Породы, значительно ослабленные трещинами по плоскостям напластования или рассланцованные, а также деформированные в зонах геологических нарушений, независимо от их крепости в образце следует относить к неустойчивым.
В качестве критерия устойчивости пород следует принимать их смещение на контуре поперечного сечения выработки на весь срок ее службы без крепи.
Горным ударом называют бурное проявление горного давления, выражающееся в зависимости от горногеологических и горнотехнических условий разработки, в виде:
а) взрывоподобного отбрасывания кусков породы от стенок выработки («стреляние» горных пород);
б) полного или частичного разрушения крепи и завалов выработки, сопрово-ждающихся выбросом значительного объема пород;
в) колоссальных обвалов пород висячего (а иногда и лежачего) бока, обру-шений и завалов выработки на большой площади.
Горные удары сопровождаются сильным гулом, воздушным ударом и сейс-мическим эффектом. Для проявления горных ударов необходимо, чтобы мощные пласты пород, находящиеся в перенапряженном состоянии, были хрупкими и об-ладали способностью накапливать упругую энергию, а затем внезапно освобождать ее при нарушении установившегося равновесия при проведении горных выработок.
Перенапряженное состояние горных пород и обусловленные этим горные удары проявляются в зонах повышенного горного давления, определяемого зна-чительной глубиной разработок или напряжением, возникшим в земной коре в ре-зультате тектонических нарушений и др.
На рудниках, где наблюдаются горные удары, наиболее часто проявления последних приурочены к зонам геологических нарушений — сбросам, сдвигам, складкам и т. п.
Сила горных ударов оценивается по весу обрушенных пород или по ампли-туде колебаний сейсмографов.
Проф. С. Г. Авершин предложил следующую шкалу для оценки силы горных ударов (табл. 1).
Сила горного удара Вес обрушенной породы, т Нарушение крепи
Легкий ……….. До 10 Отсутствует
Средний ……… До 50 Наблюдается повреждение
крепи
Сильный ……... Свыше 50 Сильные разрушения крепи
и выработок
Р. Г. Морисон (Канада) предложил шкалу для оценки силы горных ударов по амплитуде колебаний сейсмографа.
Сила горного удара Амплитуда колебания сейсмографа, мм
Легкие. Менее 1
Средние. От 1 до 10
Сильные. Более 10
В ряде случаев проведение горных выработок не вызывает горных ударов в результате концентрации напряжений у контура выработки. Однако, если эти на-пряжения в горных породах действуют длительное время, горный удар может произойти без дополнительного приложения нагрузки. Очень часто ведение гор-ных работ на смежных участках шахты и происходящее при этом незначительное перераспределение напряжений в массиве горных пород является причиной дос-тижения предельной величины напряжений и горных ударов.
ПРИМЕР ГОРНОГО УДАРА
В ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТКАХ.
Горные удары чаще всего происходят в выработках прямоугольного или трапецеидального сечения. Наличие трещин, прослойков слабых пород или тектонических нарушений (рис. 1) усиливает эффект горного давления. Отрицательную роль играет также кливаж, параллельный стенкам выработки.
Рис. 1. Схема условий, способствующих возникновению
горного удара в горизонтальной выработке:
1 — жила; 2 — линия тектонического нарушения
Горные удары в подготовительных выработках, проводимых вблизи вырабо-танных пространств в породах лежачего или висячего бока с целью отработки ос-тавленных целиков, происходит в силу перенапряженного состояния горных по-род и значительного опорного давления, возникающего на контуре штрека, что обусловлено характером концентрации напряжений в целике между двумя выра-ботками различного сечения.
В связи с этим следует вести горные работы так, чтобы подобная необходи-мость проходки подготовительных выработок была исключена.
ПРИМЕР ГОРНОГО УДАРА В ОЧИСТНЫХ ВЫРАБОТКАХ.
Рассматривая вопрос о напряженном состоянии боковых пород, окружающих выработанное пространство, где возникают зоны усиленной концентрации на-пряжений, следует отметить, что причиной этого в большинстве случаев является очистная выемка с оставлением целиков.
1 — разветвление жилы; 2 — зона максимальной концентрации напряжений, приводящих к горному удару; 3 — очистное пространство; 4 — суммарная зона напряжений; 5 — кольца напряжений в боковых породах
Наличие трещин в напряженных зонах может также служить причиной горных ударов. Особенно опасны в этом отношении трещины, параллельные плоскости контакта или секущие ее под острым углом.
На рудниках разветвленная система взаимопересекающихся и параллельных жил усиливает опасность горных ударов. Зоны напряжения, образующиеся при разработке каждой из этих жил в отдельности, перекрывают друг друга (рис. 2). Концентрация напряжений, имеющая при этом место в толще пород, разделяющей залежи, создает опасность горных ударов.
Большое значение в создании условий, способствующих горным ударам, имеет порядок и скорость очистной выемки в шахтном поле.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.