначаються, відповідно, координатами , ,.

. (33)

Система із трьох рівнянь дає можливість однозначно визначити координати , а отже, і координати відхилення виска від вертикалі.

На рис. 14 ця однозначність рішення відображається геометрично єдиною точкою О1, в якій перетинаються всі три кола радіуса ; ; , проведені із центрів з координатами ; ; .

Віднімаючи з першого рівняння системи (33) друге і третє, одержимо нову систему рівнянь. Звідки шукані координати:

(34)

(35)

При суміщенні осі центрального світловода 3 з початком координат і проходженні осі Y через центр периферійного волокна з радіусом світловедучої жили а (рис. 14)

; ;

Тоді вирази (34) і (35) спрощуються й азимут нахилу визначається за координатами:

, (36)

. (37)

Отже, розроблений пристрій дозволяє з високою точністю задавати вертикаль і визначати кут і азимут нахилу дистанційно. На описаний пристрій отримані патенти України.

При зсуві гірської породи для контролю нахилу базових поверхонь великої довжини використовують гідростатичні нівеліри. Відомі конструкції гідростатичних нівелірів відрізняються за суттю тільки методом фіксації й відлічування положення рівня рідини в посудинах. Перспективними методами фіксації положення рівня при прецизійних гідростатичних вимірах є ємнісний та індукційний для дистанційної передачі інформації на короткі відстані й метод фотоелектричної реєстрації положення рівня для передачі інформації на значні відстані. Всі ці пристрої потребують наявності електроживлення в зоні вимірювань, що не завжди можливо здійснити.

У розробленому нами рівнемірі роль зонда відіграє торець кварцового оптичного волокна, діаметр світловедучої жили якого становить 50 мкм. Вимірювальна система побудована на основі спрямованого розгалужувача (рис. 15), в один із рукавів якого вводиться світловий потік від світлодіода, а за іншим, за допомогою фотоприймача, реєструється потік зворотного розсіювання від торця світловода й рідини. Використовуючи залежність інтенсивності світлового потоку від відстані z до поверхні рідини, визначають кут нахилу контрольованої поверхні на базі d за формулою:

(38)

Для вимірювання більших кутів нахилу використовується інший спосіб реєстрації.

Як відомо, френелівський коефіцієнт відбиття від торця світловода при нормальному падінні світла на межу розділу скло-повітря або скло-рідина

(39)

де - показник заломлення серцевини світловода;

- показник заломлення середовища;

, - потужність, відповідно, відбитого й падаючого світлового потоку.

Оскільки показники заломлення рідини й повітря відрізняються (у води, наприклад, = 1,33), то при торканні рідини полірованим торцем світловода повинна мати місце модуляція інтенсивності світлового потоку, відбитого від межі розділу двох середовищ. Це є стоповим сигналом для виконавчого механізму й перерахункового пристрою.

При такій схемі реєстрації відпадає необхідність у розміщенні фотоприймача в зоні встановлення посудин рівнемірів. Розміри зонда виключають можливість помилки визначення моменту контакту зонда з поверхнею рідини за рахунок зменшення впливу явищ змочування. Завдяки малому загасанню, при поширенні світла по волоконних світловодах, довжина вимірювальних каналів може становити кілометри.

Проведені експерименти підтвердили ефект модуляції з перепадом величини світлового сигналу ~ 8 і високу точність (1 мкм) реєстрації рівня рідини.

Для інклінометричних вимірювань нами розроблений волоконно-оптичний датчик, що дозволяє дистанційно визначати азимутальний і зенітний кути нахилу контрольованих об'єктів (рис. 16).

Принцип дії датчика заснований на зміні інтенсивності світлового потоку на фотоприймач при зміні положення кульки усередині капсули щодо торця світловода внаслідок нахилу корпусу інклінометра. Світло від світлодіода 4 по одному з рукавів розгалужувача 3 досягає по оптичному волокну торця, виходить у зазор і, відбившись від дзеркальної поверхні кульки, потрапляє по іншому рукаву розгалужувача на фотоприймач 5, електричний сигнал з якого проходить у блок посилення й реєстрації оптичного тестера - вимірника потужності світла 6.

Капсула виготовляється із матеріалу з незмочувальною поверхнею; розміщається в герметичному водонепроникному корпусі по магнітній стрілці, що вказує взаємне розташування оптичних волокон і сторін світа.

Кут нахилу й напрямок його визначається за сукупністю вимірювань відстаней Si, (i = 1, 2, 3) між поверхнею кульки й торцями світловодів трьох вимірювальних каналів, розташованих під кутом 120є один до одного в екваторіальній площині капсули, паралельній базовій поверхні.

Оскільки кулька може рухатися не тільки уздовж осі світловода, але й в ортогональній площині, були проведені дослідження залежності погрішності визначення величини зазору S від діаметра кульок (рис. 17).

Як видно із графіків, при збільшенні діаметра кульки залежність величини світлового сигналу від ортогональних зсувів слабшає.

Отже, на розмір чутливого елемента датчика накладаються обмеження знизу діаметром кульки, що повинен бути більшим від 2 мм.

Знайдено функціональну залежність азимутального кута и і полярного кута г нахилу базової поверхні від зазору Si між кулькою й торцями світловодів вимірювальних каналів:

, (40)

. (41)

Схема реєстрації дозволяє за розмірами Si вимірювати кут нахилу г у межах 0ч90° і встановлювати азимут нахилу и.

Отже, застосування волоконно-оптичних систем контролю просторового положення базових поверхонь у гірському масиві дозволяє проводити інклінометричні вимірювання в магнітному середовищі більш точно й оперативно. Найкращими методами обробки інклинометричних даних варто вважати методи розрахунку кутів нахилу за радіусом кривизни й за мінімумом кривизни.

П'ятий розділ присвячено дослідженню параметрів фізичних процесів, обумовлених гірничим виробництвом, розробленою для цих цілей технікою.

Гірничі роботи на Інгулецькому ГЗК характеризуються наявністю значних, як за площею, так і за висотою зовнішніх відвалів, які відсипані на слабкій основі. За останні роки на всіх відвалах ІнГЗК мали місце явища їхнього деформування. Тому питання збереження стійкості зовнішніх відвалів на ІнГЗК та відвалах інших ГЗК залишається досить актуальним.

Основною причиною таких деформаційних явищ, як зсуви на зовнішніх відвалах, є невідповідність значення фактичного тиску гірських порід в основі відвалів тим теоретичним значенням, які використовуються при розрахунках стійкості породних схилів.

Під стійкістю відкритих гірничих виробок розуміється їхня здатність зберігати в заданих межах геометричну форму й розміри протягом усього терміну служби при будь-яких можливих змінах природних і технологічних факторів.

При розрахунку ступеня стійкості відвалу, тиск на площадку зсуву приймається рівним теоретичному значенню, а саме h. Однак, як показав фактичний вимір гірського тиску в підошві відвала, він перевищує значення h на 7,7 %. А отже розрахунки, проведені за вищенаведеною формулою, будуть містити систематичну помилку, яка за певних умов може привести (і приводило) до деформування зовнішніх відвалів ВАТ “ІнГЗК”.

Наявність значного числа пустот і багатотисячних площ зон обвалення створює не тільки небезпеку для розробки родовищ відкритим і підземним способами, але й для всього регіону, оскільки може бути ініціатором землетрусів.

Розроблена волоконно-оптична станція спостереження за геодинамічними процесами була випробувана на кар'єрі № 1 ВАТ “ЦГЗК” і кар'єрі № 2-біс Новокриворізького комплексу Криворізького гірничо-збагачувального комбінату. Станції здійснювали реєстрацію зсуву масивів гірських порід як під впливом підземних гірських робіт (кар'єр № 2 - біс), так і внаслідок ведення підривних робіт безпосередньо в кар'єрах №1 і №2 - біс. Крім того, спостережні станції дозволяли реєструвати також геодинамічні процеси, які відбуваються у великому залізорудному регіоні

Проведені вимірювання дозволили довести теоретично передбачувану (1...2 мкм) високу чутливість волоконно-оптичної системи до зсувів гірських порід. Отримані під час вибухових дослідів дані про мікрозміщення гірських порід надійно реєструвалися, що дає підставу зробити висновок про правильність обраних методів і засобів вимірювань.

Експериментально зареєстрований факт наявності релаксаційних процесів у гірському масиві після проведення масових вибухів у кар'єрах. Показано, що процес повернення земної поверхні в первісний стан відбувається з різними швидкостями по вертикалі й горизонталі. Виявлення такого роду залежності деформації гірського масиву від часу дозволяє стверджувати необхідність обліку тимчасового фактора у величині геодинамічних процесів та їхньої спрямованості.

Прихід сейсмічних хвиль супроводжується коливанням споруд, на які накладаються коливання від ударної повітряної хвилі, що приходить з деяким запізнюванням. Дослідження інтерференції цих хвиль дозволило спостерігати резонанс стекол при масовому вибуху на Першотравневому кар'єрі ВАТ “ПівнГЗК”. Інтерференція сейсмічних і ударних повітряних хвиль приводить до різкого збільшення амплітуди коливань віконного скла. Відзначимо, що коливання відбуваються на фоні загального прогину скла усередину будинку протягом усього часу впливу повітряної ударної хвилі.

Отже, доведено, що сейсмічні та ударні повітряні хвилі від блоків гірського масиву, що підриваються послідовно, інтерферують, що веде до руйнації споруд, які знаходяться в зоні впливу гірничого виробництва.

Результати вимірювань також показали, що підривні роботи в кар'єрі, проведені на відстані 750 м від об'єктів, що охороняються, впливають на величину розкриття тріщин. Під час вибухів амплітуда коливання розмірів тріщини не перевищувала 25 мкм. Після проведення вибуху розкриття тріщини збільшувалося на величину, що не перевищувала 20%. До й після проведення вибухів величина розкриття тріщин залишалася однаковою.

Основним фактором впливу на розкриття тріщин є коливання температури повітря протягом доби, внаслідок чого збільшення розмірів тріщини може досягати 50 мкм.

Протягом року спостережень максимальне розкриття тріщини в стіні цегельного будинку не перевищило 300 мкм.

Відповідно до Міжнародної сейсмічної шкали MSK-64 рівень сейсмічних коливань визначається за векторною швидкістю коливання ґрунту біля об'єкта під охороною, що залежить, насамперед, від сумарної маси заряду й відстані між зарядом і точкою спостережень. Для прогнозування сейсмічного ефекту промислових вибухів знайдений коефіцієнт сейсмічності, який дорівнює 275, для короткосповільнених масових вибухів на Ганнівському і Першотравневому кар'єрах Північного ГЗК.

Швидкість поширення акустичних хвиль зростає зі збільшенням вмісту твердих компонентів у породі, тобто зі збільшенням густини породи. За зміною швидкості можна судити про зміну міцності гірської породи в міру її підробітку.

Кількість енергії, яка переноситься хвилею за 1 с через одиничну площадку, перпендикулярну напрямку поширення, зменшується в результаті поглинання за експонентою. За ступенем ослаблення інтенсивності сейсмічної хвилі також можна судити про міцність породи.

При підземному способі видобутку поперечний переріз рудного тіла обмежений, тому, вимірявши часовий інтервал між приходом прямої хвилі й відбитої на межі розділу середовищ із різною міцністю, можна також визначити швидкість поширення сейсмічної хвилі.

Отже, за сейсмограмою можна трьома незалежними способами визначати швидкість поширення сейсмічної хвилі, а разом із цим і контролювати зміну міцності гірської породи в часі.

Доведено, що зміна міцності гірської породи на одиницю в межах f = 4-12 приводить до зміни швидкості поширення поздовжньої сейсмічної хвилі на 400 м/с. Урахування цього факту дає можливість оптимізувати технологію підривних робіт.

ВИСНОВКИ

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій вирішена актуальна наукова проблема, яка полягає в розвитку наукових основ та техніки вимірювань параметрів геомеханічних і техногенних процесів у гірничовидобувному регіоні, що має важливе значення для України.

Основні наукові й практичні результати роботи:

1. Доведено, що гірничі роботи, які ведуться у Криворізькому гірничорудному басейні відкритим і підземним способами, дуже впливають на земну поверхню, що приводить до виникнення значних за площами зон зрушень і зсувів. Масові вибухи, які проводяться періодично в кар'єрах і шахтах, приводять до виникнення додаткових навантажень на напружено-деформований гірський масив.

Існуючі методи діагностики й контролю напруженого стану гірського масиву не можуть задовольняти сучасні потреби виробництва через недостатню точність вимірюваних параметрів фізичних процесів, що відбуваються, і принципову неможливість у більшості випадків здійснювати ці вимірювання дистанційно.

2. Аналіз сучасних способів і засобів передачі інформації дозволив однозначно визначитися з базовими технологіями, які повинні бути задіяні для вирішення вищезазначених проблем: це технології цифрових і волоконно-оптичних систем виміру.

З метою виявлення одержуваних переваг була розглянута теорія волоконно-оптичних світловодов з позицій її застосовності для вирішення проблем, пов'язаних з гірничим виробництвом.

Показано, що рефлектометричні волоконно-оптичні датчики та датчики прохідного типу із зовнішньою модуляцією інтенсивності світла є основним елементом для побудови вимірювальних систем з дистанційним зніманням інформації.

3. Необхідність у вимірі багатьох параметрів фізичних процесів, що перебувають у статиці, динамічному розвитку, коливальному стані привела до розробки теорії й розрахункових методик для чутливих елементів волоконно-оптичних датчиків.

Уперше отримано оптимальні параметри для волоконно-оптичних датчиків мембранного типу, з кулястим чутливим елементом; виявлені кореляційні зв'язки інтенсивності світлового потоку й величини зовнішнього впливу (тиску, швидкості потоку, зсуву, деформації, амплітуди коливання тощо).

4. Для контролю якості вибуху свердловинних зарядів і вибухових речовин розроблені методика й схеми вимірювань швидкості детонаційної хвилі за допомогою волоконної оптики. Випробування довели працездатність методу й незаперечні переваги в точності вимірювання швидкості перед традиційними методами.

Уперше визначені часи релаксації світіння повітря залежно від тиску. Цими величинами буде визначатися швидкодія повітряного сцинтилятора і, відповідно, точність реєстрації виходу ударної хвилі, точність методу.

5. Уперше отримано вираз залежності товщини фронту ударної повітряної хвилі від її інтенсивності, що дозволило визначити розміри чутливого елемента датчика (~10 мкм) для реєстрації слабких ударних повітряних хвиль (20...1000 Па) і на цій основі розробити вимірювальні пристрої.

6. Уперше розроблені методики й пристрої для дистанційного виміру деформації, величини гірського тиску, рівня ґрунтових вод у підошві відвалів. Встановлено датчики в підошву відвалу й отримані залежності, які характеризують величини фізичних процесів. Експериментально встановлено, що фактичний тиск на основу відвалу на 7,7% більше розрахункового, а це свідчить про те, що фактичний ступінь його стійкості може виявитися істотно нижчим, ніж проектний.

7. Розроблено високоточні волоконно-оптичні прилади й вимірювальні системи для здійснення дистанційного контролю просторового положення, задання вертикального напрямку й реєстрації кутів нахилу спостережуваних поверхонь.

8. Розроблено конструкції, встановлені спостережні станції та проведені їх промислові випробування з метою одержання інформації про геодинамічні процеси, які відбуваються в гірничовидобувному регіоні, у тому числі й під впливом гірничих робіт.

Показано, що застосування волоконно-оптичних систем вимірювання збільшує точність визначення зсуву гірських порід на порядок у порівнянні з традиційними методами.

9. Отримано експериментальні дані про величину інтенсивності землетрусів для об'єктів ЦПТ у кар'єрах Кривбасу й житлових будинків за межами кар'єрів.

Розроблено метод сейсмічного зондування для визначення міцності гірських порід. Результати роботи впроваджено на гірничих підприємствах Кривбасу.

10. Результати випробувань і впровадження техніки вимірювань параметрів геомеханічних і техногенних процесів у гірничовидобувному регіоні свідчать про їх високу ефективність, що дозволяє рекомендувати розроблені науково-технічні рішення для широкого використання на гірничовидобувних підприємствах.

ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ 36 НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОСНОВНІ З ЯКИХ

1. Здещиц В.М. Оптика. Атомна та ядерна фізика: Навч. посіб. - Кривий Ріг: Мінерал, 2005. - 248 с.

2. Здещиц В.М. Інклінометричні вимірювання просторового положення свердловин // Автоматизація маркшейдерських робіт: Навч. посіб. - Кривий Ріг: Мінерал, 2006. - С. 286-328.

3. Здещиц В.М., Тарасов М.Д., Цукерман В.А. Спектрально-временные исследования свечения воздуха, возбуждаемого быстрыми электронами // ЖТФ. - Т. 59, Вып. 5. - 1989. - С. 51-55.

4. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Куликовская О.Е., Хлиповка Е.О. Оптимизация конфигурации марок для волоконно-оптических центров // Разработка рудных месторождений. - Вып. 71. - 2000. - С. 122-125.

5. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Хлыповка Е.Г. Исследование волоконно-оптической системы для наблюдений смещений горных пород // Разработка рудных месторождений. - Вып. 75. - 2001. - С. 60-64.

6. Здещиц В.М. Дмитриенко И.И., Сидоренко В.Д. Волоконно-оптические датчики для маркшейдерии // Горный журнал. - 2002. - №1. - С. 58-59.

7. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Новые технологии в горно-металлургической промышленности // Разработка рудных месторождений - Вып. 78. - 2002. - С. 3-7.

8. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Новое направление в маркшейдерско-геодезической практике // Разработка рудных месторождений - Вып. 80. - 2002. - С. 8-12.

9. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Волоконно-оптические датчики для дистанционного контроля деформации отвала // Разработка рудных месторождений. - Вып. 84. - 2003. - С. 3-9.

10. Здещиц В.М., Несмашний Є.О., Сидоренко В.Д. Моніторинг сейсмічних коливань при масових підриваннях свердловинних зарядів у кар'єрі ПівдГЗК // Вісник Криворізького технічного університету. - Вип. 1. - 2003. - С. 7-10.

11. Здещиц В.М. Исследование колебаний деформируемых систем волоконно-оптическими датчиками // Металлургическая промышленность. - 2004. - №1. - С. 94-95.

12. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Применение волоконно-оптических технологий для контроля качества взрыва и взрывчатых веществ // Вісник Криворізького технічного університету. - Вип. 6. - 2005. - С. 3-8.

13. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Волоконно-оптический датчик давления ударных воздушных волн // Разработка рудных месторождений - Вып. 88. - 2005. - С. 216-221.

14. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д., Шолох М.В. Геометризация месторождений с использованием инклинометрической схемы скважин / Вісник Криворізького технічного університету. - Вип. 8. - 2005. - С. 107-111.

15. Здещиц В.М. Измерение деформации оконных стекол при проведении взрывных работ в карьерах // Вісник Криворізького технічного університету. - Вип. 10. - 2005. - С. 144-146.

16. Здещиц В.М., Несмашний Є.О., Бондурівська О.І. Методика та результати визначення рівня сейсмічного навантаження на житлові будинки при проведенні вибухових робіт на кар'єрах Кривбасу // Вісник Криворізького технічного університету. - Вип. 14. - 2006. - С. 144-147.

17. Здещиц В.М. Измерение векторной скорости сейсмических колебаний с помощью запоминающего цифрового осциллографа TPS 2014 // Вісник Криворізького технічного університету. - Вип. 16. - 2007. - С. 191-196.

18. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Волоконно-оптический наклономер // Современные пути развития маркшейдерско-геодезических работ на базе передового отечественного и зарубежного опыта: Сб. научн. тр. - Днепропетровск: НГАУ, 1997. - С. 213-215.

19. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д., Несмашный Е.А. Перспективы открытых горных работ в Криворожском бассейне в XI веке // Проблемы научного обеспечения горнопромышленного комплекса Украины на пороге XI века: Сб. науч. тр. ? Кривой Рог: КТУ, 2000. - С. 58-62.

20. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д., Хлыповка Е.Г. Радиосистема для волоконно-оптических станций наблюдений смещений горных пород // Сб. научн. тр. НГАУ. ? Днепропетровск, 2001. - Т. 1. - № 12. - С. 262-268.

21. Пат. 18240А. Україна, МПК5 G01С15/04 Пристрій для спостереження зміщення гірських порід / Здещиц В. М., Сидоренко В.Д. заявл. 18.12.95; опубл. 25. 12. 97; Бюл. № 6. - 1 с.

22. Пат. 9603 Україна, 7 F42B01/04 Пристрій для визначення швидкості детонації вибухових речовин / Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. / заявл. 17.01.2005; опубл. 17.10.05; Бюл. № 10.

23. Пат. 9602 Україна, 7 F42B01/04 Пристрій для визначення швидкості детонації вибухових речовин / Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. / заявл. 17.01.2005; опубл. 17.10.05; Бюл. № 10.

24. Пат. 18926 Україна, (51)МПК(2006) G01L 19/00 Пристрій для визначення тиску гірських порід / Півень В.О, Шпирок Д.М., Романенко О.B., Бехлер Є.Я., Здещиц В.М., Несмашний Є.О. / заявл. 20.06.2006; опубл. 15.11.2006; Бюл. № 11.

25. Здещиц В.М., Паранько І.С., Сидоренко В.Д. Застосування волоконно-оптичних систем у практиці реєстрації зміщення масивів гірських порід // Матеріали ІІ науково-технічної конференції “Сучасні небезпечні геологічні процеси. Вплив на довкілля. Нові технології прогнозування та захисту” (27 вересня - 1 жовтня 2004 р., АР Крим, м. Алушта). - Київ: НПЦ “Екологія. Наука. Техніка” Товариства “Знання” України, 2004.

26. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д., Шолох Н.В. Теоретичне обґрунтування та розробка інклінометра на основі цифрових технологій” // Міжнародна науково-технічна конференція “Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості України - 2005” (17-21 травня 2005 р., Кривий Ріг).

Особистий внесок автора в роботи, опубліковані у співавторстві, полягає в наступному: [4, 8, 14, 18, 19, 25, 26] - виконання теоретичних розробок; [3] - ідея, теоретичні й експериментальні дослідження, аналіз результатів; [7, 12, 16] - теоретичні дослідження, розробка методики та технології проведення промислових випробувань; [6, 9, 13, 18, 20] - обґрунтування наукових основ техніки вимірювання; [5, 10, 11, 15, 17] - промислові впровадження наукових розробок, аналіз результатів; [21-24] - ідея, розробка конструкції пристрою.

Размещено на Allbest.ru

...