Горный удар
Горный удар – динамическое явление, проявляющееся в хрупком взрывоподобном разрушении отдельных участков массива грунтов, в котором строится или эксплуатируется горная выработка (тоннель, шахта, котлован, и др.). Оно сопровождается дроблением и измельчением грунта.
Основной причиной горного удара является возникновение предельного наряжённого состояния в таких участках, обусловленное действием горного давления, т.е. действием гравитационных и тектонических сил, а в соответствующих условиях и дополнительным влиянием давления напорных вод. Существенную роль в его возникновении играют технологические факторы (взрывы, внедрение рабочего органа проходческой или добычной машины, приближение забоя выработки, особенно быстрое, к тектоническому нарушению или замку складки и т.д.).
Рассматриваемое явление является следствием нарушения равновесия системы блок породы – полезное ископаемое, и горный удар возможен в том случае, если скорость деформации, обусловленная нарастанием давления, превысит максимальную возможную скорость пластического деформирования части массива, находящейся в предельно напряжённом состоянии. Длительность горного удара составляет от нескольких долей секунды до 3 секунд. Наиболее часто он фиксируется на больших глубинах (от 250 м) и в прочных необводнённых грунтах, хотя известны случаи горных ударов и в слабых обводнённых грунтах.
Классификация горных ударов
Горные удары классифицируются по:
1) причинам их возникновения: удары давления, когда происходит взрывоподобное разрушение грунта; шоковые удары, причиной которых является внезапное приложение нагрузки; удары взламывания – выдавливания в сторону выработки пластичного прослоя, заключённого между жёсткими слоями грунта;
2) количеству сейсмической энергии, выделяемой при ударе.
По степени опасности для эксплуатационного персонала и самой подземной выработке горные удары подразделяются на четыре категории:
I – с повышенной опасностью;
II – слабые;
III – не приводящие к опасности;
IV – неопасные.
Энергетические характеристики горных ударов различных классов
|
Класс горного удара |
Сейсмическая энергия, Дж |
Уровень сейсмичности в эпицентр, балл |
Характеристика разрушения при ударе |
|
Микроудары (толчки, стреляние) |
<10 |
<1 |
При стрелянии поверхностное локальное разрушение, при толчке локальное разрушение в глубине массива |
|
Слабые |
10-102 |
1-2 |
Локальное разрушение и незначительный по объему выброс пород в выработку со звуковым и сейсмическим эффектами, но без разрушения крепи и повреждения машин и оборудования |
|
Средние |
102-104 |
2-3,5 |
Быстрое хрупкое разрушение и выброс или выдавливание значительного объёма породы с образованием воздушной волны, нарушением крепи и завалом подземной выработки на участке длиной до нескольких метров, смещением и повреждением машин и оборудования |
|
Сильные |
104-107 |
3,5-5 |
Быстрое хрупкое разрушение и быстрый выброс в подземную выработку больших объёмов породы с нарушением крепи, завалом выработки и повреждением машин и оборудования на участке протяжённостью в несколько десятков метров |
|
Катастрофические |
>107 |
>5 |
Спонтанное, в виде цепной реакции, разрушение целиков в подземной выработке, завал выработки в пределах значительных по протяженности участков, иногда вывод из строя всей выработки. Площадь разрушения достигает многих сотен и тысяч квадратных метров |
Главная-->Справочник геолога-->Горный удар