Горный удар

ГОРНЫЙ УДАР (а. rock bump, rock burst; н. Gebirgsschlag; ф. соup de toit, соup de roche; и. hundimiento) — внезапное быстропротекающее разрушение предельно напряжённой части массива полезных ископаемых (породы), прилегающей к подземной горной выработке.

Горный удар сопровождается выбросом полезных ископаемых (пород) в горную выработку, сильным звуковым эффектом, возникновением мощной воздушной волны. В CCCP проявления горного удара отмечены с конца 40-х годов 20 века на шахтах Кизеловского бассейна, а с углублением горных работ горные удары начали проявляться на шахтах Кузнецкого и Донецкого бассейнов, Сучанского, Шурабского, Ткибульского, Воркутинского, Сулюктинского и других месторождений.

Горные удары обычно происходят при глубинах разработки свыше 200 м. На многих месторождениях, особенно рудных, возникновение горного удара вызывается наличием в массиве горных пород тектонических напряжений, превышающих по своей величине гравитационные, иногда в несколько раз. В горном ударе участвуют потенциальная энергия упругого сжатия пласта полезных ископаемых (пород) в очаге разрушения и энергия упругих деформаций окружающих пород (рис. 1). Динамический характер потери устойчивости при горном ударе вызывается превышением притока энергии над её поглощением при разрушении. По силе проявления выделяют стреляния, толчки, микроудары и собственно горные удары; последние проявляются в краевых частях подготовительных и очистных выработок, в целиках (изолированных сплошных, прорезанных выработками, отделённых от массива выработкой).

Степень удароопасности оценивается на основе регистрации явлений и процессов, сопровождающих бурение скважин (выход и крупность буровой мелочи, сейсмоакустические импульсы, зажатие бурового снаряда в скважине, раскалывание керна на диски), вдавливания пуансона (индентора) в забой или стенки скважины, регистрации скорости прохождения упругих волн, электрического сопротивления угля (пород), их электромагнитного излучения, влажности и др. Для каждого месторождения выбирается обычно один или два из перечисленных методов. На шахтах действуют специальные службы прогноза горных ударов, обеспечивающие своевременный перевод шахтопластов, рудных тел и пород в опасные по горным ударам, установление (прогноз) степени удароопасности отдельных участков, приведение их в неопасное состояние. Угольные шахтопласты, рудные и нерудные месторождения (части месторождений) являются угрожаемыми по горным ударам, если в их составе имеются хрупкие породы (уголь) и возникают достаточно высокие напряжения в нетронутом массиве или если при ведении горных работ происходят стреляния и толчки. К опасным по горным ударам относятся части угрожаемого шахтопласта или месторождения, начиная с глубины, на которой при ведении горных работ появились микроудары и горные удары или удароопасность установлена на основе прогноза. Степень удароопасности отдельных участков массива горных пород, прилегающих к выработке, характеризуется величиной напряжений в зоне максимума опорного давления и расстоянием до него от стенки выработки.

Борьба с горными ударами ведётся: путём снижения горного давления на пласт, рудное тело посредством специальной раскройки месторождения на шахтные поля и порядка их отработки, исключающих образование участков с большой концентрацией напряжений; опережающей отработкой неопасных, т.н. защитных, соседних пластов (рис. 2), слоев, залежей; бесцеликовой технологией отработки, сокращением количества горных выработок впереди фронта очистных работ; уменьшением способности пласта полезных ископаемых (породы) к накоплению упругой энергии (рыхлением камуфлетными взрывами, нагнетанием воды в пласт, разгрузочными скважинами и щелями) и др.

Ограничение силы проявления горного удара достигается применением самораспорных проходческих комбайнов, щитов, податливой или арочной металлической крепи, оптимизацией параметров буровзрывных работ, переходом на проведение горных выработок комбайнами, гидравлическим способом, взрывным способом в режиме сотрясательного взрывания; исключением особо опасных горных выработок из использования.