Класифікація гірських ударів

Запропоновано декілька класифікацій гірських ударів, основаних на різних ознаках. Найбільший інтерес представляють три класифікації.

Одна з них передбачає поділ гірських ударів за фізичною ознакою. За цією ознакою гірські удари поділяють на три типи. Удари першого типу називають ударами тиску. При таких ударах целіки корисної копалини чи породи вибухають подібно тому, як це відбувається при вибухоподібному руйнуванні під пресом міцного зразка породи при навантаженні, яке перевищує межу міцності даної породи.

Удари другого типу називають шоковими гірськими ударами. Їхньою причиною є раптове прикладення навантаження.

Шокові удари можливі у випадку, якщо над корисними копалинами залягають потужні міцні покриваючі породи. Спочатку вони консольно зависають над целіком, навантажуючи і защімлюючи його. При досягненні ж певного прольоту відбувається злам і обвалення завислих порід, і при цьому виникає хвиля тиску, яка викликає миттєве руйнування гранично напруженого целіка.

Удари третього типи-удари ламання. Причиною таких ударів є наявність у товщі вище безпосередньої крівлі чи нижче безпосереднього ґрунту прошарку пластичної породи, наприклад прошарку глини, вкладеного між твердими породними шарами. У відповідних умовах цей прошарок видавлюється в бік виробки і ламає твердий шар крівлі (чи ґрунту) виробки у формі гірського удару.

Інша класифікація дозволяє виділяти різні класи гірських ударів за енергетичною ознакою — кількістю сейсмічної енергії, що виділяється при ударі, — і відповідно за ступенем і обсягом руйнування при цьому корисної копалини і порід, кріплення, устаткування. За енергетичною ознакою доцільно розрізняти п'ять класів гірських ударів: мікроудари, відносячи до них стріляння гірських порід і поштовхи, слабкі, середні, сильні і катастрофічні удари. В табл. 1 приведені дані про сейсмічну енергію ударів кожного класу і їхню сейсмічність в епіцентрі.

Стріляння гірських порід являє собою крихке руйнування порід на поверхні гірської виробки, що проявляється в відскакуванні окремих шматків породи від забою, крівлі, чи ґрунту стінки виробки, від стінки целіка і супроводжується звуковим ефектом, подібним до пострілу.

Таблиця 1.

Енергетичні характеристики ударів різних класів

Поштовх —це локальне руйнування корисної копалини чи породи в глибині масиву без подрібнення і викиду. Поштовхи звичайно супроводжуються звуком, невеликим струсом масиву, а при достатній їхній силі також повітряною хвилею. Якщо поштовх відбувається в процесі дії робочого органу гірської машини, наприклад бара врубової машини чи долота бурового верстата, то він відчувається саме як поштовх на інструмент.

Таким чином, у класі мікроударів стріляння є поверхневим локальним руйнуванням, а поштовх—локальним руйнуванням в глибині масиву, при близьких значеннях енергетичних параметрів.

Слабкий гірський удар —це локальне руйнування і незначний викид корисної копалини у виробку з відчутним звуковим і сейсмічним ефектом, можливим утворенням пилу, але без суттєвого порушення кріплення та без пошкодження машин та обладнання.

Середній гірський удар спричиняє швидке крихке руйнування і викид чи видавлювання у виробку вже значного об’єму корисної копалини чи породи з великою кількістю пилу, утворення повітряної хвилі, порушення кріплення і завал виробок на ділянці довжиною до декількох метрів, зсув і пошкодження машин і обладнання.

Сильний гірський удар приводить до порушень кріплень і до завалів виробок з пошкодженням машин і обладнання на ділянці довжиною до декількох десятків

метрів, що вимагає великих об’ємів відновлювальних робіт.

При катастрофічних гірських ударах відбувається спонтанне, у формі ланцюгової реакції, руйнування ряду целіків, завал виробок в межах цілої ділянки чи горизонту рудника або шахти. Площа гірських виробок, що руйнуються при такому ударі, іноді досягає багатьох сотень тисяч квадратних метрів.

У третій класифікації види гірських ударів розрізняють за топологічною ознакою — місцем прояву ударів, що характеризує умови навантаження рудного тіла, шару чи порід за рахунок ефекту тиску опору. Тут розрізняють удари в целіках, у крайніх частинах масиву, у виробках, пройдених по корисній копалині і у польових виробках.

Аналізуючи випадки гірських ударів у конкретних умовах родовища, району чи басейну, встановлюють фізичний тип, енергетичний клас і топологічний вид ударів, що спостерігалися, і намічають комплекс заходів для їх попередження, запобігання чи локалізації.