6.3.10 Разработка пластов, склонных к горным ударам

Горный удар представляет собой быстро протекающее самопроизвольное хрупкое разрушение предельно напряженной части пласта угля (породы), прилегающей к горной выработке, возникающее в условиях, когда скорость изменения напряженного состояния в этой части превышает предельную скорость релаксации напряжений в ней. В горном ударе участвуют потенциальная энергия упругого сжатия пласта в очаге удара и энергия окружающих пород.

Горные удары проявляются в виде выброса более или менее значительного количества угля в подземные выработки. Реже горные удары проявляются в виде внезапных разломов прочного слоя пород почвы выработки и последующего вспучивания лежащего под ним слоя весьма слабого сланца, сдавленного силами опорного давления.

По степени опасности возникновения горных ударов пласты подразделяются на опасные, угрожаемые и неудароопасные. К опасным относят пласты на тех горизонтах шахтного поля, в пределах которых имели место горные удары, а также на всех нижележащих горизонтах. Угрожаемыми считаются пласты угля с глубины 150 м, на которых в пределах шахтного поля имели место горные удары или происходили горные удары на соседней шахте, а также участки пластов выше установленной границы отнесения пласта к опасным по горным ударам.

Кроме собственно горных ударов, которые вызывают нарушение крепи, смещение машин и оборудования и сопровождаются резким звуком, сотрясением массива, образованием большого количества пыли и воздушной волны, различают микроудары, толчки и стреляния. Случаи проявления ударов последних групп обычно не представляют непосредственной опасности для работающих людей, сохранности выработок и т. д.

Основной причиной горных ударов является повышение опорного давления и освобождение энергии, накопленной при упругих деформациях горного массива.

Горные удары возникают при сочетании определенных геологических и горнотехнических факторов, а именно: при весьма крепком и хрупком угле, наличии мощных слоев особо крепких песчаников и известняков в почве и кровле пласта, при ведении горных работ на глубине более 150—200 м. Кроме того, возникновению горных ударов способствует оставление целиков в выработанном пространстве разрабатываемого пласта, которые воспринимают на себя давление подработанной толщи; оставление целиков на верхних пластах, передающих сосредоточенное давление на отдельные участки нижнего пласта; проведение впереди очистного забоя большего числа подготовительных выработок я др.

Наиболее эффективным средством, обеспечивающим безопасную разработку пластов, подверженных горным ударам, является опережающая отработка защитных пластов, расположенных выше или ниже опасного (подзащитного).

Защитным считается пласт, залегающий на расстоянии по нормали не более 100 м при подработке и не более 60 м при надработке подзащитного пласта. При наличии защитных пластов, залегающих выше и ниже подзащитного, первым следует отрабатывать вышележащий пласт. Если все пласты свиты являются одинаково опасными, то в первую очередь отрабатывают пласт, имеющий наименьшую мощность. Защитное действие во времени обычно не превышает пяти лет; по истечении этого срока восстанавливается первоначальной давление на пласт, и надработка или подработка становится неэффективной.

Работы «а опасном пласте должны вестись вне зоны опорного давления от очистных работ защитного пласта.

Оставление целиков при выемке защитного пласта не допускается. Отработка опасного или угрожаемого пласта в зоне влияния ранее оставленных целиков допускается только после погашения последних. Во время погашения целиков, расположенных над или под целиками у действующих выработок в опасном пласте, хождение людей по этим выработкам запрещается.

При разработке свиты пластов подготовку опасного пласта следует производить с помощью полевых штреков, а также штреков, проведенных по неопасному пласту, <и промежуточных квершлагов после отработки защитного пласта.

Если разрабатывается одиночный пласт, опасный по горным ударам, то желательно выработки проводить также полевыми.

При отработке пологих и наклонных пластов, подверженных горным ударам, наиболее рациональной является сплошная система разработки лава — этаж, т. е. без разделения этажа на подэтажи.

При использовании способов выемки угля без присутствия людей в очистном забое может применяться любая система разработки.

Горные удары часто наблюдаются в верхней части лавы, поэтому дополнительной мерой, повышающей безопасность отработки, является нагнетание воды в пласт по скважинам, пробуренным параллельно забою с верхнего штрека или со стороны очистного забоя.

Управление кровлей в лавах следует производить полным обрушением.