В связи с разработкой глубоких горизонтов на ряде шахт угольных бассейнов России наблюдаются горные удары большой разрушительной силы.
Горный удар представляет собой практически мгновенный выброс породы в результате их предельного напряженного состояния. Он сопровождается резким сильным звуком и сотрясением окружающих пород, ощущаемым на поверхности в радиусе до нескольких километров (иногда до нескольких сотен километров). Крепь выработок при этом сильно повреждается или совсем разрушается, выработки заваливаются выброшенным углем и породой разной крупности, часто образуется большое количество угольной пыли, а в некоторых случаях и газа.
Горному удару обычно предшествует усиление давления на целики угля и крепь выработок. Почва вспучивается и иногда происходит выдавливание целиков угля, заполняющего все сечение выработки.
Часто при горном ударе возникает сильная воздушная волна— воздушный удар. Удары происходят на участках от нескольких метров до нескольких сотен метров как в очистных, так и в подготовительных выработок. Уголь, остающийся в целике, и окружающие породы растрескиваются, раскрываются трещины кливажа, и прочность горных пород и угля в этой части массива уменьшается.
Наблюдениями установлено, что горные удары возникают при следующих условиях: значительной глубине разработки (200— 250 м), наличии мощных пластов, весьма прочных пород кровли и почвы, очень прочного угля. С увеличением глубины разработки опасность горных ударов повышается.
При разработке пластов Кизеловского бассейна горные удары наблюдаются уже больше 40 лет. Начались они на глубине свыше 250 м. Известны случаи горных ударов и на других шахтах России.
Основной причиной горных ударов следует считать горное давление, величина и характер которого являются следствием главным образом гравитационных сил и лишь в отдельных случаях — добавочных напряжений тектонического происхождения. Однако основной источник напряжений создается за счет давления покрывающих пород. Горные удары часто происходят вследствие обнажения и зависания на больших площадях массива горных пород над выработанным пространством. Причинами горных ударов могут быть сосредоточение высокого опорного давления вблизи обнаженной поверхности угольного массива и резкие изменения опорного давления, связанные с выемкой угля и управлением горным давлением.
Всесоюзным научно-исследовательским институтом горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ) была предложена гипотеза о механизме проявления горных ударов, согласно которой в подготовке и проявлении горного удара принимает участие вся система боковые породы — уголь.
На основе обобщения шахтных, лабораторных и аналитических исследований, а также опыта по борьбе с горными ударами ВНИМИ разработан комплекс безопасных способов ведения горных работ на шахтах, отрабатывающих пласты, опасные по горным ударам.
В настоящее время создан принципиально новый подход к организации службы прогноза на действующих шахтах. Задача состоит не в том, чтобы предсказать время проявления горных ударов, а прежде всего в том, чтобы выявить опасные участки в шахтах и заранее привести их в неудароопасное состояние. Такой подход к службе прогноза горных ударов и борьбы с ними надежно обеспечивает безопасность ведения горных работ.
Первая группа мероприятий заключается в изменении механических свойств угля и боковых пород, вторая в уменьшении концентрации опорного давления на целики. К мероприятиям первой группы относят: использование защитного действия соседних пластов, сотрясательное взрывание и предварительное рыхление угля. К мероприятиям второй группы относят: выбор соответствующих систем разработки, выбор способа управления кровлей и ряд других.
Большое значение имеет разработка методов и создание приборов, позволяющих предсказывать горные удары, что дает возможность заранее выводить людей из опасной зоны. Сейсмо-акустический метод, успешно применяемый в борьбе с внезапными выбросами угля или газа, является весьма перспективным и в данном случае.
Наиболее эффективным методом, обеспечивающим безопасную разработку пластов, подверженных горным ударам, является опережающая разработка защитных пластов. При наличии защитных пластов, залегающих выше и ниже защищаемых, в первую очередь следует отрабатывать вышележащий пласт. Если все пласты свиты одинаково опасны, то первым отрабатывают наименее мощный пласт. Работы на опасном пласте должны вестись вне зоны опорного давления, создаваемого при очистной выемке защитного пласта.
Главная