ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ПО ДОБЫЧЕ УГЛЯ «ВОРКУТАУГОЛЬ»
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ «УЧЕБНО-КУРСОВОЙ КОМБИНАТ»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО курсу повышения квалификации «Безопасность работ на пластах, опасным по горным ударам и выбросам»
г. Воркута 2009 год
|
Горные удары
Горные удары – это мгновенное разрушение целика или краевой части массива, проявляющиеся в виде выброса угля или породы с нарушением крепи, значительным смещением машин и оборудования, травмированием рабочих.
Микроудар – проявляется в виде выброса или осыпания угля или породы с резким звуком, образованием пыли и газа.
Толчок – разрушение пласта в глубине массива с резким звуком, сотрясением массива, газовыделением.
Стреляние – отскакивание кусков угля или породы от массива с резким звуком.
Угрожаемый пласт – пласт, обладающий высокими упругими свойствами и склонный к хрупкому разрушению в условиях повышенного горного давления.
Опасный пласт – имеет все признаки угрожаемого, на котором в пределах данного этажа шахтного поля, происходили горные удары или были выявлены участки с 1 или 2 категорией удароопасности.
Оценка склонности пласта к горным ударам
Удароопасность пластов оценивается при:
1.Значительной глубине залегания.
2.Высокой прочности боковых пород и мощности основной кровли.
3.Склоность краевой части пласта к упругим деформациям и хрупким разрушениям.
4.При отсутствии непосредственной кровли и почвы на шахтах с пластом слабых пластинчатых слоев породы.
5.При тектоники месторождений и характеру нарушенности угольных пластов.
В начальной стадии пласт считается склонным к горным ударам, если выход керна составляет 85-100%, если уголь крепкий, пласты отличаются однородность и не содержат перемятых пачек угля.
Прогноз удароопасности пород.
Прогнозу удароопасности подлежат породы с пределом прочности на одноосные сжатия более 80 мПа, залегающие на глубине не более 500 м. Они считаются склонными к удару, если в породе присутствует кварц, известняк, метан в сжатом виде; керновое бурение скважин со скоростью более 50 мм/м, сопровождающееся деление керна на выпукло-вогнутые диски Ø 0,3 мм; соотношение предела прочности на сжатие к пределу прочности на растяжение не превышает 25.
Методика прогноза степени удароопасности угольных пластов и контроля эффективности профилактических мероприятий.
Прогноз степени удароопасности участков угольных пластов в процессе бурения шпуров:
1.Прогноз по выходу буровой щелочи. Регистрация этих данных производится через каждый метр подвигания забоя к скважине и заносится на диаграмму. Если хотя бы одна точка замера кривой выхода буровой щелочи попадет в участок 1 или 2 категории, то данный участок пласта считается опасным по горным ударам.
2.Прогноз по крупностям буровой щелочи.
При появлении первых проб производят анализ для определения процентного содержания крупного класса угля. За показатель крупности берется крупность 2-3 мм, в зависимости от физико-механических свойств. В напряженном участке пласта содержание крупных фракций с глубиной скважин возрастает.
3.Прогноз по сейсмоакустической активности пласта.
При появлении в пределах защиты зоны сильных сейсмоакустических импульсов, сопровождающихся зажимом буровых штанг, бурение прекращают, а участок относят к 1 категории.
4.Прогноз по определению естественной влажности.
Определение степени опасности по диаграмме.
1.Предварительный прогноз на стадии геологоразведочных работ прогнозирует возможность возникновения горных ударов на основе анализа показателей – глубины залегания; механических свойств; мощности; тектонической нарушенности пласта и горных пород.
2.Региональный прогноз - выявления больших по площади очагов повышенной напряженности отдельного шахтного поля или шахтных полей в пределах всего месторождения, непрерывно, с помощью сейсмических наблюдений.
3.Локальный прогноз – определение на конкретном участке (забой или целик выработки) относительной величины повышенной напряженности в зоне опорного давления и расстояние до этой зоны.
Локальным прогнозом по степени удароопасности участки пластов делят на 3 категории:
1.Повышенная
2.Опасная
3.Не опасная
Зона опорного давления – краевая часть пласта вокруг выработки (очистной, подготовительной), в пределах которой уровень напряжения выше, чем в нетронутом массиве.
Защитная зона – разгруженная от напряжения краевая часть пласта в результате применения локальных противоударных мероприятий.
Критическая глубина – минимальная глубина от поверхности, в пределах которой ведение горных работ сопровождал горный удар или внезапный выброс.
Защитный пласт – это пласт угля, отработка которого обеспечивает безопасное ведение работ в отношении горных ударов на защищенном пласте.
Зона разгрузки – это зона, где области влияния очистной выработки защитного пласта, в пределах которых напряжение, действующее перпендикулярно на пластовании, меньше, чем в нетронутом массиве.
Угол давления – угол, под которым нарастает нормальное давление на почве очистной выработки защитного пласта.
Критическая мощность – значение мощности защитного пласта, начиная с которого дальнейшее изменение приводит к увеличению углов давления и, соответственно, к уменьшению защитной кровли.
Зона повышенного горного давления – часть угольного массива или боковых пород, испытывающая повышенное напряжение, передаваемое краевым частям отдельными оставленными целиками.