Раптові викиди вугілля, породи і газу в підземних виробках

Перше згадування про раптові викиди вугілля і газу відносять до 1834 року, коли на шахті «Ісаак» вугільного басейну Луари у Франції вперше було зареєстроване це явище. У міру переходу шахт Бельгії і Франції на більш глибокі горизонти частота і сила раптових викидів зростали. У Донбасі перший викид вугілля і газу відбувся в 1906 році при розкритті шару шахти «Нова Смолянка» на горизонті 728 м.

До кінця 19 століття число викидів в одному тільки басейні Гір (Південна Франція) перевищило 2000. Ці явища стали відомі в Німеччині (Рур, Нижня Сілезія), Англії (Південний Уельс), Угор-щині і Канаді.

У гірничотехнічній літературі спеціальні статті, присвячені рап-товим викидам, з'явилися у 80-х роках 19-го століття після сильного раптового викиду в 1879 р у шахті «Агріпп» №2 (Бельгія). Під час цієї аварії було викинуто 420 т вугілля, близько 2000 м³ метану і загинула 121 людина. Ще більша аварія відбулася на початку 20 століття на копальні «Моржен» (Британська Колумбія), коли було раптово викинуто 3500 т вугілля і 700000 м³ метану.

«Раптовим викидом вугілля і газу вважається явище лавино наростаючого зсуву вугілля під дією гірського тиску» яке супро-воджується динамічним ефектом з відкиданням вугілля і тонким його подрібненням», значним виділенням газу в короткий час і утворенням характерної порожнини в пласті».

Необхідність точного визначення раптового викиду вугілля і газу була викликана тим, що динамічні явища, що виникають в різних гірничотехнічних і гірничо-геологічних умовах, розрізняються як за фізичною сутністю процесів їх утворення і розвитку, так і за ступенем наслідків. Тому напрямки досліджень у цій області, в тому числі гіпотези, теорії, методи прогнозування і боротьби з такими явищами, також виявляються різними. Для узагальнення світового досвіду і систематизації проведених досліджень робоча група Європейської економічної комісії (ЄЕК) у жовтні 1994 р прийняла «Класифікацію динамічних явищ у шахтах» і рекомен-дувала використовувати її в гірничо видобувній промисловості.

Єдина класифікація динамічних явищ створена на основі енерге-тичної теорії гірських ударів, енергетичної силової теорії викидів вугілля, породи і газу, узагальнення світового досвіду в рішенні проблем динамічних явищ на вугільних шахтах. У класифікації (табл. 1) виділяються чотири класи явищ: гірські удари, викиди газу, викиди вугілля, породи і газу, гірничотехнічні явища.

Таблиця 1

Єдина класифікація динамічних явищ робочої групи по вугіллю ЄЕК ООН

Класи динамічних явищ	Гірські удари	Викиди газу	Викиди вугілля (породи) і газу	Гірничо-тектонічні явища
Види енергії, які приймають участь у формуванні динамічних явищ	Енергія напруже-них порід і вугілля	Енергія газу	Енергія напружених вугілля та порід, газу	Енергія напружених вугілля та порід, газу і сейсмічних хвиль

Оскільки в умовах будівництва і експлуатації вугільних шахт України класом динамічних явищ, що частіше зустрічається є рап-тові викиди вугілля (породи) і газу, то далі будемо розглядати тіль-ки дану проблему.

Визначення раптового викиду, дане акад. А.А. Скочинським, дозволяє класифікувати явище, що відбулося у виробці, відповідно до інших видів динамічних явищ, представлених у табл. 1.

Однак для експертної оцінки явища необхідно знати характерні ознаки раптового викиду. Такими ознаками є:

• відкидання вугілля від вибою;

• утворення порожнини у вугільному пласті;

• зміщення вугілля у виробку;

• пошкодження і відкидання обладнання;

• підвищене, у порівнянні зі звичайним, виділення газу в гірсь-ку виробку;

• наявність тонкого вугільного пилу («скаженого борошна ») на відкосі викинутого вугілля та на кріпленні.

Ознаки, приведені в перших чотирьох пунктах, є наслідком поя-ви ударної хвилі, яка поширюється в повітряному середовищі виро-бки з надзвуковою швидкістю. Це свідчить, з однієї сторони, про швидкоплинність розвитку процесу, з іншої сторони – про значну енергію, яка при цьому виділяється.