Горный удар. классификация горных ударов и их предотвращение

Горный удар

ГОРНЫЙ УДАР (а. rock bump, rock burst; н. Gebirgsschlag; ф. соup de toit, соup de roche; и. hundimiento) — внезапное быстропротекающее разрушение предельно напряжённой части массива полезных ископаемых (породы), прилегающей к подземной горной выработке.

Горный удар сопровождается выбросом полезных ископаемых (пород) в горную выработку, сильным звуковым эффектом, возникновением мощной воздушной волны.

В CCCP проявления горного удара отмечены с конца 40-х годов 20 века на шахтах Кизеловского бассейна, а с углублением горных работ горные удары начали проявляться на шахтах Кузнецкого и Донецкого бассейнов, Сучанского, Шурабского, Ткибульского, Воркутинского, Сулюктинского и других месторождений.

Обратите внимание

Горные удары обычно происходят при глубинах разработки свыше 200 м. На многих месторождениях, особенно рудных, возникновение горного удара вызывается наличием в массиве горных пород тектонических напряжений, превышающих по своей величине гравитационные, иногда в несколько раз.

В горном ударе участвуют потенциальная энергия упругого сжатия пласта полезных ископаемых (пород) в очаге разрушения и энергия упругих деформаций окружающих пород (рис. 1).

Динамический характер потери устойчивости при горном ударе вызывается превышением притока энергии над её поглощением при разрушении.

По силе проявления выделяют стреляния, толчки, микроудары и собственно горные удары; последние проявляются в краевых частях подготовительных и очистных выработок, в целиках (изолированных сплошных, прорезанных выработками, отделённых от массива выработкой).

Степень удароопасности оценивается на основе регистрации явлений и процессов, сопровождающих бурение скважин (выход и крупность буровой мелочи, сейсмоакустические импульсы, зажатие бурового снаряда в скважине, раскалывание керна на диски), вдавливания пуансона (индентора) в забой или стенки скважины, регистрации скорости прохождения упругих волн, электрического сопротивления угля (пород), их электромагнитного излучения, влажности и др. Для каждого месторождения выбирается обычно один или два из перечисленных методов. На шахтах действуют специальные службы прогноза горных ударов, обеспечивающие своевременный перевод шахтопластов, рудных тел и пород в опасные по горным ударам, установление (прогноз) степени удароопасности отдельных участков, приведение их в неопасное состояние. Угольные шахтопласты, рудные и нерудные месторождения (части месторождений) являются угрожаемыми по горным ударам, если в их составе имеются хрупкие породы (уголь) и возникают достаточно высокие напряжения в нетронутом массиве или если при ведении горных работ происходят стреляния и толчки. К опасным по горным ударам относятся части угрожаемого шахтопласта или месторождения, начиная с глубины, на которой при ведении горных работ появились микроудары и горные удары или удароопасность установлена на основе прогноза. Степень удароопасности отдельных участков массива горных пород, прилегающих к выработке, характеризуется величиной напряжений в зоне максимума опорного давления и расстоянием до него от стенки выработки.

Борьба с горными ударами ведётся: путём снижения горного давления на пласт, рудное тело посредством специальной раскройки месторождения на шахтные поля и порядка их отработки, исключающих образование участков с большой концентрацией напряжений; опережающей отработкой неопасных, т.н. защитных, соседних пластов (рис.

2), слоев, залежей; бесцеликовой технологией отработки, сокращением количества горных выработок впереди фронта очистных работ; уменьшением способности пласта полезных ископаемых (породы) к накоплению упругой энергии (рыхлением камуфлетными взрывами, нагнетанием воды в пласт, разгрузочными скважинами и щелями) и др.

Ограничение силы проявления горного удара достигается применением самораспорных проходческих комбайнов, щитов, податливой или арочной металлической крепи, оптимизацией параметров буровзрывных работ, переходом на проведение горных выработок комбайнами, гидравлическим способом, взрывным способом в режиме сотрясательного взрывания; исключением особо опасных горных выработок из использования.

Источник: http://www.mining-enc.ru/g/gornyj-udar

Мероприятия по предотвращению горных ударов на шахтах и рудниках

Процесс, при котором осуществляется хрупкое обрушение напряженной структуры пласта, контактирующего непосредственно с угольной выработкой, называется горным ударом. Он возникает в результате преобразования потенциальной энергии внутри угольного массива (очаг горного удара) в кинетическую.

Это сопряжено, как правило, с обильными выбросами угля, руды, соли и других твердых пород, их обрушением, сильными звуковыми колебаниями и образованием ударной волны.

При этих процессах происходит динамическое неравномерное перераспределение горного давления, что является прямой угрозой для серьезных аварий. Они могут возникнуть в результате ослабления и разрушения крепи, а также опасного перемещения горного и вспомогательного оборудования.

Важно

Горная порода, заполняющая горные выработки, влияет на функционирование вентиляционной системы. Она нарушается, в результате чего в пустотах накапливаются опасные горючие газы.

Внешние признаки, предшествующие опасным авариям, проявляются в следующем: выброс твердых пород, формирование воздушной волны и пыли, резкие шумовые колебания, а также повышенное газовое выделение. Горные удары, как правило, происходят на больших территориях и могут иметь необратимые последствия огромной разрушительной силы, в том числе с человеческими жертвами.

Они возникают по причине разного горного давления на отдельных участках пласта, особенно в очистных выработках. По краям очистного забоя напряжение становится слабее, ближе к центру оно увеличивается. Именно поэтому возникает некое силовое поле, которое выдавливает горные породы.

Горные удары имеет свою классификацию: миниудары, периодические движения (толчки), так называемые стреляния и непосредственно удары.

Миниудары или микроудары, как правило, сопряжены с колебанием горного пласта и формированием пыльного слоя. Ущерб от них практически не ощущается.

Толчок может обладать уже некоторыми разрушительными свойствами. Он сопровождается давлением на пласты, но без их разрушения. При стрелянии начинается процесс разлома пород и отскакивания от основной части отдельных кусков. При этом появляются своеобразные звуковые потрескивания и щелчки.

В зависимости от активности горных ударов горные пласты подразделяются на опасные и угрожаемые. На определенных глубинах угрожаемые массивы переходят в ранг опасных.

Для того, чтобы оценить степень опасности подобных производственных объектов необходимо пробурить пластовый слой и проанализировать количество мелких твердых остатков. Чем больше их количество, тем выше опасность.

Совет

Существуют определенные нормативы, при которых объекты становятся особенно удароопасными.

Также, если при бурении крупные фракции, свыше 2-3 мм, попадаются реже, то вероятность горных ударов на эксплуатируемом участке соответственно увеличивается.

Для того, чтобы деятельность на шахтовых объектах была безопасной с точки зрения возникновения горных ударов, необходимо проведение комплекса предупреждающих мероприятий:

  • снижение напряженности угольного пласта посредством отработки горных массивов, менее подверженных к выбросам (опережающая отработка);
  • формирования защитных зон посредством уменьшения опасности горных ударов в призабойной части пласта;
  • технологическая упорядоченность подготовки и отработки массивов.

При отработке свит пластов изначально осуществляется изъятие наименее опасного защитного угольного слоя. В случае удароопасности всего свита выемка начинается с пласта, который более защищен. Необходимо помнить, что защитный эффект продолжается ограниченное время. Граница этих зон зависит от глубины и объема извлекаемого угольного пласта.

Читайте также:  Комплекс технических средств оповещения и информирования

Если опережающая отработка защитных пластов невозможна или не имеет смысла, то формируется защитная зона. Ее площадь коррелируется с объемом извлекаемых пород и составляет приблизительно 2-8 м. Существуют несколько методов создания подобных зон: бурение, нагнетание жидкости и подземные камуфлетные взрывы.

Когда проводятся очистные работы, то процесс бурения осуществляется двумя способами: параллельно забою из подготовительной зоны выработки или непосредственно от самого очистного забоя.

В зонах подготовительного забоя, а также на площадях, где проводится капитальная разработка угольного пласта, бурение направлено как по ходу выработки, так и по ее краям.

Разгрузочные скважины расположены друг от друга на расстоянии, которое устанавливается в зависимости от следующих показателей: степень опасности горных ударов, размер скважины (диаметр) и производительность угольного пласта (мощность).

Подземные камуфлетные взрывы используют при относительно небольших размерах скважин до 10м. В них не более, чем на 50% закладываются взрывчатые вещества, а оставшуюся емкость добирают забойным материалом.

В зависимости от качества заряда, забойного материла и прогнозов удароопасности, варьируется количество скважин и расстояние между ними (от 0,8 м до 1,5м). Жидкость для увлажнения угольных массивов формируется за счет режима фильтрации через пробуренные скважины или непосредственно по пласту.

Обратите внимание

Длина подобных скважин составляет 10-15 м, а объем воды зависит от количества обрабатываемого пласта, но не более 25-30 м на 1 тонну.

При проектировании новых шахт, или модернизации старых, в обязательном порядке необходимо предусмотреть комплекс мероприятий по их безопасной эксплуатации с точки зрения удароопасности.

Для этого объекты должны пройти соответствующую экспертизу в порядке, установленным Ростехнадзором РФ.

В проекте должен быть выделен специальный раздел, предусматривающий решения технического и организационного характера по предупреждению и ликвидации последствий горных ударов.

В случае возникновения серьезных предпосылок, связанных с повышенной удароопасностью, необходимо в срочном порядке эвакуировать весь персонал выработки, в том числе инженерно-технический и полностью отключить электрическую энергию. Возобновление работ возможно только после устранения всех угроз, выполнении мероприятий по обеспечению промышленной безопасности и письменного приказа, исходящего от высшего руководства шахты.

Источник: https://1cert.ru/stati/gornye-udary-kak-odna-iz-samykh-opasnykh-prichin-avariy-na-ugolnykh-vyrabotkakh

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Горный удар — внезапное быстропротекающее разрушение предельно напряженной части массива породы, прилегающей к подземной горной выработке. Горные удары происходят в угольных шахтах, но могут быть и при разработке рудных м-ний.  [1]

Горным ударом называют взрывообразное внезапное разрушение породы в окрестности выработки, происходящее без выделения газа; это одно из проявлений горного давления тем опаснее, чем больше глубина горных работ и прочность породы. Горные удары наблюдаются при прохождении подготовительных выработок в их действующих забоях, еще более часты горные удары в целиках различного назначения, в забоях очистных выработок.  [3]

Горным ударом называют взрывообразное внезапное разрушение породы в окрестности выработки, происходящее без выделения газа; оно преставляет собой одно из проявлений горного давления и тем опаснее, чем больше глубина горных работ и прочность породы.  [4]

Важно

Возникновениегорных ударов является следствием перенапряженного состояния пород в окрестностях забоя выработки, вероятность которого увеличивается с повышением глубины горных работ.  [5]

Возникновениегорных ударов возможно в результате накопления упругих сил изгиба при оседании или провисании крепких нетрещиноватых, залегающих пластообразно пород, обладающих высокой упругостью.

Такими пластами в калийных месторождениях Крюгерсгалль или Клейн Ширстедта являлись пласты ангидрита. Когда прогиб этих пластов достиг предельной величины, произошел их разрыв ( или разлом), сопровождающийся ударом.

Так как подобные удары происходят мгновенно, то соляные породы не успевают проявить своих пластических свойств, вследствие чего и происходит их разрушение.  [6]

Поэтому опасностьгорного удара может быть в значительной степени снижена изменением формы забоя выработки путем сведения ее на конус.

В этом случае представляется возможным вывести очаг концентрации напряжений на острие конуса, вследствие чего при разрушении происходило бы немедленное обрушение породы и накопления упругой энергии в среде не было бы.

Однако эти рекомендации не устраняют в целом возможности стреляния породы из вершины конуса, не говоря уже о технических трудностях проведения выработки с коническим выбоем в скальных породах.  [7]

Для предотвращениягорных ударов необходимо применять такие способы разработки, которые предупреждали бн возможность провисания кровли над горными выработками, особенно в тех случаях, когда выше разрабатываемого горизонта расположены пласты ангидрита.  [8]

Совет

Для решения задачи предупреждениягорных ударов важное значение имеет оценка деформационных свойств горных пород. Такая оценка возможна на основе общей модели горных пород как сплошной упругопластической среды.  [9]

Этот период, предшествующийгорному удару, сопровождается треском и формированием клина АОВ, который затем выжимается горным давлением. Второй этап характеризуется катастрофическим выходом трещин из точек АОВ к углам выработки, где также имеются местные очаги концентрации напряжений, и последующим выбором породы.  [11]

Выработки в шахтах подверженыгорным ударам и большим притокам воды, которые иногда достигают 40 м3 в минуту.  [12]

Перераспределение напряжений при нагнетании воды в пласт.  [13]

Распространенной профилактической мерой по предотвращениюгорных ударов в угольных пластах является нагнетание воды в пласт через опережающие скважины под высоким давлением; желательно, чтобы давление нагнетания в данной точке приближалось к горному давлению, но оставалось все же ниже его во избежание гидроразрыва пласта, после которого нагнетаемая вода обычно начинает поступать в выработку и давление нагнетания резко падает. Если скважина пересекает зону максимума опорного ( эффективного) давления, то последнее может быть в момент нагнетания заметно понижено за счет гидростатического ( нейтрального) давления на стенки трещин. Этому способствует в неменьшей мере и повышение пластических свойств углей в результате водонасыщения.  [14]

Из указанного характера кривых очевидно, что явлениегорного удара объясняется первоначальным касанием кривых N ( Я) и Tf ( Я) не в начале координат, а при некотором Я.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id535127p1.html

Предотвращение горных ударов на различных стадиях отработки месторождения

Вопросы предотвращения опасных динамических проявлений гор­ного давления должны решаться на базе результатов регионального, локального и текущего прогнозирования.

Тщательное прогнозирование возможностей динамических проявлений горного давления на стадиях разведки, вскрытия, подготовки и эксплуатации месторождения являет­ся надежным основанием для разработки мероприятий по предупрежде­нию опасных последствий.

В качестве мероприятий для предотвращения опасных динамиче­ских проявлений горного давления применяются:

· снижение критических величин горного давления в массивах руды, угля, пород на всех стадиях разработки месторождений;

· придание краевым частям отрабатываемых залежей и окружающим выработки породам пластических свойств;

· управление процессом разрушения полезного ископаемого и вклю­чающих его пород;

· обеспечение устойчивой формы, крепления и месторасположения выработок;

Читайте также:  Безопасность многоквартирного жилого дома

· создание на рудниках (шахтах) специальных служб по прогнози­рованию и предотвращению опасных динамических проявлений горно­го давления.

Вскрытие и подготовка месторождения. На стадии проектирования способа вскрытия и подготовки месторождения необходимо предусмат­ривать местоположение вскрывающих выработок таким образом, чтобы они находились вне зоны влияния высоких напряжений обусловленных сложными горно-геологическими условиями месторождения или буду­щими очистными работами.

Рекомендуется в удароопасных регионах из­бегать пересечения стволами крупных геологических или тектонических нарушений, характеризующихся концентрацией высоких напряжений. С увеличением глубины работ стволы следует удалять на большие рас­стояния от рудных залежей (за пределы зоны опорного давления), чем на верхних горизонтах.

Например, Указаниями по безопасному ве­дению горных работ на рудниках ПО «Апатит» рекомендуется распола­гать стволы за зоной влияния очистных работ, протяженность которой в породах лежачего бока от контакта с рудной залежью составляет Нэ, а в породах висячего бока — 2Нэ (где Нэ — высота этажа).

Из-за ударо­опасности пород полевые штреки в лежачем боку должны удаляться от контакта рудного тела на расстояние не менее 40 м, а в висячем — 80 м.

Обратите внимание

Г.М. Малахов рекомендует на Криворожских рудниках для сохранения устойчивости полевые штреки в лежачем боку при глубине работ свы­ше 1000 м располагать от контакта рудной залежи на расстоянии более 80—100 м вне зоны опорного давления.

За зоной влияния очистных ра­бот проведены откаточные полевые штреки в лежачем боку на глубоких рудниках Индии; при мощности жил 1,0—2,5 м они удалены от контак­та жилы на расстояние 75—120 м.

Учитывается удароопасность пород, для обеспечения устойчивости шахтные стволы рекомендуют принимать круглого или эллиптического сечения, и закреплять металлической податливой, железобетонной или бетонной крепью с забутовкой закрепного пространства.

Стволы эл­липтического сечения, околоствольные дворы, камерные выработки ориентируются длинной стороной по направлению максимальных гори­зонтальных напряжений. В таком же направлении должны располагаться и горизонтальные выработки.

В удароопасных зонах их рекомендуется проходить круглой или эллиптической формы и закреплять металличе­ской податливой крепью вразбежку, с затяжкой деревом и забутовкой.

Практика отработки глубоких зарубежных рудников показала, что крепь выработок, наряду с податливостью, для предотвращения выбро­са породы в выработку при горном ударе, должна обладать высокой прочностью.

Вне зоны влияния очистных работ выработки круглой или сводчатой формы сохраняются при закреплении металлической крепью специального профиля.

В зоне влияния очистных работ нередко после установки металлической крепи применяют бетонирование, поддержание штанговой крепью в сочетании с металлической сеткой и набрызгбетоном.

Важно

На отечественных рудниках в выработках, угрожающих стрелянием пород, применяются набрызгбетон толщиной 3—5 см в комбинаций со сталеполимерными анкерами и металлической сеткой, бетонная крепь. Для уменьшения вероятности стреляний пород при проходке выработок рекомендуется гладкое (контурное) взрывание.

В случае неравномерного силового поля горизонтальные выработки рекомендуется располагать по направлению максимальных горизон­тальных напряжений и придавать кровле выработки шатровую форму.

В крепких породах такие выработки могут сохраняться без крепления.

На железных рудниках ПО «Сибруда» для предотвращения горных уда­ров рекомендуются полигональные формы выработок с углом α в вер­шине не более 110°, когда горные удары проявляются в кровле или боках.

Полигональные формы сечений дм предотвращения горных ударов в кровле (а) и боках (б) горизонтальных выработок

Для исключения взаимного влияния параллельных близлежащих выработок рекомендуется расстояние между ними принимать менее

чётырехкратной ширины максимального поперечного сечения выработки, а сбойки между ними делать только в местах вне зоны влияния очистных работ:

При проходке выработок в напряженных удароопасных породах и рудах для предотвращения горных ударов широко применяется метод разгрузки напряжений путем опережающего бурения и камуфлетного взрывания шпуров или скважин. В результате в области высоких кон­центраций нарушается сплошность пород и образуются зоны пластиче­ских деформаций.

Схема опережающего взрыва­ния шпуров при проходке горизонталь­ной выработки:

b — подвигание забоя за цикл; п -ширина защитной зоны; σmax — макси­мальное напряжение

На удароопасных участках рекомендуется при опережающем бурении шпу­ры располагать в плоскости, перпендикулярной максимальному напря­жению. Глубина их должна быть не менее двух метров, а расстояние меж­ду ними — не более 0,7 м.

Совет

Шпуры недозаряжаются па 0,5-1,0 м и обяза­тельно заполняются забойкой. Ширина защитной зоны прини­мается не менее половины наибольшего сечения выработки, но не менее 2 м; расстояние между концами скважин — не более 0,7 м.

В результа­те камуфлетного взрывания предполагается трещинообразование пород вблизи заряда без выброса их в выработку.

Отработка шахтных полей. Чрезвычайно важным мероприятием но предотвращению горных ударов является правильное разделение ме­сторождения на шахтные поля.

Эта задача решается уже на стадии про­ектирования и успех ее решения зависит от тщательности проведенных геологоразведочных работ.

Здесь необходимо учитывать структурные и геомеханические особенности шахтного поля (наличие геологических нарушений, антиклинальных и синклинальных складок, сдвигов и надви­гов, нарушенных и окисленных зон и др.).

При делении шахтного поля на панели или этажи, размеры послед­них должны быть оптимальными с позиций интенсивности их отработки, таким образом, чтобы учитывались региональные и локальные участки потенциальной удароопасности.

При наличии крупных тектонических нарушений, в районе которых концентрируются высокие напряжения, очистную выемку необходимо начинать от нарушений, постепенно удаляясь от них.

Недопустимо, чтобы в местах антиклинальных и синклинальных складок, также характери­зующихся перенапряжением пород, выемка производилась в последнюю очередь.

Обратите внимание

При опережающей выемке этих участков шахтного поля происходит постепенное перераспределение напряжений на прилегающие участки руды и пород, и очистная выемка будет более безопасной.

На отрабатываемых участках шахтного поля нельзя оставлять целики и производить выборочную выемку.

Должно соблюдаться планомер­ное подвигание линии фронта очистных работ с определенной интенсив­ностью без оставления выступающих участков.

Соседние шахтные поля (блоки, панели) в пограничных зонах во избежание концентрации опас­ных напряжений должны отрабатываться с минимально возможным отставанием или опережением.

Очистную выемку также необходимо вести без встречных или до­гоняющих забоев, стараясь соблюдать прямолинейный фронт очистных работ с минимальным количеством опережающих подготовительно-нарезных выработок.

Скорость подвигания очистных забоев необходи­мо выбирать, исходя из оценки свойств пород и их напряженности. Существует мнение, что забои должны продвигаться с остановками через определенное время, так как в этом случае количество горных ударов уменьшается.

Объясняется это развитием трещин в краевой части масси­ва и перемещением максимума опорного давления в глубь массива от контура забоя.

Несомненно, частота горных ударов зависит не только от скорости подвигания очистных работ, но и многих других конкрет­ных причин, для которых характерна определенная периодичность дина­мических проявлений горного давления. Поэтому необходимы постоян­ные производственные наблюдения и накопление статистического ма­териала.

Важно

Опыт отработки удароопасных месторождений показывает, что наи­более простым и эффективным способом предотвращения горных уда­ров является способ разгрузки краевой части массива руды, находящей­ся в зоне максимального опорного давления, путем опережающего бурения и взрывания шпуров или скважин.

Читайте также:  Конституционные обязанности человека и гражданина

Например, на рудниках Ран­да (ЮАР) при отработке наклонных жил сплошной системой с выемкой длинными забоями—лавами по простиранию с креплением и частичной или полной закладкой выработанного пространства породами, получае­мыми при проходке выработок и от подрывки, в очистных забоях, ши­роко применяется опережающее бурение шпуров длиной 3 м и отстоя­щих друг от друга на 1,5 м. Длина разгружающих шпуров в два раза превышает расстояние от груди забоя до зоны максимального опорного давления, которое в твердых кварцевых породах составляет 1,5 — 1,8 м. Для предотвращения нарушений висячего бока взрывами шпуры при бу­рении наклоняют к лежачему боку, заряжают на длину не более 50 % и плотно заполняют забойкой. Наблюдения показали, что общее число горных ударов резко уменьшается, частота сильных горных ударов сни­зилась в 4,5 раза. Эффективность способа разгрузки зависит от соблю­дения непрерывности работ по бурению и взрыванию опережающих шпуров или скважин.

Эффект способа опережающего бурения и взрывания шпуров или скважин объясняется сотрясательным воздействием взрыва на приза бойную краевую зону массива руды, в результате которого максимум опорного давления смещается вглубь. Вследствие этого опас­ность горного удара снижается или ликвидируется вовсе.

Влияние опережающего бурения шпуров (скважин) на распределение опорного давления:

/ — выработанное пространство; 2 — массив руды; З и 4 — соответственно кривые распределения опорного давления после и до разгрузки

Иногда при сотрясательном взрывании происходят горные удары, возникновение которых объясняется тем, что энергия взрыва в виде упругих волн накладывается на статическое поле напряжении в зоне опорного давления, повышает перенапряжение пород на отдельных участках и может провоцировать горный удар. Но так как такой удар происходит

во время взрывания камуфлетных зарядов и характеризуется сравнительно небольшой энергией, он не может причинить серьезных повреждений.

Следует отметить, что камуфлетное взрывание скважин является
эффективной мерой дегазации угольных пластов, опасных по внезапным выбросам пород и газа.

Надежным средством предотвращения горных ударов является опе­режающая надработка или подработка удароопасных пластов (залежей, жил).

Сущность этого способа заключается в том, что в начале отрабаты­вается защитный пласт, в результате чего образуется зона пониженных напряжений, в пределах которой защищаемые пласты под­вергаются меньшим, чем в нетронутом массиве, напряжениям.

Совет

Отработ­ка защищаемых пластов (залежей, жил) будет надежно безопасной лишь в пределах защищенной зоны, где действующие напряжения снижаются до такой степени, что появление горных ударов (или внезапных выбро­сов) исключается.

При разработке рудных месторождений надработка применяется для снижения опорного давления на краевые участки массива руды в случае применения систем с обрушением. Если отрабатывается свита жил, то опережающая выемка начинается с жил, располагаемых в висячем боку.

Схема распределения давления после очистной выемки по защитному пласту:

1 — контур области влияния выработки; 2 — зона опорного давления; 3 — зона разгрузки; 4 — зона полных сдвижений; 5 — зона обрушения; 6 — защищенная зона; 7 — эпюры опорного давления

В случае применения систем с закладкой встречается как надработ­ка, так и подработка опасных по горным ударам участков залежи.

Ниже приводится пример опережающей надработки залежи в усло­виях Октябрьского рудника Норильского ГМК при применении сплош­ной системы с бетонной закладкой. Сначала вынимается подкровельный слой и закрепляется бетонной крепью с армировкой металлом.

Вследст­вие разгрузки нижерасположенной части рудной залежи образуется защищенная зона, ограниченная углами сдвижениякоторая может безопасно отрабатываться снизу вверх.

Также на рисунке показана опережающая подработка предназначенного для выемки удароопасного участка залежи.

Выбор системы разработки. Существенную роль в предотвращении горных ударов играет правильный выбор системы разработки.

Практика отработки удароопасных месторождений показывает, что наиболее частыми причинами горных ударов бывают перенапряжен­ные целики различного вида и краевые участки массива, подвержен­ные высокому опорному давлению. Поэтому при выборе системы разра­ботки необходимо учитывать характер распределения напряжений в отдельных конструктивных элементах системы (целиках, кровле и стен­ках камер, выработках днищ блоков и др.).

Обратите внимание

На опасных по горным ударам месторождениях должны исключаться системы с открытым очистным пространством и с магазинированием руды, так как оставленные междукамерные, междуэтажные, внутризабойные целики из прочных пород при перенапряжении разрушаются взрывоподобно, что может послужить причиной массовой посадки под­работанных пород.

Оставляя целики больших размеров, значительно возрастают потери руды, и выемка их сопряжена с большой опасностью.

Поэтому целики, работающие в условиях заданной деформации, должны иметь такое значение коэффициента формы b/h (где b — ширина, h — высота целика), при которой они не могут аккумулировать энергию упругого сжатия и деформируются постепенно, уходя из-под нагрузки без взрывоподобного хрупкого разрушения (без горного удара).

Схема к определению.защищенных зон при надработке (а) и подработке (б) залежи (сплошная система с закладкой, Норильское месторождение)

По ис­следованиям ВНИМИ для СУБРа такие целики должны иметь b/h =0,8-1,2. Широкие целики (b/h =2-4), работающие в режиме заданной на­грузки способны накапливать значительные запасы потенциальной энергии и при перенапряжениях могут разрушаться взрывоподобно.

Увеличе­ние значения b/h до 4 повышает запас прочности целика, и он способен выдержать значительные нагрузки без хрупкого разрушения, но в крае­вых его зонах могут быть участки повышенной удароопасности.

По­этому даже оставление широких целиков, по существу, не увеличивает безопасности работ.

Следует отметить, что наиболее опасными по горным ударам являются выработки, пройденные в целиках, поэтому их необходимо проводить одновременно с подготовкой камер и в дальнейшем использовать лишь для вентиляции.

Важно

В проектах по отработке целиков должны быть предусмотрены ме­роприятия по обеспечению безопасности работ: применение разбуривания целиков буровыми установками с дистанционным управлением; отработка целиков вне зоны влияния действующих очистных забоев; проведение сейсмоакустических наблюдений и инструментальных изме­рений за деформациями окружающих выработку пород.

При отработке удароопасных месторождений наиболее безопасными являются системы с закладкой, когда создаваемый искусственный мас­сив из твердеющего закладочного материала воспринимает на себя зна­чительную нагрузку и снимает напряжения с прилегающего породного или рудного массива. Это достигается при тесном взаимодействии с ис­кусственным массивом.

Системы разработки с обрушением могут применяться в том слу­чае, если зависающие консоли пород обрушаются прежде, чем возникают опасные по горным ударам напряжения в краевой зоне массива руды.

Поэтому необходимо выбирать параметры системы разработки в соот­ветствии с параметрами обрушения пород и планировать мероприятия по своевременному обрушению подрабатываемых пород и снижению максимальных значений опорного давления.

Источник: https://mykonspekts.ru/2-137261.html

Ссылка на основную публикацию