Маркшейдерское обеспечение безопастности горных работ

Горный удар происходит в результате концентрированного накопления потенциальной энергии  упругого сжатия горных пород и характеризуется  как мгновенное высвобождение этой энергии. В результате происходит внезапное  хрупкое разрушение сильно напряженных угля и боковых пород, сопровождается резким сильным звуком.

А что говорят ученые? 
Ученые пришли к выводу, что природа землетрясений и горных ударов тождественна и горные удары следует рассматривать как уменьшенную модель землятресений. Т.е. необходима единая теория горных ударов и землятресений. 
Существует две теории (гипотезы) горных ударов: 
1. Теория "фиксицизма", когда земная кора рассматривается как сплошная, упруголинейная и неизменная в пространстве и времени среда. А горный удар - как результат превышения жесткости разрушаемого материала над жескостью внешнего нагружения в условиях предельных нагрузок. Сдвижение горных пород - результат горного удара. Согласно этой теории горный удар можно продемонстрировать следующим опытом: нужно взять пластиковую линейку за оба края двумя руками, а большими пальцами давить на ее середину. Когда сила давления пальцев превысит прочность линейки, она сломается с характерным звуком и вибрацией. При горном ударе, по теории "фиксицизма" в роли линейки выступает большой массив горных пород, а породы вышележащие нагружают его, т.е. выступают в роли больших пальцев рук. 
2. Теория "необолизма", рассматривает массив гонных пород, как раздельно- блочную среду, а горный удар, как механический удар извне, со стороны перемещающихся по плоскостям тектонических нарушений структурных образований. Проще говоря, породы изрезаны тектоническими трещинами и состоят из массивных блоков. Перемещаясь сверху вниз под действием своей тяжести, такой блок наносит механический удар по массиву. Эту теорию можно продемонстрировать падением камня на стекло. 
Горные удары возникают при определенной глубине разработки (более 200м). 
Местами проявления горных ударов могут быть подготовительные и очистные выработки, целики угля. 
В подготовительных выработках, проводимых по мощным пластам или однородным породам, горные удары возникают в момент взрыва зарядов, расширения и перекрепления выработок, при этом, как правило, разрушение происходит со стороны незакрепленного участка выработки. 
В очистных выработках горные удары чаще всего возникают во время выемки угля. 
По силе проявления горные удары подразделяются на следующие виды: 
Собственно горный удар – быстро протекающее разрушение целика или краевой части массива угля (породы), проявляющиеся в виде выброса угля (породы) в подземные выработки с нарушением крепи, смещением машин, механизмов, оборудования. Удар сопровождается резким звуком, сотрясением горного массива и образованием большого количества пыли. Может сопровождаться значительным газовыделением. 
Микроудар - быстро протекающее незначительное разрушение массива угля (породы), проявляющееся в виде выброса или осыпания угля (породы) в горные выработки без нарушения крепи и без смещения машин и механизмов. Микроудар сопровождается звуком, незначительным сотрясением горного массива и образованием пыли. 
Толчок – проявляется в разрушении пласта угля (породы) в глубине массива без выброса в горную выработку. Толчок сопровождается звуком, сотрясением массива, появлением пыли. 
Стреляние – проявляется в отталкивании от угольного пласта (пород) отдельных кусков и сопровождается резким звуком.

Признаки, предшествующие горному  удару. 
Горному удару предшествуют следующие признаки: 
1.Усиленное давление на крепь. 
2.Удары и треск в массиве угля различной силы и частоты. 
3.Зажатие бурового инструмента. 
4.Шелушение забоя. 
5.Стреляние отслоившихся кусочков угля (породы).

При появлении предупредительных  признаков, необходимо: 
1.Оповестить работающих в выработке; 
2.Выйти вместе с ними из выработки; 
3.Сообщить горному диспетчеру.

Прогноз удароопасности угольных пластов.

По степени  опасности возникновения горных ударов пласты подразделяются на опасные и угрожаемые. 
К опасным – относятся пласты на тех горизонтах шахтного поля, в пределах которого происходили горные удары, а также пласты на нижележащих горизонтах того же шахтного поля. 
К угрожаемым – относятся пласты с глубины не менее 150м.

Определение категории удароопасности по выходу буровой мелочи. 
Бурят шпуры, собирают буровую мелочь с каждого метра шпура. По количеству буровой мелочи с помощью специальной номограммы определяют категорию удароопасности пласта.

Определение категории удароопасности по изменению естественной влажности. 
При бурении шпуров отбирают пробы штыба и лабораторным путем определяют влажность каждой пробы. По величине средней влажности определяют категорию удароопасности пласта.

Определение категории удароопасности по сейсмоакустической активности. 
Под действием напряжений в массиве сейсмоакустические колебания улавливаются датчиками сейсмоакустической станции.

Мероприятия по предупреждению горных ударов.

Для безопасного  ведения горных работ предусматривается: 
Опережающая отработка защитных пластов; 
Специальные схемы вскрытия, подготовки и отработки пластов. 
Создание защитных зон в призабойной части угольного пласта

Опережающая отработка защитных пластов 
Применение опережающей отработки позволяет снизить горное давление на угольный пласт подверженный горным ударам. 
При разработке свиты пластов в первую очередь разрабатывают защитный пласт. Если в свите пластов все пласты, опасные по горным ударам разрабатывают в первую очередь пласт, обеспечивающий наибольшую эффективность защиты.

Специальные схемы вскрытия, подготовки и отработки ударных  пластов 
Снижение удароопасности пластов достигается не только специальными способами, но и соответствующим выбором технологии ведения горных работ. Раскройка шахтных полей должна обеспечивать планомерную отработку угольных пластов. Если при раскройке полей не будут учтены основные принципы предотвращения горных ударов то в процессе разработки угольных пластов появятся зоны с повышенной удароопасностью.

Создание  защитной зоны 
Применяется в тех случаях, когда опережающая отработка защитных пластов невозможна. 
Способы создания защитной зоны следующие: 
- бурение разгрузочных скважин большого диаметра; 
- камуфлетное взрывание; 
- нагнетание воды в пласт. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
Энергетический  баланс в СССР, баланс добычи, переработки, транспортировки, преобразования, распределения и потребления энергетических ресурсов и энергии в народном хозяйстве от источника их получения до использования энергии потребителем; выражает количественное соответствие между расходом и приходом энергии, включая изменение запасов энергетических ресурсов. Приходная часть Энергетический баланс - данные о добыче энергетических ресурсов; расходная - показывает производство энергии различных видов и ее распределение между потребителями. Добыча энергетических ресурсов в СССР за период 1940-75 возросла в 6,7 раза, а выработка электроэнергии в 21,5 раза. В условиях научно-технического прогресса важнейшее значение приобретает наиболее рациональное, экономически эффективное развитие топливно-энергетического комплекса страны (см. Энергетика). 
 
  Основной метод анализа количественного и качественного состояния энергетического хозяйства - разработка обобщающих Энергетический баланс - от полезного потребления всех видов энергии до источников получения энергетических ресурсов. Такие балансы составляют при выборе принципиальной, оптимальной схемы энергоснабжения предприятия, района, страны, определении направлений и пропорций развития энергетического хозяйства на перспективный период. 
 
  При определении экономически обоснованных пропорций потребления различных видов энергии используют частные виды Энергетический баланс - баланс добычи, переработки и распределения топлива (см. Топливный баланс), баланс потребления и выработки тепла (см. Тепловой баланс), балансы потребления и выработки электроэнергии (см. Электрификация). В связи с ведущим значением электроэнергии для развития экономики страны баланс электроэнергии составляет важнейшую часть Энергетический баланс Расходная часть его характеризует общую потребность в электроэнергии и ее распределение за плановый период по отраслям народного хозяйства с выделением потерь электроэнергии при ее транспортировке и распределении и экспорте электрической энергии. Приходная часть баланса электроэнергии разрабатывается на основе определения потребностей в электроэнергии и характеризует структуру ее производства, а также необходимые мощности электростанций. 
 
  В основе оптимизации Энергетический баланс лежит критерий общей экономической эффективности - минимум расчетных затрат. В силу взаимозаменяемости видов энергетических ресурсов и энергии в расчетах, связанных с Энергетический баланс, применяется единое значение нормативного коэффициента эффективности капиталовложений. 
 
  Потенциальная энергия потребленных энергетических ресурсов (100%) распределяется между энергопроизводящими установками непосредственного использования топлива (52%), электростанциями (36%) и котельными (12%). В полезную энергию преобразуется лишь около 40% потенциальной энергии израсходованных энергетических ресурсов. Основные потери происходят в нестационарных энергетических установках, в промышленных печах и на электрических станциях. Для средне- и низкотемпературных процессов используется тепло, отпускаемое электростанциями, котельными различных типов и индивидуальными топливо-использующими установками. Эти энергогенерирующие установки работают на угле, природном газе, различных нефтепродуктах. Для высокотемпературных процессов используются те же виды топлива, а также электроэнергия от электростанций. Для стационарных силовых процессов применяется главным образом электроэнергия, нестационарных - преимущественно нефтепродукты.