5.Охарактерезуйте раптовi викиди вугiлля,породи I газу

Раптові викиди вугілля, породи й газу відбуваються при розробці вугільних пластів, розташованих поблизу з геологічними диз'юнктивними порушеннями. Вугілля пластів, небезпечних за раптовими викидами вугілля й газу має порівняно малу міцність, містить пачки сильно перем'ятого вугілля або вуглистого аргіліту порушеної структури. При цьому пласт вугілля або ж породи, які його вміщають, насичені газом у вільному або сорбованому стані. Причини й умови динамічних явищ у шахтах пов'язані з веденням гірських робіт та їх технологічними параметрами. При гірських ударах основною причиною є гірський тиск і здатність порід, які вміщають вугільний пласт, накопичувати потенціальну енергію.

При раптових викидах гірський тиск сприяє лише вивільненню енергії газу, який перебуває у вільному стані в великих порожнечах ( тріщинах ) вугілля, і енергії газу, який знаходиться у мікропорах вугілля в адсорбованому стані.

Між раптовими викидами й гірськими ударами є багато спільного. В усіх випадках ці явища викликані змінами рівноважного напруженого стану масиву внаслідок спорудження гірських виробок, поблизу яких виникають зони аномалій напружень та деформацій. Істотною різницею є те, що незначні зміни напруженого стану, які не здатні викликати гірський удар, можуть виявитися достатніми для ініціювання раптового викиду в насиченому газом породному чи вугільному пласті.

Тому гірські удари відбуваються тільки у зонах впливу очисних робіт, де можуть мати місце значні концентрації напружень.

Таким чином, основна причина, яка викликає динамічні явища, пов'язана зі змінами напруженого стану порід при веденні гірничих робіт. Тому для з'ясування цих причин необхідно спочатку встановити основні закономірності зміни стану гірського масиву при підземній розробці родовищ.

6. Описати схему прориву газа

Прориви газів або рідин, в тому числі пливунів, пов'язані з розкриттям гірської виробленням тріщин, що з'єднуються з підземними колекторами газу (рідини) або з поверхневими водоймами, або з наближенням гірничої виробки в газо - і водонепроникних породах до скупчення газу (води). Прорив газу або рідини відбувається в момент, коли опір породної стінки (перемички або запобіжного цілика), що відокремлює вироблення від скупчення, стає менше тиску рідини або газу.

На рис. 1 показана схема прориву газу з ґрунту пласта. При веденні очисних робіт відбувається розвантаження грунту від тиску гірських порід, яка врівноважувала тиск газу в суміжних з вугільним пластом пропластках вугілля. Розвантажені від гірського тиску породи деформуються і частково розтріскуються за рахунок реалізованої пружної енергії гірських порід. Утворюються тріщини і щілини заповнюються газом суміжних вугільних пластів і пропластков (супутників), газопроникність яких, внаслідок розвантаження від тиску гірських порід, сильно збільшується. Якщо процес розвантаження і тріщиноутворення по мірі посування вибою протікає рівномірно й тріщини безперервно відкриваються в робоче і вироблений простір, проривів газу не відбувається і вироблення робочого пласта заповнюються додатковою кількістю газу за рахунок дегазації супутників. Якщо ж породи, що залягають безпосередньо в грунті вугільного й пласта, мало газопроницаемы і відносно міцні або в'язки, то при їх розвантаженні газ, притікає під високим тиском з супутників, не буде мати виходу у виробку. При невеликій потужності газонепроникних порід останні здатні витріщає внаслідок тиску газу, утворюючи пустоти, які заповнюються газом до тих пір, поки він в якомусь місці (зазвичай поблизу забою) не прорве шар породи.

Рис. 1 - Схема прориву газу з ґрунту пласта:

1-вугільний пласт, 2 - прошарок вугільний, 3 - закріплений простір, 4-прорив газу, 5-покрівля, 6-підошва, 7 - вироблений простір.

Прориви газу з ґрунту зазвичай носять короткочасний характер і змінюються або суфлярних виділенням, або фільтрацією газу з супутників.

Причиною гірських ударів та раптових викидів вугілля і газу є руйнування вугілля (іноді також порід) з великою швидкістю. Таке руйнування ініціюється головним чином тиском гірських порід та може бути наслідком:

• - зростання статичного навантаження на вугільний пласт до деякої граничної величини;

• - динамічного навантаження на вугільний пласт з боку вміщуючих порід;

• - раптового зміни напруженого стану вугільного пласта в результаті швидкого впровадження гірничої виробки в масив (наприклад при вибуховою відбої вугілля).

• - раптового зміни напруженого стану внаслідок руйнування більш міцних включень вугільного пласта