загрузка...

О СДВИЖЕНИИ ПОРОДНЫХ МАССИВОВ ПРИ ЗАТОПЛЕНИИ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ


Сдвиги пород над выработками, раскрытие трещин, просадки и изменение гидрогеологических условий могут быть причиной катастрофических провальных явлений, а также внезапных прорывов воды из поверхностных водоемов в горные выработки. Эти прорывы, как правило, бывают обусловлены подработкой водоемов горными работами шахт, а также незаметными ранее трещинами и тектоническими              нарушениями,
соединяющими поверхностные водоемы с горными выработками шахт (рис. 1).

Рис. 1. Схема прорыва воды из ручья в горные выработки:
1 - балка; 2 - ручей; 3 - выемочный штрек; 4 - место прорыва воды


Нередко прорывы воды из поверхностных водоемов, ливневых и паводковых вод в горные выработки, затоплявшие шахты, сопровождались очень тяжелыми последствиями.
Каналом прорыва воды может послужить полость, возникшая в тампонажном заполнителе выработки или в породной толще над выработкой. Подобное явление, по-видимому, имело место при аварии, произошедшей 23 октября 2003 года. Как отмечается в «Заключении по безопасной отработке запасов шахты «Западная - Капитальная...», под влиянием гидростатического давления в затопленных выработках по несветаевским пластам произошло повышение проницаемости массива на участке между порожняковой ветвью околоствольного двора и главным стволом № 2. По образовавшемуся каналу под давлением около 1,2 МПа произошло поступление воды в ствол из затопленного пространства с нарастающим дебитом. Начальная стадия прорыва - образование канала поступления - длилось не более 10-15 минут; весьма быстро дебит достиг 20000-30000 м /ч. Для установившегося дебита площадь сечения в пересчёте для изометричного канала его поступления составляет около 0,25 м , размеры сечения - около 0,5 х 0,5 м.
Частичное разрушение тампонажного заполнителя выработки может быть связано с его разуплотнением и расслоением горного массива под влиянием разрушения заполнителя, затопления горных выработок и насыщения породного массива водой. Повышение гидростатического давления сопровождается разуплотнением глиноцементной закладки и горного массива, раскрытием существующих и образованием новых трещин, особенно вдоль наслоения.
Возникновение канала и последующего прорыва шахтных вод определяется гидродинамическими и геомеханическими              факторами.
Повышение гидростатического давления кроме разуплотнения пород сопровождается снижением сил трения и сцепления. Размыв закладки происходит вдоль ее контакта с трещиноватым массивом в кровле выработки. Этот массив был затампонирован, но под влиянием высоких гидростатических и гидродинамических давлений его проницаемость повышалась, о чем свидетельствовали водопритоки в ствол, зафиксированные в интервале выше затампонированной выработки.
Закладка выработки, сопряженной со стволом, глиноцементным материалом в условиях ограниченных гидростатических давлений обеспечило временную гидроизоляцию крепи ствола.              Однако при затоплении
несветаевских пластов гидростатическое давление на тампонажную закладку достигло 12 атм, что сопровождалось увеличение водопритока в ствол.
Повышение давления способствовало деградации глиноцементной закладки, постепенному её размыву и в конечном итоге ее разрушению.
Ускорило разрушение сопряжения обрушение зависшей кровли выработанного пространства, вызвавшее подобие гидравлического удара, приведшего к разрушению глиноцементной закладки и расширению образовавшегося прорыва, чем и объяснялось активное нарастание катастрофического водопритока в шахту.

Прорывы воды в горные выработки из трещиноватых и карстовых скальных водоносных пород вследствие значительных водопроводящих каналов (трещин и карстовых полостей) характеризуются часто большими притоками воды, доходящими до тысячи м3/ч и более, и почти полным отсутствием или незначительным выносом размытых горных пород.
Наиболее опасны по своим последствиям прорывы в горные выработки песков плывунного характера и плывунов, которые происходят или на контакте их с плотными и крепкими породами (рис. 2, а), или при недостаточной мощности плотных пород (рис. 2,6).
alt="" />
При достижении сводом обрушения выработки плывунов происходит их вынос с высокой скоростью и под большим напором в имеющиеся пустоты в выработанном пространстве. В результате выноса в плывунах образуется полость, которая может иметь значительные размеры. Поэтому на земной поверхности параметры провала значительно превышают размеры выработки.
Так, на поле шахт «Кременная-Восточная» и «Кременная-Западная» ПО «Лисичанскуголь» при наличии слоя песков мощностью 15 м размер провала на поверхности составил 15х5 м при глубине 6 м. На шахте «Селидовская» ПО «Селидовуголь» при 15-метровом слое обводненных песков и плывунов размеры провала поверхности достигли 10х9,5 м и глубины 10м. На поле шахты «Холодная балка» ПО «Макеевуголь» на участке пересечения штреков на глубине 38 м произошло обрушение пород и в штрек прорвалось около 500 м3 обводненных песков.
Во всех случаях самыми опасными по своим последствиям являются прорывы воды в горные выработки, при которых происходит размывание и разрушение пород вокруг горных выработок, что почти всегда влечет за собой их деформацию и разрушение.
Давление воды при внезапных прорывах в горные выработки из подземных водоносных горизонтов колеблется в довольно широких пределах — от безнапорных и в несколько атмосфер до нескольких десятков атмосфер. Это зависит от мощности и глубины залегания выработок от поверхности


земли, гидравлической связи с другими вышележащими или нижележащими водоносными горизонтами, а также поверхностными водоемами. Схемы прорывов воды в горные выработки шахт из подземных водоносных горизонтов показаны на рис. 3.

УДК 622.68
<< | >>
Источник: Неизвестный. Проблемы горного дела и экологии горного производства: Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. (14-15 мая 2009 г., г. Антрацит) - Донецк. 2009

Еще по теме О СДВИЖЕНИИ ПОРОДНЫХ МАССИВОВ ПРИ ЗАТОПЛЕНИИ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ:

  1. Статья 657. Права кредиторов при аренде предприятия
  2. ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ПРИ ИХ РЕОРГАНИЗАЦИИ (РЕФОРМИРОВАНИИ)
  3. 1. ГЕРМАНСКАЯ РАЗВЕДКА ПРИ ПОСРЕДСТВЕ ТОРГОВОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
  4. 1.4. Оценка пожарной обстановки в лесных массивах
  5. СОДЕРЖАНИЕ МЕЖХОЗЯЙСТВЕННОГО ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ЗЕМЛЕВЛАДЕНИЙ И ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ (ОРГАНИЗАЦИЙ)
  6. ТИПОВОЙ ДОГОВОР АРЕНДЫ ЦЕЛОСТНОГО ИМУЩЕСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА ГОСУДАРСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ (СТРУКТУРНОГО ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ)
  7. РОСТ МАССИВА НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ КАК ПРОБЛЕМА ФИЛОСОФИИ НАУКИ Денис Качеев
  8. III. Образование горных пород (ПЕТРОГРАФИЯ)
  9. Состав массивных горных пород
  10. Значение горных пород
  11. Три группы горных пород
  12. Происхождение массивных горных пород
  13. Главнейшие типы горных пород
  14. § 4. Государственные и муниципальные унитарные предприятия Статья 113. Унитарное предприятие
  15. Строение массивных горных пород
  16. Химическое и микроскопическое исследование массивных горных пород
  17. § 8. Продажа предприятия Статья 559. Договор продажи предприятия