Явление горного удара

Явление горного удара представляет собой стремительный процесс разрушения массива горной породы, возникающий внезапно и сопровождаемый откалыванием и выбросом фрагментов породы, а также значительным звуковым эффектом. Горные удары представляют собой серьезную опасность для целостности крепи, шахт, сохранности техники, а также жизни и здоровья людей.

Горные ударыГорный удар возникает тех частях массива, где наблюдается предельное напряжение, и которые расположены в непосредственной близости от горной выработки, как правило, на глубине двухсот метров и более.

Причиной, детерминирующей явление горного удара, служит накопление в массиве горных пород значительных тектонических напряжений. Подобные напряжения иногда столь сильны, что в разы превышают гравитационные. В подавляющем большинстве случаев данное явление наблюдается при разработке рудных месторождений. Вероятность горного удара выше для месторождений хрупких пород, наиболее яркий пример – угольные подземные выработки. Наиболее интенсивные проявления характерны для целиков, которые отделены от массива или пронизаны выработками.

Механизм формирования горного удара складывается из двух компонентов: в месте активного воздействия на рудные породы с целью их разрушения в результате так называемого упругого сжатия пласта образуется потенциальная энергия. Ей противостоит энергия упругих деформаций окружающих массивов. Превышение притока энергии перед ее поглощением при разрушении определяет тот факт, что потеря устойчивости носит динамический характер.

Горный удар может быть весьма различен по силе, в зависимости от интенсивности проявления выделяют непосредственно горный удар, микроудар, толчок и так называемое стреляние.

Стреляние – наиболее очевидный признак возможного возникновения серьезного горного удара, оно представляет собой процесс откалывания фрагментов горной породы, которые отлетают от места откола, создавая значительный шум. Более интенсивным проявлением является толчок – разновидность горного удара, который отличается местом возникновения. Толчки происходят за пределами выработок. Если удар происходит внутри выработки, но затрагивает сравнительно небольшие объемы выработки, то его можно отнести к категории микроударов. К последствиям подобных явлений относятся обильное пылеобразование, значительный шумовой эффект и интенсификация отделения газа в газоносных породах.

Показатель удароопасности конкретной зоны определяется величиной напряжений в зоне максимума опорного давления, а также степенью его удаленности от стенок шахты. Анализ рисков возможности горного удара в ходе работ производят на основе данных об объеме выбрасываемой породы и размере фрагментов буровой мелочи, фактов зажатия породоразрушающего инструмента, оценки расщепленных на диски фрагментов столба выбуренной породы. Кроме того, риски возникновения подобного явления оцениваются на основе ряда исследований, проводимых в конкретном месторождении:

  • задавливание в поверхность стенки или в забой датчика — пуансона,
  • измерение и оценка скорости распространения упругих волн,
  • замеры электрического сопротивления, электромагнитного излучения, степени влажности и других показателей слагающих массив природных агрегатов.

Как правило, для более точного прогнозирования применяется два метода. Оценка рисков по горным ударам необходима для обеспечения своевременного проведения работ по нейтрализации опасного состояния объекта.