 |
|
Условия возникновения динамических проявлений горного давления и представления об их механизме.
Тема 11. Управление геомеханическими процессами в условиях динамических проявлений горного давления.
Общие сведения.
Наряду со статическими формами проявлений горного давления, в массивах горных пород могут происходить динамические, внезапные разрушения участков массива пород, находящихся в определенных условиях напряженного состояния при больших действующих напряжениях. В естественной обстановке к подобным динамическим явлениям в земной коре относятся землетрясения. При ведении же горных работ таковыми являются
- собственно динамические явления: шелушения горных пород, стреляния, динамическое заколообразование,горные удары, горно-тектонические удары, техногенные землетрясения;
- газодинамические явления: внезапные выбросы полезного ископаемого (угля, соли) и газа или вмещающих горных пород и газа; внезапные высыпания с повышенным газовыделением; внезапные отжимы, сопровождающиеся газовыделением; прорывы газа в горные выработки (обычно из подошвы выработки, пройденной по полезному ископаемому).
С физической точки зрения все динамические проявления представляют собой лавинообразные процессы хрупкого разрушения (трещинообразования) пород в том или ином объёме массива.
Для газодинамических явлений характерным является выделение значительных количеств газа. Потоком газа, выделяемого при выбросе, порода или полезное ископаемое отбрасывается от забоя, а в массиве впереди забоя возникает полость, заполненная, большей частью, раздробленным материалом. Продолжительность процесса внезапного выброса составляет обычно от долей до нескольких секунд; в отдельных случаях она может достигать нескольких минут.
Управление геомеханическими процессами в условиях возможных динамических проявлений горного давления преследует основную цель - предотвращение условий возникновения горных ударов и внезапных выбросов при разработке месторождений или, по крайней мере, снижение вредных последствий от этих явлений.
Условия возникновения динамических проявлений горного давления и представления об их механизме.
Динамические и газодинамические проявления горного давления происходят при определенных сочетаниях естественных геологических и горнотехнических условий. Эти сочетания крайне разнообразны и связаны с влиянием многих факторов, которыми определяется не только само возникновение этих явлений, но также их сила и характер проявления.
К наиболее существенным геологическим факторам, обусловливающим возможность динамических проявлений горного давления, относятся:
· достаточно прочное и упругое полезное ископаемое;
· залегание в кровле и почве полезного ископаемого мощных прочных слоев пород;
· достаточно большая относительная глубина горных работ (при этом критическая глубина неодинакова для полезного ископаемого и окружающих пород разной прочности, что следует из приведенных выше примеров);
· сильная тектоническая нарушенность месторождения или участка и ведение горных работ вблизи дизъюнктивных нарушений и замков складок.
Среди горнотехнических факторов, подготавливающих динамические проявления горного давления, т. е. создающих условия для их возникновения добычных и взрывных работ. Особенно это характерно для газодинамических явлений, поскольку в подавляющем большинстве случаев развитие внезапных выбросов связано с непосредственным механическим воздействием на полезное ископаемое или породу
Очагами динамических проявлений горного давления являются участки повышенной концентрации потенциальной энергии упругого сжатия массива горных пород (целики полезного ископаемого и вмещающих пород, в особенности, выступающие в очистное пространство; стенки подготовительных выработок и т. п.), находящиеся в условиях предельного напряженного состояния.