Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering (Mar 2023)
محاسبه پارامترهای موج الکترومغناطیس ناشی از سنگ‌های آذرین تحت‌فشار
Abstract
بررسی خواص الکتریکی سنگ‌های تحت‌فشار دارای اهمیت خاصی است. بررسی این خواص، به دلیل ایجاد امواج الکترومغناطیس در اثر اعمال تنش فشاری بر سنگ‌ها، امکان هشدار اولیه در صورت ریزش معادن و تونل‌ها، کاهش آسیب‌های جانی و غیره را فراهم می‌کند. برای این منظور ما با اعمال تنش فشاری بر سنگ‌های آذرینی مثل گابرو و گرانیت، به بررسی تغییرات پارامترهای الکتریکی نمونه‌ها می‌پردازیم. اعمال تنش فشاری توسط دستگاه فشار هیدرولیک باعث ایجاد فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی در نمونه‌ها می‌شود و زوج الکترون-حفره تولید می‌گردد. درنتیجه، شارش جریان الکتریکی و اختلاف‌پتانسیل بین حجم مرکزی سنگ تحت‌فشار و لبه‌های بدون فشار را در پی خواهد داشت. تنش فشاری بر نمونه‌ها به‌طور یکنواخت افزایش و سپس ثابت و در ادامه نیز به‌طور یکنواخت کاهش می‌یابد. با اندازه‌گیری تغییرات جریان برحسب فشار در طول زمان اعمال تنش فشاری، معادلات جریان الکتریکی، اختلاف‌پتانسیل الکتریکی سطحی نمونه و همچنین میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی حاصل از تغییرات فشار بر نمونه را به دست می‌آوریم و نشان می‌دهیم عامل اصلی به وجود آورنده امواج الکترومغناطیس، حفره‌های با بار مثبت هستند که در اثر شکستن پیوندهای پراکسی سنگ ایجاد می‌شوند. نتایج این مقاله علاوه بر تصحیح و تکمیل آزمایش‌های قبلی، می‌تواند به‌عنوان روشی برای تشخیص تغییرات فشار مکان‌های تحت‌فشار مثل دیوارها و سقف معادن و ساختمان‌ها و نیز تغییرات فشار لایه‌های تکتونیکی زمین‌لرزه با استفاده از بررسی تغییرات پتانسیل سطحی بکار رود و می‌تواند روشی با دقت بالا در پیش‌نشانگری زلزله باشد؛ بنابراین این تحقیق برای بسیاری از محققان رشته‌های فیزیک، زمین‌شناسی، مهندسی معدن و غیره می‌تواند مفید واقع شود.
Keywords
