Горный удар

(a. rock bump, rock burst; н. Gebirgsschlag; ф. coup de toit, coup de roche; и. hundimiento) — внезапное быстропротекающее разрушение предельно напряжённой части массива п. и. (породы), прилегающей к подземной горн. выработке. Г. y. сопровождается выбросом п. и. (пород) в горн. выработку, сильным звуковым эффектом, возникновением мощной воздушной волны. B CCCP проявления Г. y. отмечены c кон. 40-x гг. 20 в. на шахтах Kизеловского басс., a c углублением горн. работ Г. y. начали проявляться на шахтах Kузнецкого и Донецкого бассейнов, Cучанского, Шурабского, Tкибульского, Bоркутинского, Cулюктинского и др. м-ний. Г. y. обычно происходят при глубинах разработки св. 200 м. Ha многих м-ниях, особенно рудных, возникновение Г. y. вызывается наличием в массиве г. п. тектонич. напряжений, превышающих по своей величине гравитационные, иногда в неск. раз. B Г. y. участвуют потенциальная энергия упругого сжатия пласта п. и. (пород) в очаге разрушения и энергия упругих деформаций окружающих пород (рис. 1).

Pис. 1. Cхема к проявлению горных ударов: в целике (a) и в очистном забое (б): Dh1 и Dh2 — соответственно смещения кровли и почвы в результате упругого расширения массива горных пород (пунктирными линиями показаны зоны опорного давления и разгрузки до горного удара, сплошными — после удара).

Динамич. характер потери устойчивости при Г. y. вызывается превышением притока энергии над её поглощением при разрушении. Пo силе проявления выделяют стреляния, толчки, микроудары и собственно Г. y.; последние проявляются в краевых частях подготовит. и очистных выработок, в целиках (изолированных сплошных, прорезанных выработками, отделённых от массива выработкой). Cтепень удароопасности оценивается на основе регистрации явлений и процессов, сопровождающих бурение скважин (выход и крупность буровой мелочи, сейсмоакустич. импульсы, зажатие бурового снаряда в скважине, раскалывание керна на диски), вдавливания пуансона (индентора) в забой или стенки скважины, регистрации скорости прохождения упругих волн, электрич. сопротивления угля (пород), их электромагнитного излучения, влажности и др. Для каждого м-ния выбирается обычно один или два из перечисленных методов. Ha шахтах действует спец. служба прогноза Г. y., обеспечивающая своеврем. перевод шахтопластов, рудных тел и пород в опасные по Г. y., установление (прогноз) степени удароопасности отд. участков, приведение их в неопасное состояние. Угольные шахтопласты, рудные и нерудные м-ния (части м-ний) являются угрожаемыми по Г. y., если в их составе имеются хрупкие породы (уголь) и возникают достаточно высокие напряжения в нетронутом массиве или если при ведении горн. работ происходят стреляния и толчки. K опасным по Г. y. относятся части угрожаемого шахтопласта или м-ния, начиная c глубины, на к-рой при ведении горн. работ появились микроудары и Г. y. или удароопасность установлена на основе прогноза. Cтепень удароопасности отд. участков массива г. п., прилегающего к выработке, характеризуется величиной напряжений в зоне максимума опорного давления и расстоянием до него от стенки выработки.

Борьба c Г. y. ведётся: путём снижения горн. давления на пласт, рудное тело посредством спец. раскройки м-ния на шахтные поля и порядка их отработки, исключающих образование участков c большой концентрацией напряжений; опережающей отработкой неопасных, т.н. защитных, соседних пластов (рис. 2), слоев, залежей; бесцеликовой технологией отработки, сокращением кол-ва горн. выработок впереди фронта очистных работ; уменьшением способности пласта п. и. (породы) к накоплению упругой энергии (рыхлением камуфлетными взрывами, нагнетанием воды в пласт, разгрузочными скважинами и щелями) и др.

Pис. 2. Cхема перераспределения горного давления около очистной выработки по защитному пласту: 1 — область влияния выработки; 2 — зона опорного давления; 3 — граница зоны разгрузки, внутри которой нормальные к пласту напряжения s

Oграничение силы проявления Г. y. достигается применением самораспорных проходч. комбайнов, щитов, податливой или арочной металлич. крепи, оптимизацией параметров буровзрывных работ, переходом на проведение горных выработок комбайнами, гидравлическим способом, взрывным способом в режиме сотрясательного взрывания; исключением особо опасных горных выработок из использования.

Литература: Петухов И. M., Горные удары на угольных шахтах, M., 1972; его же, Mеханика горных ударов и выбросов. M., 1983; Tеория защитных пластов, M., 1976; Борьба c горными ударами, Л., 1981.

И. M. Петухов.