Лабораторно-измерительный комплекс для исследования процессов деформирования и разрушения горных пород
А.А. Терешкин1, И.Ю. Рассказов2, А.П. Грунин1, Д.И. Цой1, М.И. Рассказов1
1 Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Хабаровск, Российская Федерация
2 Хабаровский федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Хабаровск, Российская Федерация
Russian Mining Industry №4S / 2025 p. 134-139
Резюме: Процесс разрушения горных пород под воздействием внешнего давления представляет значительный интерес для изучения механики разрушения геоматериалов. В ходе разрушения образец генерирует акустические сигналы, которые представляют собой упругие волны, возникающие вследствие образования и роста микротрещин. Эти сигналы, известные как акустическая эмиссия, играют ключевую роль в мониторинге и прогнозе процессов разрушения различного масштаба.Сигналы акустической эмиссии характеризуются рядом параметров, таких как амплитуда, длительность, частота, энергия, которые позволяют анализировать динамику процесса разрушения. В зависимости от условий процесс может протекать с различной скоростью – от квазистатического до динамического режима разрушения. Анализ сигналов акустической эмиссии позволяет не только определить стадии разрушения, но и глубже понять механизмы трещинообразования. Разработанная в Институте горного дела ДВО РАН система регистрации импульсов акустической эмиссии включает в себя создание аппаратно-программного комплекса, обеспечивающего высокочувствительное детектирование сигналов, и методов обработки и интерпретации данных с функциями фильтрации, анализа и выделения ключевых параметров импульсов, а также определение координат отдельных событий внутри исследуемого образца в лабораторных условиях с заданными параметрами.
Ключевые слова: акустическая эмиссия, геодинамика, деформационные методы, акустические методы, регистрация волновых форм, первичный преобразователь, преобразование Фурье, методы локации акустической эмиссии
Для цитирования: Терешкин А.А., Рассказов И.Ю., Грунин А.П., Цой Д.И., Рассказов М.И. Лабораторно-измерительный комплекс для исследования процессов деформирования и разрушения горных пород. Горная промышленность. 2025;(4S):134–139. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-4S-134-139
Информация о статье
Поступила в редакцию: 22.06.2025
Поступила после рецензирования: 18.08.2025
Принята к публикации: 25.08.2025
Информация об авторах
Терёшкин Андрей Александрович – научный сотрудник, Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Хабаровск, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Рассказов Игорь Юрьевич – доктор технических наук, академик РАН, директор, Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Хабаровск, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-2215-6642; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Грунин Алексей Петрович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Хабаровск, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Цой Денис Игоревич – научный сотрудник, Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Хабаровск, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-4501-3724; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Рассказов Максим Игоревич – научный сотрудник, Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Хабаровск, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-9130-8072; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Lockner D.A., Byerlee J.D., Kuksenko V. Ponomarev, A., Sidorin A. Chapter 1 Observations of quasistatic fault growth from acoustic emissions. International Geophysics. 1992;51:3–31. https://doi.org/10.1016/S0074-6142(08)62813-2
2. Lockner D.A., Byerlee J.D., Kuksenko V., Ponomarev A., Sidorin A. Quasi-static fault growth and shear fracture energy in granite. Nature. 1991;350:39–42. https://doi.org/10.1038/350039a0
3. Kuksenko V., Tomilin N., Damaskinskaya E., Lockner D. A two-stage model of fracture of rocks. Pure and Applied Geophysics. 1996;146(2):253–263. https://doi.org/10.1007/BF00876492
4. Терешкин А.А., Мигунов Д.С., Аникин П.А., Гладырь А.В., Рассказов М.И. Оценка геомеханического состояния удароопасного массива горных пород по данным локального геоакустического контроля. Проблемы недропользования. 2017;(1):72–80. https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.01.072Tereshkin A.A., Migunov D.S., Anikin P.A., Gladyr A.V., Rasskazov M.I. Evaluation geo-mechanical dangerous rock mass state according to local control geoacoustic data. Problems of Subsoil Use. 2017;(1):72–80. (In Russ.) https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.01.072
5. Ломов М.А., Константинов А.В., Терешкин А.А. Перспективные методы оценки и контроля геомеханического состояния массивов пород Проблемы недропользования. 2019;(4):83–90. Режим доступа: https://trud.igduran.ru/index.php/psu/article/view/449 (дата обращения: 07.06.2025).Lomov M.A., Konstantinov A.V., Tereshkin A.A. Prospective methods of assessment and control of the geomechanical state of rock masses. Problems of Subsoil Use. 2019;(4):83–90. (In Russ.) Available at: https://trud.igduran.ru/index.php/psu/article/view/449 (accessed: 07.06.2025).
6. van der Baan M., Chorney D. Insights from micromechanical modeling of intact rock failure: event characteristics, stress drops, and force networks. JGR Solid Earth. 2019;124(12):12955–12980. https://doi.org/10.1029/2019JB018121
7. Meng F., Song J., Yue Z., Zhou H., Wang X., Wang Z. Failure mechanisms and damage evolution of hard rock joints under high stress: Insights from PFC2D modeling. Engineering Analysis with Boundary Elements. 2022;135:394–411. https://doi.org/10.1016/j.enganabound.2021.12.007
8. Duan K., Li X., Kwok C.-Y., Zhang Q., Wang L. Modeling the orientation- and stress-dependent permeability of anisotropic rock with particle-based discrete element method. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2021;147:104884. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2021.104884
9. Boese C.M., Kwiatek G., Fischer T., Plenkers K., Starke J., Blümle F. et al. Seismic monitoring of the STIMTEC hydraulic stimulation experiment in anisotropic metamorphic gneiss. Solid Earth. 2022;13(2):323–346. https://doi.org/10.5194/se-13-323-2022
10. Патонин А.В., Шихова Н.М., Пономарев А.В., Смирнов В.Б. Модульная система непрерывной регистрации акустической эмиссии для лабораторных исследований разрушения горных пород. Сейсмические приборы. 2018;54(3):35–55. https://doi.org/10.21455/si2018.3-3Patonin A.V., Shikhova N.M., Ponomarev A.V., Smirnov V.B. Module system of continuous acoustic emission registration for laboratory studies of the rocks destruction processes. Seismic Instruments. 2018;54(3):35–55. (In Russ.) https://doi.org/10.21455/si2018.3-3
11. Паньков И.Л., Евсеев В.С. Результаты экспериментального и теоретического определения прочности известняка в условиях трехосного сжатия по схеме Бекера. Горное эхо. 2024;(2):19–22. https://doi.org/10.7242/echo.2024.2.4Pankov I.L., Evseev V.S. Results of experimental and theoretical definition of limestone strength under triaxial compression using the Böker's method. Gornoe Ekho. 2024;(2):19–22. (In Russ.) https://doi.org/10.7242/echo.2024.2.4
12. Рассказов И.Ю., Федотова Ю.В., Аникин П.А., Сидляр А.В., Корчак П.А. Совершенствование автоматизированной системы геомеханического мониторинга и раннего предупреждения опасных геодинамических явлений. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(12-1):106–121. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_121_0_106Rasskazov I.Yu., Fedotova Yu.V., Anikin P.A., Sidlyar A.V., Korchak P.A. Improvement of the automated system of geomechanical monitoring and early prevention of dangerous geodynamic phenomena. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2022;(12-1):106–121. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_121_0_106
