Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки перспективного метода прогноза удароопасности массива по параметрам естественного электромагнитного излучения, возникающего при трещинообразовании в горных породах. Существующие методики интерпретации данных геофизического мониторинга не учитывают связи параметров электромагнитного излучения с основными геомеханическими критериями, определяющими вероятность проявления горного удара: концентрацией напряжений в массиве и расположением их максимума. Цель: установление рациональных параметров для дальнейшего экспериментального обоснования критериев локального прогноза удароопасности методом регистрации электромагнитного излучения на базе экспериментальной аппаратуры «Ангел-М», разработанной в МНЦ ВНИМИ. Объекты: массивы горных пород, склонных к динамическим проявлениям горного давления на горнодобывающих предприятиях Кузбасса (шахта «Таштагольская», глубина 700 м; шахта «Зиминка», глубина 300 м; шахта № 12, глубина 340 м). Методы: анализ физических механизмов электризации пород в поле механических напряжений на основе фундаментальных закономерностей физики твердого тела и электродинамики, экспериментально-теоретические основы метода регистрации электромагнитного излучения в лабораторных и натурных условиях. Результаты. Рассмотрены физические предпосылки возникновения электромагнитного излучения при разрушении твердых тел и горных пород, основные теоретические и экспериментальные результаты, полученные в данной области ведущими научными коллективами. Изложена методика расчета амплитудно-частотной характеристики электромагнитного излучения при трещинообразовании в горных породах, включающая решение волнового уравнения, прямое и обратное преобразование Фурье, эффекты суперпозиции систем трещин и затухания электромагнитного излучения в проводящей среде. Обоснован перспективный метод прогноза удароопасности массива методом регистрации электромагнитного излучения на основе комплексных критериев, косвенно взаимосвязанных с фундаментальными геомеханическими параметрами массива (концентраций напряжений в точке их максимума и расстоянием от контура до этой точки): средняя амплитуда импульсов за интервал регистрации и крутизна графика скорости нарастания импульсов.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования геофизических методов контроля напряженного состояния и прогноза геодинамических явлений на шахтах Кузбасса, включая системы геодинамического контроля и георадиолокацию. Цель: обоснование рациональных методик измерения параметров электромагнитного излучения в условиях интенсивной механизированной отработки угольных пластов и установление критериальных значений этих параметров для локального прогноза удароопасности на основе сопоставления с основными геомеханическими параметрами (коэффициентом концентрации напряжений и расстоянием от контура выработки до точки их максимума), полученными прямым базовым методом выхода буровой мелочи. Объекты: горные выработки очистной лавы на шахте «Им. С.М. Кирова», проходка подготовительных выработок на шахте «Есаульская». Методы: анализ научно-практических результатов, полученных методом электромагнитного излучения, экспериментально-теоретические основы которого разработаны в ряде организаций. Результаты. Установлена взаимосвязь амплитуды, формы, частоты следования импульсов, интервалов между ними с уровнем напряжений, раскрытием трещин, скоростью их развития. Разработана и постоянно совершенствуется аппаратура «Ангел», комплексные испытания которой проведены на ряде рудных и угольных месторождений. Доказана на основании результатов промышленных экспериментальных исследований возможность применения метода и аппаратуры регистрации ЭМИ для решения широкого круга инженерно-геологических задач, связанных с геологической подземной доразведкой, диагностированием зон тектонических нарушений, смещений и деформаций. Экспериментально доказана взаимосвязь параметров ЭМИ с концентрацией напряжений в массиве и расстоянием до их максимума, установлены особенности динамики изменения этих параметров во времени. Установлены критериальные значения, и предложена номограмма для локального прогноза удароопасности в очистных и подготовительных выработках шахт Кузбасса.