Горные удары

1. Горные удары

Горный удар- мгновенное хрупкое
разрушение угольного (рудного) целика,
краевой части пласта ( массива) или
боковых пород, находящихся в предельно
напряженном состоянии, проявляющееся
в виде отброса или выдавливания угля
(породы) в горные выработки и
приводящее к повреждению горной крепи,
смещению машин, оборудования и
нарушению технологического процесса.

2. Горный удар

• Возникает внезапно, сопровождается
резким звуком, сотрясением горного
массива, образованием большого
количества пыли и воздушной волной.
На газоносных угольных пластах удар
приводит к повышенному
газовыделению, а на крутых пластах
может вызвать обрушение или
высыпание угля

3. Схема формирования горного удара

4. Горный удар

• происходит вследствие превышения скорости
изменения напряженного состояния Vн над
максимально возможной скоростью перехода пласта
в предельное состояние за счет пластического
деформирования в данном месте V пл.
Показатель хрупкости N, который отражает
характер поведения угольного пласта в условиях
сложного напряженного состояния:
N=Vн / V пл .
При N < 1 хрупкое разрушение пласта исключается.
Хрупкое разрушение и проявление горного удара
возможно лишь при N> 1.

5. Горные удары

• Разрушительная сила горного удара
определяется коэффициентом динамичности:
Кд =Wп / Wу
где Wп - величина притока внешней энергии,
Wу - энергия необходимая для разрушения
пород (угля) в очаге горного удара.
Горные удары происходят при Кд > 0.
Величина Кд изменяется от 0 до 10 и более.

6. Классификация горных ударов

два вида классификации горных
ударов:
• а) по интенсивности их проявления и
вызываемым разрушениям пласта или
пород, крепи, механизмов,
оборудования и пр.;
• б) по месту их проявления

7. Классификация горных ударов

• По интенсивности проявления горные
удары подразделяют на собственно
горные удары, микроудары, толчки,
стреляния, горный удар с разрушением
пород почвы (кровли) выработки и
горно-тектонический удар.

8. Классификация горных ударов

• Собственно горные удары происходят в
целиках перед лавой, в том числе в
краевой части целика (перед лавой), в
выработках за фронтом горных работ с
разрушением пород кровли или
выдавливанием пород почвы.

9. Классификация горных ударов

• Микроудар — осыпание угля (породы) в
горные выработки без нарушения
технологического процесса,
сопровождаемое резким звуком,
сотрясением горного массива,
образованием пыли, а на газоносных
пластах — газовыделением

10. Классификация горных ударов

• Толчок — разрушение пласта угля
(породы) в глубине массива без отброса
в горную выработку,
сопровождающееся звуком,
сотрясением массива, образованием
пыли, а на газоносных пластах —
газовыделением.

11. Классификация горных ударов

• Стреляние — разрушение и
отскакивание кусков угля (породы) на
обнаженных участках массива,
сопровождаемое резким звуком.

12. Классификация горных ударов

• Горный удар с разрушением пород почвы
(кровли) выработки — хрупкое разрушение
слоя породы почвы (кровли) выработки в
результате превышения предела прочности
его в условиях изгиба со сжатием.
Сопровождается заполнением выработки
разрушенным материалом, повреждением
механизмов и оборудования, сильным
звуком, сотрясением и пылеобразованием, а
на газоносных пластах — повышенным
газовыделением.

13. Классификация горных ударов

• Горно-тектонический удар вызывается
воздействием энергии сейсмических волн от
толчкообразного деформирования горного
массива, в том числе техногенных
землетрясений, и проявляется в виде горных
ударов на нескольких участках шахтного поля
или группы шахт. Горно-тектонический удар
сопровождается сильными сотрясениями
массива, резким звуком, образованием пыли
и воздушными волнами.

14. Классификация горных ударов

• Идентификация горных ударов по
форме, силе и интенсивности
проявления позволяет полнее осветить
природу и механизм накопления и
реализации энергии этого опасного
явления, а также упорядочить учет
горных ударов на шахтах.

15. Классификация горных ударов

• Классификация по месту проявления предусматривает семь
групп собственно горных ударов:
• а) Группа I - в сплошных целиках (рис а);
• б) Группа II - в целиках, прорезанных выработками (рис. б);
• в) Группа III
- в целиках, отделенных от массива выработками
(рис. в);
• г) Группа IV - в краевой части угольного пласта (рис. г);
• д) ГруппаV - в выработке, проведенной в угольном массиве
(рис. д);
• ж) Группа VI- в выработках с разрушением почвы или кровли
пласта (рис. е).

16. Классификация горных ударов

17. Классификация горных ударов

• Классификация по месту проявления
позволяет судить об условиях
нагружения угольного пласта или пород
опорным давлением и установить
зависимость разрушения пласта угля
от конфигурации целиков и краевой
части.

18.

• Доля потенциальной энергии упругого сжатия
пород в балансе энергии горного удара
изменяется от нескольких процентов при
стреляниях, толчках, микроударах, а также
при горных ударах V группы - до 30-50 % при
горных ударах IV, III, а иногда и II группы, и до
80 % и более - при горных ударах I группы, а
в случае одновременного разрушения
целиков с обеих сторон выработки и при
ударах II группы.

19. Баланс энергии горного удара

• Своеобразие проявления горных ударов
разных групп приведенных классификаций
может быть в значительной степени
объяснено их энергетическими
особенностями.
• Поэтому при оценке горных ударов
рассматривается баланс энергии и
особенности освобождения потенциальной
энергии при реализации явления.

20. Баланс энергии горного удара

21. Реализация сейсмической энергии

• Возникающие упругие сейсмические волны имеют
различные кинематические и динамические
параметры (частоту, длительность, длину волны и
др.).
• При микроударах (сейсмическая энергия Е < < 102
Дж) частотный спектр волн имеет максимум в
диапазоне 500-800 Гц, при ударах средней силы (102
Дж < Е > 104 Дж) он лежит в диапазоне 5-10 Гц, а при
сильных горных ударах (Е > 104 Дж) максимум
частотного спектра лежит в диапазоне 1-3 Гц.
Длительность горных ударов перечисленных групп
колеблется от 0,01 до 3 с.
• При горных ударах могут возникать волны, лежащие
в широком диапазоне длин волн и периодов.

22. Характер и места проявления горных ударов

23. Характер и места проявления горных ударов