Заполярный филиал ПАО «ГМК «Норильский никель», Норильск, Россия

Наговицин Ю. Н., главный инженер Центра геодинамической безопасности

ПАО «ГМК «Норильский никель», Москва, Россия:

Новиков В. В., главный горняк Управления по горно-обогатительному производству Производственно-технического департамента

 
Научный центр геомеханики и проблем горного производства Санкт-Петербургского государственного горного университета, Санкт-Петербург, Россия:

Куранов А. Д., заведующий лабораторией, канд. техн. наук

Ильинов М. Д., заведующий научно-исследовательской лабораторией физико-механических свойств и разрушения горных пород, канд. техн. наук

Приведен опыт разработки методики экспресс-оценки свойств руд и пород Октябрьского месторождения с помощью ультразвукового тестера УК1401М. Дано описание измерений прибором и прессовых испытаний образцов пород, их сопоставительный анализ. По результатам анализа выявлены зависимости, позволяющие в кратчайшие сроки получить значения предела прочности на одноосное сжатие и модуля упругости в любой точке месторождения с помощью ультразвукового тестера УК1401М.

От редакции. Представленная ниже статья посвящена актуальному вопросу – обоснованию экспресс-метода определения прочностных свойств пород in situ с помощью ультразвукового тестера УК1401М. Авторы попытались найти связь между пределом прочности на одноосное сжатие и величиной скорости распространения продольных ультразвуковых волн в одном и том же образце породы. Однако полученные результаты, по мнению рецензента, имеют невысокую достоверность из-за малой базы измерений (150 мм) и большой погрешности прибора УК1401М, а также малых значений аппроксимации R2. В свою очередь авторы статьи отмечают, что в данной работе применение прибора УК1401М позволяет повысить скорость и объем получаемой информации. Портативные приборы пока проигрывают в точности измерений, но без большого объема данных невозможно провести точную настройку и получение тарировочных зависимостей. По результатам сравнения данных полученных классическим способом и с прибора УК1401М для каждого из литотипов строятся свои тарированные кривые, и чем больше объем обрабатываемых данных, тем точнее конечный результат. В работе приведены промежуточные результаты, поэтому тарировочные кривые для габбро-долеритов имеют невысокую достоверность, но исследования в данном направлении продолжаются. Учитывая мнения рецензента и авторов, редкция посчитала возможным опубликовать эту статью с целью информирования читателей о данном этапе исследований, проводимых в Заполярном филиале ПАО «ГМК «Норильский никель».

1. Siddharth Garia, Arnab Kumar Pal, Ravi K., Archana M. Nair. A comprehensive analysis on the relationships between elastic wave velocities and petrophysical properties of sedimentary rocks based on laboratory measurements // Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. 2019. Vol. 9. P. 1869–1881.
2. Абрамов Д. А., Юсупов Р. Р., Вольф А. А., Барнашева Е. А., Бубнив С. Я. Упругие волны в горных породах и влияние различных факторов на их скорости // Молодой ученый. 2018. № 44. С. 229–231.
3. Izotova V., Pankratova K., Pospehov G. Analysis of the Vibrational Field on Vasilievsky Island of St. Petersburg // Proceedings of the 15th Conference and Exhibition Engineering and Mining Geophysics. – Gelendzhik, 2019.
4. Rozanov A. O., Petrov D. N., Rozenbaum A. M., Tereshkin A. A., Ilinov M. D. Acoustic emission precursor criteria of rock damage // Geomechanics and Geodynamics of Rock Masses : Proceedings of the 2018 European Rock Mechanics Symposium. – London : Taylor & Francis Group, 2018. Vol. 1. P. 669–672.
5. Цаплев В. М., Иванюк Р. М., Зверевич В. В. Ультразвуковой контроль нелинейных упругих характеристик микротрещиноватых поликристаллических горных пород // Записки Горного института. 2013. Т. 204. С. 105–109.
6. Кутин Н. А. Способ контроля качества блоков гранитных пород акустическими методами неразрушающего контроля // Инженерный вестник Дона. 2014. № 2(29).
7. Павлов И. В. Методы и приборы выявления трещиноватости гранита в процессе заготовки блоков // Инженерный вестник Дона. 2015. № 2-2(36).
8. Закиров А. А., Иньков В. Н., Простяков Р. Г., Черепецкая Е. Б. Оценка степени выветривания горных пород по мощности структурных акустических шумов // ГИАБ. 2010. № 10. С. 47–52.
9. Masayasu Inoue, Michito Ohomi. Relation Between Uniaxial Compressive Strength and Elastic Wave Velocity of Soft Rock // ISRM International Symposium. – Tokyo, 1981.
10. Кондратьев С. А., Ростовцев В. И., Бакшеева И. И. Исследования прочностных свойств керновых образцов горных пород при их обработке пучком высокоэнергетических электронов // ФТПРПИ. 2016. № 4. С. 168–176.
11. Assefa S., McCann C., Sothcott J. Velocities of compressional and shear waves in limestones // Geophysical Prospecting. 2003. Vol. 51. No. 1. P. 1–13.
12. Brotons V., Tomás R., Ivorra S., Grediaga A., Martínez-Martínez J. et al. Improved correlation between the static and dynamic elastic modulus of different types of rocks // Materials and Structures. 2016. Vol. 49. Iss. 8. P. 3021–3037.
13. Kurtulus C., CakIr S., Yoğurtcuoğlu A. C. Ultrasound Study of Limestone Rock Physical and Mechanical Properties // Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2016. Vol. 52. No. 6. P. 348–354.
14. ГОСТ 17624–87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности. – М. : Стандартинформ, 2010. – 22 с.
15. ГОСТ 28985–91. Породы горные. Метод определения деформационных характеристик при одноосном сжатии. – М. : ИПК Издательство стандартов, 2004. – 11 с.