Связь горных ударов с системами разработки

Проект шахты, не адекватный горно-геологическим условиям, или неправильное планирование развития горных работ могут увеличить вероятность возникновения горных ударов. В то время как управлять многими факторами, вызывающими горные удары, невозможно, проектирование горных работ является одним из тех, с помощью которого можно в известной степени контролировать ситуацию. Исследования C.T. Холланда показали, что около 80% документально зарегистрированных горных ударов произошло в околоштрековых целиках при обратной отработке. Около штрековые целики являются высоконапряженными опорами, предназначенными для управления зоной обрушения в выработанном пространстве. На рис. 1 представлено распределение относительной частоты горных ударов по системам разработки и местам проявлений.

Рис. 1. Распределение случаев горных ударов по системам разработки и местам проявлений

При камерно-столбовой системе горные удары происходят в 3 раза чаще, чем при системе длинных столбов. Если на шахте, в которой применяется камерно-столбовая система, происходят горные удары, то одним из решений проблемы мог бы быть переход к системе длинных столбов. Однако такое решение в большой степени определяется также стоимостью угля, геологическими условиями и запасами.

Возникновению горных ударов может также способствовать разработка свиты пластов. Надработка или подработка пластов может приводить к увеличению давления на целики и краевые части пласта вследствие наложения зон опорного давления. Планирование разработки сближенных пластов должно осуществляться так, чтобы на зоны опорного давления на собственном пласте не добавлялись нагрузки от зон опорного давления смежных пластов. Способствовать возникновению горных ударов могут не извлеченные целики на собственном, а также на выше и ниже залегающих пластах.

При выемке обратным ходом отработка околоштрековых целиков должна осуществляться в разгруженной зоне между линией обрушения и опорными целиками для снижения потенциальной опасности горных ударов. Так как опорное давление обычно сосредоточено на целиках первого ряда, эти целики должны быть отработаны в первую очередь, так как первоочередная отработка целиков второго, третьего и последующих рядов приведет к еще большему увеличению опорного давления на первый ряд. Отрабатываемый целик переходит в квазипластическое состояние, а нагрузки передаются на следующий ряд целиков, создавая новую зону опорного давления. Такой метод отработки целиков может применяться на пластах, наиболее склонных к горным ударам, в кровле которых обычно залегают прочные слои. Однако при слабых породах висячего бока этот метод может вызвать проблемы по управлению кровлей.

Мощные и прочные слои кровли повышают опасность горных ударов, и поэтому их наличие должно учитываться при проектировании отработки. Такие породы часто зависают позади крепи лавы и при отработке целиков обратным ходом при камерно-столбовой системе.

Использованный источник:

Коршунов Г. И., Логинов А. К., Шик В. М., Артемьев В. Б. Геомеханика на угольных шахтах. – М.: Изд-во «Горное дело», ООО «Киммерийский центр», 2011, -388с.