Методика выделения спектральных характеристик сигналов электромагнитного излучения, регистрируемых при нагружении образцов горных пород на фоне техногенного магнитного шума

Abstract

В настоящее время активно проводятся исследования по изучению электромагнитного излучения в процессе нагружения образцов горных пород, металлов, композиционных материалов, а также в зонах дезинтеграции массивов горных пород на участках горных выработок. Применяемая для этих целей измерительная аппаратура нацелена на регистрацию сигналов электромагнитного излучения преимущественно радиочастотного диапазона. Целью работы являлось обнаружение информативных ультранизкочастотных сигналов электромагнитного излучения, генерируемых образцом горной породы под воздействием внешней нагрузки в виде одноосного сжатия, создаваемого ручным гидравлическим прессом. Задачей исследования является идентификация выявленных сигналов низкочастотного электромагнитного излучения на фоне техногенного магнитного шума, генерируемых образцом магматической горной породы в процессе его разрушения и установление их характерных спектральных особенностей. Представлены результаты наблюдений за вариациями магнитного поля с использованием магнитомодуляционных преобразователей магнитной индукции, позволяющих осуществить регистрацию и выделение информативных сигналов, генерируемых образцом горной породы под воздействием внешней нагрузки в лабораторном эксперименте. Применяемые магнитомодуляционные преобразователи имеют достаточную чувствительность и разрешающую способность для регистрации сигналов электромагнитного излучения в диапазоне частот 0,01–200 Гц, наблюдаемых при разрушении образцов горных пород в процессе их нагружения на фоне магнитного шума техногенного происхождения. Приведено описание методики измерений, оборудования и магнитометрической аппаратуры, а также этапов программной обработки исходных данных. Рассмотрена методика идентификации информативного ультранизкочастотного сигнала записи компонент магнитной индукции, генерируемого образцом магматической горной породы при его нагружении одноосным сжатием, на фоне магнитного шума техногенного происхождения. При разрушении испытуемого образца в процессе его нагружения установлено, что максимальная амплитуда сигналов электромагнитного излучения проявляется в ультранизкочастотной части спектра в диапазоне 0,3–4,0 Гц. Полученные результаты важны для изучения процессов в геологической среде, порождающих низкочастотное электромагнитное излучение, а также для исследования возможных механизмов его генерации.