Меры борьбы с горными ударами

19.05.2018
Меры борьбы с горными ударами, применяемые в мировой практике, можно подразделить на три группы:

1) предотвращение сосредоточения и аккумуляции горного давления;

2) замена мгновенных подвижек горных пород медленными, постепенными;

3) отодвигание опасных нагрузок в глубину массива.

Для предотвращения сосредоточения давления рекомендуются наиболее полное извлечение угля и руды, сплошные системы разработки с прямыми забоями, сокращение количества выработок впереди забоя, отработка защитных пластов. При камерно-столбовых системах разработки рекомендуется регулировать отработку запасов таким образом, чтобы камерами вынимать не более 20% запасов, погашая оставшиеся целики забоями, расположенными в одну линию.

Мгновенных разрушений пород стремятся избегать снижением скорости и величины прогиба зависающих пород с помощью закладки выработанного пространства или костров, заполненных породой. Объем закладки при этом должен быть возможно большим и может достигать 100%. Закладку следует максимально приблизить к очистному забою. Кроме того, необходимо, чтобы она равномерно и быстро воспринимала нагрузку.

Например, в Коларском золотоносном районе основным средством борьбы с горными ударами являются гранитные стенки, выкладываемые по падению почвоуступной выработки. Ширина гранитных стенок 2,0—2,5 м, промежутки между ними шириной 1,20—3,5 м заполняются породой от проходки выработок. На некоторых рудниках гранитная закладка достигает 95%. Тем не менее горные удары имели место, особенно при отставании закладки от забоя.

Д. Филиппе считает, что закладка более эффективна на тонких пластах, где обеспечивается наименьший прогиб кровли. В случае, когда допускается большой прогиб, применение закладки, по его мнению, неэффективно.

В настоящее время большинство исследователей считает, что сама по себе закладка не защищает от горных ударов, однако ее применение позволяет более полно осуществлять меры, предотвращающие сосредоточение горного давления, и, прежде всего, такие меры, как ведение работ без оставления целиков, прямыми забоями, без передовой нарезки. Особенно большой опыт в этом накоплен в Верхней Силезии (ПНР) при отработке удароопасных пластов угля с гидравлической закладкой песком.

Многие исследователи считают, что лучшим средством борьбы с горными ударами является не закладка, а, наоборот, максимальное разрушение кровли, но это не всегда удается сделать достаточно эффективно.

Отодвигание опасных нагрузок в глубину массива угля иди руды рекомендуется осуществлять двумя путями: медленным подвиганием забоя и проведением сотрясательного или камуфлетного взрывания шпуров в краевых частях массива.

В мировой литературе нет единого мнения относительно оптимальной скорости подвигания лав, опасных по горным ударам. Например, Д. Филлипс рекомендует подвигать забой медленно и с интервалами. Медленное подвигание лав на пластах, опасных по горным ударам, рекомендует и X. Гоффман. По данным Э. Айзаксона, медленное подвигание забоя уменьшает количество горных ударов. Такого же мнения придерживается И. Цис, заявляя, что, поскольку снижение скорости подвигания увеличивает ширину зоны трещиноватости впереди забоя, то опасность проявления горных ударов уменьшается.

Другие исследователи считают, что существует некоторая оптимальная скорость, при которой опасность горных ударов будет наименьшей. Так, Жарлье полагает, что чем прочнее кровля, тем медленнее следует подвигать забой.

М. Барца и Г. Денкхаус на основе статистического анализа горных ударов на рудниках Южной Африки установили, что для каждых конкретных условий существует наиболее безопасная скорость подвигания очистного забоя. Они приводят график, показывающий, что возрастание скорости подвигания забоя ведет сначала к увеличению частоты проявления горных ударов, затем к довольно резкому ее снижению и. наконец, снова — к увеличению.

Таким образом, по мнению многих зарубежных исследователей, ограничение скорости подвигания является желательным.

По нашему мнению, этот вопрос должен рассматриваться иначе. Чем медленнее подвигание забоя, тем меньше вероятность возникновения горных ударов. Ho, с другой стороны, быстрое подвигание забоя повышает приуроченность проявления горных ударов к моменту внедрения в уголь, а потому — при соблюдении специального режима ведения работ — может быть обеспечена большая безопасность, чем при медленном подвигании, когда возможно проявление ударов в периоды отсутствия работ по углю. Таким образом, ограничение скорости подвигания забоя нельзя считать оправданным ни с точки зрения безопасного ведения работ, ни по условиям эффективности использования очистного забоя и концентрации работ на шахте в целом.

Остановимся еще на одной мере борьбы с горными ударами, получившей некоторое распространение в зарубежной практике в последнее время. Эта мера касается применения сотрясательного и камуфлетного взрывания шпуров в краевой части массива угля или породы, В некоторых работах отмечается эффективность применения камуфлетного взрывания для «разгрузки» краевой части удароопасной породы. Это показывает табл. 1.

Число горных ударов на 1000 пог. м разработки снизилось с 3,1 до 1,9, т, е. примерно в 1,6 раза. Как следует из табл. 1, процент сильных ударов снизился и, наоборот, возрос процент слабых ударов. Ho в общем, по нашему мнению, эффект от применения камуфлетного взрывания незначителен. Это можно объяснить тем, что камуфлетное взрывание применено, по существу, лишь как сотрясательное, без достаточного рыхления массива.

Приведем сравнительные данные, поясняющие это утверждение. В одном случае рекомендуется расстояние между шпурами в угольном пласте — 7,5 м и в крепком кварце — 1,5—1,8 м. По другим данным, шпуры глубиной 3,3 м бурятся на расстоянии 1,7 м друг от друга в жиле и на расстоянии 1 м — в дайке. Поскольку шпуры взрываются раз в педелю, а забой за неделю подвигается лишь на 1—1,3 м, то впереди очистного забоя, по мнению авторов, всегда существует подушка из трещиноватых пород шириною 1—1,7 м.

В советской горной практике при использовании камуфлетного взрывания для рыхления краевой части угольного пласта расстояние между скважинами составляет 1,0—2,0 м, а их длина выбирается таким образом, чтобы впереди забоя всегда находилась защитная зона шириной до 2—5 мощностей пласта. Исследованиями установлено, что только при таких параметрах проведения камуфлетного взрывания в очистном забое может быть полностью снята опасность проявления горных ударов.