Труды Кольского научного ценра РАН. № 6, вып.1. 2019 г.
больших глубинах или в условиях действия высоких тектонических напряжений, зачастую сталкиваются с такими опасными проявлениями горного давления, как горные удары и техногенные землетрясения. Подобные проявления могут приводить к большим материальным потерями, а также травмированию и гибели людей. В связи с этим особо актуальными являются исследования процессов динамического разрушения пород в массиве с целью их прогноза и предотвращения. Как известно, при деформировании и разрушении твердых тел распространяются упругие колебания, которые могут регистрироваться средствами акустико-эмиссионного контроля [1]. Данный контроль проводится на предприятиях нефтегазовой сферы, металлопрокатных предприятиях, металлургических комбинатах, в авиационной и космической технике, на железных дорогах и во многих других отраслях промышленности. Его основной целью является обнаружение слабых мест (развивающихся дефектов) в трубопроводах, теплообменниках, реакторах, колоннах резервуаров, сосудах, сварных швах, деталях и узлах каких-либо механизмов. Применительно к массиву горных пород метод акустико-эмиссионного контроля (измерений) можно использовать также для поиска образовавшихся в массиве структурных неоднородностей и оценки напряженно-деформированного состояния, что, в свою очередь, позволяет осуществлять предварительный прогноз удароопасности участков массива. Еще одним способом контроля процессов деформирования и разрушения твердых тел является измерение электромагнитной эмиссии. Этот метод основывается на нестационарном изменении потенциала электрического поля вблизи деформируемого сигнала и регистрации импульсного излучения электромагнитных и упругих колебаний от образующихся под действием предельных напряжений трещин разрушения. Потребность в применении методов измерения параметров акустической и электромагнитной эмиссии в основном связана с тем, что для осуществления непрерывного контроля динамики изменения напряженно-деформированного состояния массивов горных пород и предупреждения возможных динамических проявлений горного давления в современных условиях ведения горных работ необходимо использовать высокоточное портативное оборудование. Если обратиться к истории, можно отметить, что акустическая эмиссия как явление было обнаружено в середине XIX в. При деформировании олова процесс сопровождался характерным звуковым эффектом, который получил название «крик олова» [ 2 ]. В 1930-х гг. была опубликована работа Абрама Федоровича Иоффе, главной темой которой были механические свойства кристаллов. Публикацию данного труда можно принять за начало отсчета акустико-эмиссионных исследований геоматериалов [3]. Автор отмечал, что каждый из единичных актов скачкообразной деформации образцов каменной соли сопровождался шумом, который напоминал тиканье часов. Исследователь обратил внимание на возможность использования этого шума в качестве инструмента при изучении природы и закономерностей указанной деформации. Позднее, в середине 1950-х гг., пришло понимание того, что акустическая эмиссия может быть одним из наиболее эффективных средств мониторинга разрушения горных пород в реальном времени. Подобная идея появилась после 133
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz