Белгібаев Қайрат ГДМ-22-2. Горные удары Основные понятия и определения Динамические проявления горного давления
 Скачать 1.35 Mb.
|
|
Горные удары Основные понятия и определения Динамические проявления горного давления по мощности, интенсивности, характеру проявления и последствиям подразделяются на:
Внешние признаки динамического проявления горного давления: - интенсивное заколообразование; - шелушение руд (пород) на контурах выработок и целиков. Горно-тектонический удар – мгновенное разрушение руды (породы) в глубине массива, вызывающее хрупкое разрушение в выработках и целиках в форме горного удара, как правило, на больших площадях. Сопровождается сильным сотрясением массива, резким звуком, образованием большого количества пыли и воздушной волной. Сейсмостанциями горно-тектонический удар регистрируется, как техногенное землетрясение. Влечет за собой остановку работы рудника в целом. Горный удар –мгновенное хрупкое разрушение целика или краевой части массива, проявляющееся в виде выброса руды (породы) в выработку с тяжелыми последствиями: нарушение крепи, смещение машин, механизмов, оборудования, вызывающее нарушение технологического процесса. Удар сопровождается резким звуком, сильным сотрясением горного массива, образованием большого количества пыли и воздушной волной. Влечет за собой остановку работы участка. Микроудар – мгновенное хрупкое разрушение руды (породы) на контуре выработок или целиков с выбросом в горные выработки без нарушения технологического процесса, возможно локальное нарушение крепи. Сопровождается звуком, сотрясением массива и образованием пыли. Стреляние – отскакивание от массива линзовидных пластин руды (породы) различных размеров с острыми краями с резким звуком, напоминающим выстрел Толчок – хрупкое разрушение руды (породы) в глубине массива без выброса в выработку. Сопровождается звуком, сотрясением массива. Возможно появление пыли, падение заколов, обрушение отдельных участков выработок, шелушение (пород) руд на обнажении, образование трещин в бетонной крепи. Интенсивное заколообразование – возникновение заколов вслед за их оборкой. Происходит по ненарушенному массиву и не связано с трещиноватостью, слоистостью и сланцеватостью. Сопровождается треском. Образующиеся и отделяющиеся при этом плиты повторяют по форме контур выработки; Шелушение – разрушение руды (породы) по контуру выработки на отдельные пластинки, имеющие, чаще всего, чечевицевидную форму с заостренными краями. Место шелушения в выработке из-за постоянного осыпания пластин всегда выглядит «свежим», не запыленным. запыленный борт выработки место шелушения Условия возникновения удароопасных ситуаций Факторы, определяющие возможность возникновения удароопасных ситуаций: - способность массива горных пород к упругому деформированию и накоплению потенциальной энергии упругих деформаций, - склонность руд (пород) к хрупкому разрушению, - высокий уровень напряжений, действующих на нарезных и очистных выработок, в целиках. К склонным к горным ударам относятся месторождения (или их части), в пределах которых имеются руды (породы) с высокими упругими свойствами и хрупким характером разрушения. Способность массива горных пород накапливать упругую энергию определяется соотношением упругой и полной (упругой и необратимой) деформации в момент разрушения при испытаниях образцов руды (породы) на сжатие. Руда (порода) является склонной к горным ударам, если упругие деформации в момент разрушения превышают 70% от полных деформаций (суммы упругих и необратимых деформаций). Под хрупким характером разрушения понимается способность пород резко высвобождать накопленную в процессе нагружения потенциальную энергию упругих деформаций при достижении ими предельного напряженного состояния. Склонность пород к хрупкому (динамическому) разрушению устанавливается по соотношению модуля упругости Е и модуля спада М, который характеризует запредельные деформации разрушающейся породы. Склонными к горным ударам считаются руды (породы), у которых модуль спада превышает модуль упругости. Если запредельная ветвь полной диаграммы деформирования круче, чем упругая, т.е. М/Е ≥1, то такую породу признают склонной к горным ударам. К опасным по горным ударам относятся месторождения или те их части (залежи, горизонты), на которых имеются склонные к горным ударам руды (породы), а действующие напряжения на контурах выработок и в конструктивных элементах систем разработки достигают уровня, при котором возможно хрупкое разрушение горных пород. К удароопасным относят месторождения или те их горизонты, на которых имели место микроудары и горные удары. Глубина, начиная с которой на месторождении появились горные удары, называется критической глубиной.
Прогноз удароопасности участков массива горных пород По степени опасности возникновения горных ударов участки массива вокруг выработок разделяют на две категории: «Опасно» или «Неопасно». Категории удароопасности определяются локальными методами прогноза. Категория «Опасно» соответствует такому напряженному состоянию массива в приконтурной части выработки, при котором может произойти горный удар. Такой участок выработки должен быть приведен в неудароопасное состояние. До приведения выработки в неудароопасное состояние запрещается ведение горных работ и передвижение людей, не связанных с проведением профилактических мероприятий. Категория «Неопасно» соответствует неудароопасному состоянию массива и не требует проведения противоударных мероприятий. При этом сохраняется необходимость прогноза удароопасности. Локальный прогноз удароопасности участков массива производится одним или несколькими методами, основными из которых являются:
Метод прогноза удароопасности массива по дискованию керна является базовым. Толщина дисков t, на которые разрушается керн диаметром d, зависит от величины напряжений σ, действующих в массиве по нормали к оси скважины, и от диаметра керна. Величину действующих в массиве напряжений σ определяют в долях от прочности породы на одноосное сжатие σ0 по соотношению толщины дисков к диаметру керна t/d. Чем больше действующие напряжения, тем интенсивнее процесс образования дисков, тем меньше толщина дисков керна. При равных напряжениях толщина дисков больше у керна большего диаметра.
Категорию удароопасности определяют в следующем порядке: Определение глубины расположения максимальных действующих напряжений от контура выработки по дискованию керна: 1 – защитная зона нарушенных пород вблизи контура выработки, где нет дискования керна; 2 – интервал, где наблюдается дискование керна; 3 – контрольная скважина
Мероприятия по снижению удароопасности выработок Чтобы привести массив в неопасное состояние, необходимо использовать один из двух принципов:
Первый принцип Второй принцип Первый принцип реализуется следующими мероприятиями: Второй принцип реализуется путем создания защитной зоны с помощью:
скважин, щелей, полостей. Ориентировочные расстояния между камуфлетными и компенсационными шпурами.
Схемы камуфлетного взрывания шпуров для разгрузки горизонтальных напряжений:
|