Научно-техническое обоснование параметров и создание безопасных способов и средств разупрочнения мерзлых горных пород СВЧ электромагнитной энергией

• Автор: Рябец, Николай Иванович
• Шифр специальности: 05.26.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 370 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОХОДКИ ОТКРЫТЫХ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК
1.1. Обште сведения
1.2. Техника и технология проходки поверхностных горных выработок
1.2. Г Траншейный способ разведки
1.2.2 Техника и технология проходки геологоразведочных канав
1.3. Техника и технология проходки геологораз-
вед гчых скважин
1.3.: . Колонковое бурение
1.3 2 Ударно-канатное бурение
1.3 Техника и технология проходки сква-
жин большого диаметра и комбинированного бурения
1.4. Техника и технология проходки геологоразведочных шурфов
1.5. Применение СВЧ энергии для подготовки мерзлых пород к выемке при проходке горных выработок
1.6. Цель, задачи и методы исследований
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
УТЕЧЕК СВЧ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО БЕЗОПАСНЫМ УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ СВЧ УСТАНОВОК
2.1. Экспериментальные исследования утечек электромагнитного ноля, возникающих при вводе СВЧ энергии в породу с помощью открытых излучающих систем
2.1.1. Вводные замечания
2.1.2. Методика и аппаратура исследований

2.1.3. Обсуждение результатов измерений
2.1.4. Прогнозная оценка электромагнитной обстановки в зоне обслуживания СВЧ устройств, использующих открытые излучающие системы
2.1.5. Определение коэффициента утечек СВЧ энергии из призабойной зоны
2.2. Разработка устройств снижения утечек СВЧ энергии из технологической зоны и оценка их эффективности
2.2.1. Экспериментальное определение
электромагнитного поля в зоне обслуживания СВЧ установки ЭВИК
2.2.2. Обоснование и выбор типов заграж-
дающих структур для снижения утечек энергии и технологического зазора
2.2.3. Методика и аппаратура для определе-
ния эффективности заграждающих структур
2.3. Результаты экспериментальных исследований. Оценка эффективности заграждающих структур
2.3.1. Поле излучения в задней полуплоскости пирамидального рупора <Э£>
2.3.2. Защитное устройство компенсационного типа
2.3.3. Заграждающее устройство контактного типа
2.4. Экспериментальная проверка эффективности заграждающих структур и оценка электромагнитной обстановки в зоне обслуживания
СВЧ установки ЭВИК-1
2.4.1. Постановка задачи
2.4.2. Оборудование, аппаратура, методика
измерений

2.4 3. Результаты измерений электромагнитной обстановки в зоне обслуживания СВЧ установки ЭВИК
Выводы
Глава 3. Теоретическое исследование нагрева массива мерзлой породы СВЧ полем с учетом начального рас- пределекия температуры и влажности
3.1. Вводные замечания
3.2. Постановка задачи. Определение тепловых источников в массиве породы
3.3. Нагрев массива мерзлой породы до начала образования в нем фазового перехода
3.4. Оттаивание в СВЧ электромагнитном поле мерзлых пород с естественным градиентом температуры и влажности
Выводы
Глава 4. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ СВЧ ЭНЕРГЕТИКИ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕДАЧИ СВЧ ЭНЕРГИИ В МАССИВ МЕРЗЛОЙ ПОРОДЫ /56
4.1. Экспериментальные исследования коробчатого рупора возбуждаемого волноводно-щелевым излучателем
4.1.1. Постановка задачи
4.1.2. Методика и аппаратура эксперимента
4.1.3. Температурное поле коробчатого ру-
* пора, возбуждаемого волноводно-
щелевыми антеннами с продольными щелями
4.2. Экспериментальные исследования электродинамических характеристик коробчатого рупора
4.2.1. Постановка задачи
Т 4.2.2. Методика и аппаратура эксперимента
4.2.3. Коробчатый рупор с двумя волновод-
но-щелевыми решетками взаимноортогональной поляризации
В результате обзора существующей техники и технологии проведения шурфов можно сделать вывод, что развитие существующей и разрабатываемой техники для проходки шурфов идет по трем направлениям: первое - создание оборудования для механизации отдельных операций проходческого цикла; второе - разработка агрегатов и механизмов для комплексной механизации проходческих работ; третье создание шурфобуровых установок для проходки шурфов.
Необходимо отметить, что оценка механизации проходки шурфов по трудозатратам показывает, что существующее шурфопроходческое оборудование (краны, подъемники) механизируют лишь операцию подъема породы, не решая по существу проблемы механизации проходки шурфов, т.к. наиболее трудоемкие операции (бурение, заряжание, уборка породы, крепление) выполняются вручную.
В табл. 2.4 показаны объемы проходки шурфов, выполненных подразделениями Мингео СССР /53/.
Таблица
Объемы проходки шурфов, выполненные подразделениями Мингео СССР в 1975-1981 гг.
Показатели 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981
Объемы проходки шурфов, тыс. м 563,3 528,3 506,6 497,7 504,8 524,1 521
в т.ч. механизированные, тыс. м 171,2 181,6 148,1 143,7 148,8 169,3 156
Уровень механизации работ 30,4 34,4 29,2 28,9 29,5 32,3 32
Годовой экономический эффект, тыс, руб. 1250,0 573,1 989,5 908,7 1197 1271 853
Стоимость проходки 1 м, руб. 23,0 25,6 27,6 27,0 27,5 25,4 26
В результате исследований /53/ установлено, что существующий показатель «уровень механизации» не в полной мере характеризует состояние механизации проходки шурфов, не учитывает фактические затраты ручного труда. Вследствие этого ожидать повышения «уровня механизации» до высоких рубежей за счет применения техники слабо влияющей на процесс механизации работ преждевременно.