Особенности вскрытия пластов на больших глубинах (часть 3)

На глубоких шахтах растет число суфлярных выделений метана, увеличиваются частота и интенсивность внезапных выбросов угля и газа, наблюдаются разломы пород почвы подготовительных выработок с выделением метана, а также явления внезапных выбросов породы и горных ударов.
Выбросы крепких песчаников, впервые отмеченные в Донбассе при проведении подготовительных выработок на глубине 700—800 м, в настоящее время зарегистрированы на 19 шахтах.
При возникновении выбросов разрушается и выносится в горные выработки сотни тонн породы, выделяется большое количество метана. Это приводит к нарушению режима работы шахты, к возникновению аварийных ситуаций. Темпы проведения полевых выработок уменьшаются до 15—20 м/мес. Значительные средства тратятся на ликвидацию последствий выбросов. Возрастают сроки строительства глубоких шахт и подготовки новых горизонтов.
Исследованиями Г.А. Шевелева установлено, что механизм выброса породы и газа является единым сложным процессом, происходящим одновременно в двух средах — в массиве и атмосфере горных выработок, обусловленным напряженно-деформированным состоянием пород и давлением метана.
Предельно напряженное состояние пород в призабойной части массива обусловлено в первую очередь проявлением горного давления. Метан способствует достижению подобного состояния при меньших внешних нагрузках, разупрочняет среду и создает дополнительные внутренние напряжения. Таким образом, без горного давления разрушение пород не будет начинаться, но без газа оно не будет приобретать самоподдерживающий характер и реализовываться в виде выброса.
В пределах выбросоопасных зон песчаники характеризуются относительной однородностью свойств и структур. Коэффициент крепости пород в выбросоопасных зонах массива составляет 7—9 по шкале М.М. Протодьяконова и примерно в 1,4 раза ниже, чем в соседних невыбросоопасных зонах.

---