Классификация горных ударов

19.05.2018
Многообразие условий, в которых проявляются удары, а также многообразие форм разрушения пластов угля или пород при ударах не позволяют в настоящее время предложить всеобъемлющей классификации этих явлений.

В России в разное время было предложено несколько видов классификации горных ударов. Каждый из них строится по одному из следующих признаков: место проявления, удаленность очага удара от обнажения, величина сейсмической энергии, механические свойства угольных пластов.

Ни одна из предложенных классификаций пока не в состоянии раскрыть все многообразие условий и характер проявления горных ударов. Нам представляется, что необходимо развивать классификацию ударов во всех перечисленных направлениях. Кроме известного удобства при рассмотрении отдельных случаев горных ударов, это позволит всесторонне подойти к раскрытию механизма горных ударов и разработке мер борьбы с ними.

На данном уровне знаний о природе и механизме горных ударов, а также о мерах безопасного ведения работ на пластах, подверженных ударам, представляется целесообразным предложить для непосредственного использования два вида классификаций, построенных на следующих принципах:

- распределение горных ударов по интенсивности их проявления-и вызываемого ими разрушения пласта угля или пород, крепи, механизмов, оборудования и пр. Такой вид классификации позволяет полнее осветить природу и механизм горных ударов;

- распределение горных ударов по месту их проявления, характеризующему условия нагружения пласта угля или пород опорным давлением. Классификация ударов по месту проявления наиболее полно отвечает возможностям разработки мер борьбы с ударами,

В соответствии с первым принципом горные удары подразделяются на четыре класса (схема 2).

Стреляние проявляется в виде отскакивания от сильно напряженной стенки массива (целика) отдельных кусков угля или породы.

Толчки или горные удары внутреннего действия проявляются в виде разрушения пласта в глубине массива. Внешне это проявляется звуком и сопровождается сотрясением горного массива, иногда весьма значительным, но без выброса угля; возможно при толчках осыпание угля со стенок выработки, появление пыли и даже, в случае проявления сильных толчков, — воздушной волны.

Микроудары проявляются в виде разрушения и незначительного выброса угля в горные выработки без нарушения крепи, машин, механизмов. Резкий звук, образование пыли и сотрясение массива горных пород при микроударах также имеют место.

Горный удар представляет собой быстро протекающее разрушение целика, части массива угля (породы), проявляющееся в виде выброса значительного количества угля (породы) в подземные выработки с нарушением крепи, смещением (и, возможно, нарушением) машин, механизмов, оборудования. Удар сопровождается резким звуком, образованием большого количества пыли и воздушной волной. Сотрясение массива горных пород, вызываемое горными ударами, обычно макроскопически ощущается на земной поверхности в радиусе до 5—10 км, а сейсмографами фиксируется на расстоянии десятков и даже сотен километров от места удара.

Следует иметь в виду, что там, где проявляются собственно торные удары, как правило, в той или иной степени проявляются и первые три группы ударов; там, где есть микроудары, проявляются толчки и стреляния; там, где есть толчки, в определенных условиях нагружения могут проявляться и стреляния. Проявление каждой из последующих групп ударов, в общем, говорит о повышении степени удароопасности участка пласта угля, хотя в отдельных случаях, особенно при наличии достаточного газового давления, весьма большую опасность могут представлять и горные удары внутреннего действия.

Степень и характер проявления горных ударов отдельных групп определяются мощностью, строением и механическими свойствами угольного пласта или пород, глубиной и условиями их залегания, развитием очистных работ в близлежащем районе.

Необходимо отметить, что на газовых угольных пластах и по родах проявление горных ударов последних трех групп может сопровождаться усиленным газовыделением, участием энергии газа в разрушении и, особенно, в выносе разрушенного угля (породы). Иначе говоря, возможен переход горных ударов во внезапные выбросы угля и газа или внезапные выбросы породы.

He будем более подробно характеризовать проявления горных ударов отдельных групп приведенной классификации. Заметим лишь, что обычно регистрируются только горные удары последней, четвертой, группы, т. е. собственно горные удары.

Случаи проявления горных ударов первых трех групп не могут повсеместно регистрироваться в силу их многочисленности. Есть и другая причина: они не представляют непосредственной серьезной опасности для работающих людей и для сохранности горных выработок, машин, оборудования. Стреляния, толчки и микроудары требуют профилактических мер против перерастания этих явлений в опасные формы. Они помогают установлению степени удароопасности пластов и их отдельных участков. Проявление толчков часто служит признаком, предупреждающим о надвигающемся внезапном выбросе угля и газа.

Остановимся на классификации собственно горных ударов, построенной по месту их проявления с учетом условий нагружения целиков и краевых частей массива угля.

Все случаи горных ударов по этой классификации могут быть разделены на семь групп:

1. Горные удары в сплошных целиках.

2. Горные удары в целиках, прорезанных выработками.

3. Горные удары в целиках, отделенных от массива выработками.

4. Горные удары в краевой части угольного массива.

5. Горные удары в выработке, проведенной в массиве пласта угля.

6. Горные удары в выработках с разрушением почвы или кровли пласта.

7. Горные удары в породных выработках.

На рис. 6 приведены основные схемы нагружения целиков или краевых частей массива угля, составленные применительно к данной классификации горных ударов. Каждая из типовых схем нaгружения имеет еще ряд вариантов (рис. 7).

Подразделение горных ударов, имевших место на шахтах Кизеловокого бассейна, дано в табл. 3.

Классификация горных ударов