Процессы сдвижения и гидроразрыва (часть 1)

Горное давление — это совокупность силовых полей (напряженных состояний), формирующихся в земных недрах вокруг выработки. Происходящие в горном массиве изменения напряженного состояния в результате добычи могут вызвать деформацию окружающих пород.
До настоящего времени нет общепризнанной теорий горного давления, позволяющей точно рассчитать напряженное состояние вокруг выработок, да и методики определения прочностных характеристик массива оставляют желать лучшего. И тем не менее горным инженерам необходимо решать задачи по управлению горным давлением, а это делается на основе гипотез, конструирующих какие-то предположения и дающих методики расчета с коэффициентом запаса, обеспечивающим безопасность работ.
Управление горным давлением в технологическом процессе добычи осуществляется выбором параметров технологии, системой расположения выработок, временем отработки и т. д., но, прежде чем рассматривать эти вопросы, рассмотрим специфику геотехнологических методов с точки зрения управления горным давлением.
Р. С. Мижерова подразделила геотехнологические методы на две группы. Первая группа — это методы селективной выемки полезного компонента. Они, в свою очередь, подразделяются на методы, при которых горное давление не оказывает существенного влияния на технологию (например, подземное выщелачивание металлов, когда извлекается менее 1% руды), и методы, где проявления горного-давления значительны и требуют учета и управления (например, при подземной выплавке серы из рудного пласта извлекается 15—20%, ослабленный скелет вмещающих пород, как правило, разрушается, что приводит к оседанию поверхности). Известны случаи поднятия (до 2 м) поверхности над отработанным участком серного пласта, которое происходило в результате набухания глин кровли и создавшего на глубине 80—100 м обширный участок воздействия избыточного давления теплоносителя. Таким образом, этот метод добычи требует разработки методов расчета процесса сдвижения покрывающих пород.
Вторая группа — это методы, предусматривающие полную выемку продуктивного пласта, которые также подразделяются на методы с выемкой полезного ископаемого в открытом забое с образованием полостей, заполненных газами, водой, рассолом при различных давлениях и температурах (например, подземное растворение солей, скважинная гидродобыча), и выемку полезного ископаемого с обрушением пород кровли (например, подземная газификация угля, скважинная гидродобыча при неустойчивой кровле).