Что такое крепь в шахте
Крепь горная
Полезное
Смотреть что такое «Крепь горная» в других словарях:
Крепь горная — (a. mine, support; н. Grubenausbau; ф. soutenement; и. entibacion, fortificacion, soporte, sostenimiento) горнотехн. сооружение (конструкция), возводимое в подземных горн. выработках для обеспечения их устойчивости, технол. сохранности, a … Геологическая энциклопедия
крепь горная — см. Горная крепь. * * * КРЕПЬ ГОРНАЯ КРЕПЬ ГОРНАЯ, см. Горная крепь (см. ГОРНАЯ КРЕПЬ) … Энциклопедический словарь
КРЕПЬ ГОРНАЯ — см. Горная крепь … Большой Энциклопедический словарь
Крепь горная — Крепь горная, шахтная, рудничная – искусственные сооружения из сборных железобетонных элементов, возводимые в подземных горных выработках для защиты от обрушения и вспучивания окружающих пород. [Терминологический словарь по бетону и… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
крепь (горная) — 3.23 крепь (горная) : Конструкция, возводимая в подземных горных выработках для обеспечения устойчивости, технологической сохранности, а также управления горным давлением. Крепь, деформации которой не выходят за пределы упругих, называется… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Горная крепь — см. Крепь горная. Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984 1991 … Геологическая энциклопедия
ГОРНАЯ КРЕПЬ — шахтная крепь, рудничная крепь, искусств. сооружения, возводимые в подземных горных выработках для защиты от обрушения и вспучивания окружающих пород, сохранения необходимых размеров поперечных сечений, а также для управления горным давлением. Г … Большой энциклопедический политехнический словарь
Горная крепь — см. Крепь горная … Большая советская энциклопедия
крепь — и; ж.; горн. Сооружение в шахте в виде стойки, рамы, ствола и т.п., предохраняющее от обвалов. Проверить крепь. Горная крепь … Словарь многих выражений
Горная крепь — (рудничная крепь, шахтная крепь) искусственное сооружение, возводимое в подземных горных выработках для защиты от обрушения и вспучивания окружающих пород, сохранения необходимых размеров поперечных сечений, а также для управления горным… … Российская энциклопедия по охране труда
КРЕПЬ
Том 15. Москва, 2010, стр. 697
Скопировать библиографическую ссылку:
КРЕПЬ горная, горнотехническое сооружение (конструкция), возводимое в подземных горных выработках для обеспечения их устойчивости, технологич. сохранности, создания безопасных условий работы, а также для управления горным давлением. При этом К. должна быть экономичной и не создавать помех при выполнении производств. процессов. К. классифицируют по конструктивному исполнению (сплошные и рамные), характеру работы (жёсткие и податливые), способу изготовления и возведения (монолитные и сборные), расчётной схеме взаимодействия К. с массивом горных пород (несущие, поддерживающие, подпорные, ограждающие и др.), форме поперечного сечения выработки (кольцевые, арочные, трапециевидные и др.), сроку службы (временные и постоянные), преобладающему материалу (дерев., металлич., бетонные, жел.-бетон., полимерные). В очистных выработках, в соответствии с выполняемой функцией, выделяют призабойные и посадочные К. Выбор конструкции, параметров и расчёт К. производят исходя из оценки устойчивости пород, величин их смещений, нагрузок на К. (включая динамические), воздействия агрессивных подземных вод, обеспечения водо- и газоизоляции выработок, а также с учётом возможной механизации процессов изготовления и возведения К. Кроме того, расчётная схема К. по возможности должна предполагать макс. включение в работу несущей способности приконтурного массива горных пород.
Анкерная крепь горных выработок
Аварии в шахтах и рудниках случались бы гораздо чаще, если бы на начальном этапе их проектирования не закладывалось анкерное крепление. Проходчики обрамляют стволы выработок «искусственными» стержнями, иначе горное давление уничтожит всё подземное пространство.
Впоследствии залогом безопасной добычи является непрерывный мониторинг состояния подземных «коридоров». Постоянный контроль позволяет своевременно обнаружить деформации в горном массиве и предотвратить возможные обрушения, в том числе с помощью установки дополнительных устройств крепления.
Как монтируется анкерная крепь?
Установка анкерных горных крепей является одним из самых долговечных и надёжных способов поддержки горных массивов — за счёт высокой несущей способности.
Анкерная крепь — это система анкеров, закреплённых в шпурах и расположенных по определённой сетке. Сами по себе анкеры представлены в виде прута или стержня с гайкой и демпфирующей шайбой.
«Обработке» подвергается каждый забой шахты или рудника. Важно, что перед началом работ участок необходимо привести в безопасное состояние. Кровлю выработки остукивают, чтобы обнаружить отслоившиеся породы, бурение в которых недопустимо.
Затем в кровле пробуривают шпуры под анкерную крепь, в отверстия заводится клей, который затягивают гайкой и шайбой. Замок анкера прочно закрепляется в породах, окружающих выработку. Благодаря поддерживающим элементам породы кровли как бы сшиваются, за счёт чего происходит упрочнение массива пород и повышение его устойчивости. Для большей эффективности борта и кровля анкерных крепей обрабатываются специальными составами, которые сдерживают поступление кислорода в пласты горных пород.
Параметры анкерного крепления должны соответствовать постоянно меняющимся горно-геологическим и горнотехническим условиям подземного «городка». От них зависят шаг установки крепи, количество анкеров в ряду, плотность установки и прочее.
Оптимальный расчёт анкерования выработок позволяет контролировать горное давление. Первостепенно, что этот показатель не должен превышать несущую способность крепи.
Эксперты выделяют два основных метода расчёта крепи: численный и аналитический. При численном методе учитываются законы механики сплошной среды, дающие общее представление о нагруженности крепи. Аналитический метод основан на опытном процессе проявления и распределения горного давления, сопряжённого с базовыми горно-геологическими условиями выработки.
Материалы для горной крепи
Постоянная горная крепь должна поддерживать шахту или рудник в рабочем и безопасном состоянии в течение всего срока эксплуатации. Вместе с тем иногда горняки монтируют на определённых участках временные стержни, которые по понятным причинам менее «выносливы».
Поэтому анкерная горная крепь изготавливается из различных материалов, отличающихся по прочностным характеристикам. В качестве основы для анкеров могут использовать дерево, металл, бетон, железобетон, камень, полимер и так далее.
Больше всего горнодобытчикам пришлись по вкусу деревянные и металлические анкерные крепи. Первые выполняют функцию временного «помощника», а вторые обычно монтируются на весь срок эксплуатации подземного месторождения.
Деревянная крепь не может применяться на постоянной основе, поскольку обладает низкими показателями прочности. Кроме того, работы по возведению деревянной крепи в меньшей степени поддаются механизации, поэтому выполняются преимущественно вручную. Крепь, выполненная из металла, более прочная и долговечная. Она может служить более 15 лет — для сравнения, продолжительность жизни деревянных анкеров в среднем составляет 2-3 года.
Техника для анкерного крепления
Давно ушли времена, когда шахтёры монтировали анкерные крепи вручную. В наши дни не нужно прикладывать титанические усилия и рисковать своей жизнью в незащищённых выработках. Потому что для горно-проходческих работ придумано огромное количество специализированной техники.
Впрочем, частично «ручной» способ горного крепления остался. В некоторых шахтах проходчики устанавливают анкера по стволу с помощью анкероустановщиков. Фактически это переносные установки на ходовой платформе, оснащённые бурильной стрелой-манипулятором. Модели анкероустановщиков различаются длиной раздвижки и глубиной бурения шпуров, что позволяет использовать их для различных задач.
Данный метод опасен тем, что горняки трудятся под ещё незакреплённой кровлей, которая в любой момент может обрушиться. Кроме того, установку нужно постоянно передвигать, что требует времени и больших трудозатрат.
В современном мире «примитивные» машины для анкерования выработок заменены «самостоятельными единицами». Механизированный способ крепления подразумевает использование самоходной техники, которая работает самостоятельно. Мобильные самоходные секции крепи не только обеспечивают безопасную добычу, но и увеличивают скорость проходки.
Механизированный способ намного безопаснее, потому что работа проходческой техники полностью контролируется дистанционно посредством автоматических систем. При этом полностью исключается нахождение рабочих в зоне обнажения кровли при возведении основной горной крепи.
Последнее слово в механизированном анкерном креплении — проходческие комбайны, которые уже в базовой комплектации оборудованы стационарным анкероустановщиком. А более мощные машины имеют в своём арсенале несколько буровых установок для ещё большего удобства производимых работ.
Наличие анкерного крепления в каждом стволе шахты или рудника не является гарантом полной безопасности. Деформации, трещинноватости и обрушения могут появиться вследствие целого ряда нарушений.
Анкеры вряд ли помогут при изначально неправильно выбранном способе крепления. Конечно, куда чаще ошибки «проявляются» уже при установке крепи, а в процессе эксплуатации — при несвоевременном устранении повреждённых крепей.
Подробнее о проблеме обрушения обрушения породы из-за некачественной крепи — в нашем материале: «Крепь. Титаны держат небо».
Что такое крепь в шахте
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КРЕПЬ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Термины и определения
Mining equipment. Mine support. Terms and definitions
Дата введения 2020-11-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ») и Закрытым акционерным обществом «Трансуглемаш» (ЗАО «Трансуглемаш»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 269 «Горное дело»
Введение
Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области горного дела в части крепи горных выработок.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Не рекомендуемые к применению термины-синонимы приведены в круглых скобках после стандартизованного термина и обозначены пометой «Нрк».
Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации.
Наличие квадратных скобок в терминологической статье означает, что в нее включены термины, имеющие общие терминоэлементы.
В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи.
Помета, указывающая на область применения многозначного термина, приведена в круглых скобках светлым шрифтом после термина. Помета не является частью термина.
Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения понятий в области горного дела в части крепи горных выработок шахт угольной промышленности.
Термины, установленные настоящим стандартом, рекомендуются для применения во всех видах документации и литературы в области горного дела в части крепи горных выработок шахт угольной промышленности, входящих в сферу работ по стандартизации и/или использующих результаты этих работ.
2 Термины и определения
горная крепь: Конструкция, возводимая в подземных горных выработках, для обеспечения их устойчивости, технологической сохранности, а также управления горным давлением.
1 Горная крепь (рудничная крепь, шахтная крепь, крепь) должна удовлетворять следующим основным требованиям: поддерживать выработку в рабочем и безопасном состоянии в течение всего срока ее службы; быть экономичной, т.е. чтобы сумма затрат на изготовление и возведение, эксплуатацию и ремонт крепи была минимальной; быть простой в изготовлении, транспортабельной, удобной для обслуживания, иметь устойчивую рабочую характеристику, не загромождать выработку, оказывать минимальное сопротивление движению воздуха, быть огнестойкой.
2 Многообразие современных существующих видов крепи горных выработок предопределяет и многообразие частных классификационных признаков. Горную крепь классифицируют по следующим признакам: по срокам службы, форме сечения выработки, роду выработок и расположению их в пространстве (крепь для капитальных, подготовительных, нарезных и очистных выработок и для горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок), по конструкции и сооружению, назначению и выполняемой функции, характеру взаимодействия с боковыми породами, характеру работы и способу соединения элементов крепи, материалу.
2 постоянная крепь: Крепь, возводимая на весь срок службы выработки или крепи.
3 временная крепь: Крепь, устанавливаемая в выработках до возведения постоянной крепи и применяемая при проведении капитальных выработок, закрепляемых каменной, бетонной, железобетонной или металлической постоянной крепью.
4 инвентарная крепь: Временная поддерживающая разборная крепь, многократно используемая в выработках с малым сроком службы.
По форме сечения горной выработки
5 арочная крепь: Рамная крепь, состоящая из отдельных крепежных арок (металлических, железобетонных, смешанных), устанавливаемых перпендикулярно продольной оси горной выработки на некотором расстоянии одна от другой; промежутки между арками, кровлей и боками выработки перекрываются затяжками.
6 прямоугольная крепь: Поддерживающая крепь, имеющая прямоугольную форму в сечении, перпендикулярном оси выработки.
7 трапециевидная крепь: Поддерживающая рамная или сплошная крепь, имеющая трапециевидную форму в сечении, перпендикулярном оси выработки, и применяемая для крепления горизонтальных и наклонных горных выработок при отсутствии значительного бокового давления.
8 кольцевая крепь: Разновидность рамной крепи с замкнутым контуром, состоящей из отдельных колец, установленных вдоль выработки вразбежку и связанных между собой при помощи стяжек (подвесок) или распорок, и применяемой в горизонтальных и наклонных выработках при наличии всестороннего смещения массива горных пород, а также при пучащих породах почвы и в вертикальных выработках (стволах) в качестве временной крепи при проходке.
9 полигональная (стропильная) крепь: Многоугольная (стропильная) крепь арочной формы, состоящая из полигональных крепежных рам, предназначенная для крепления однопутевых и двухпутевых горизонтальных и наклонных выработок, как правило, в сложных горно-геологических условиях.
10 сводчатая крепь: Поддерживающая крепь, имеющая сводчатую форму в сечении, перпендикулярном оси выработки.
11 замкнутая крепь: Поддерживающая крепь, перекрывающая выработку по всему ее контуру.
12 незамкнутая крепь: Поддерживающая крепь, перекрывающая кровлю и бока выработки.
По конструкции крепей
13 сплошная крепь: Горная крепь, непрерывно перекрывающая поверхность выработки в продольном направлении и применяемая во вскрывающих и подготовительных выработках.
15 крепежная рама (Нрк. дверной оклад): Несущая конструкция рамной крепи, состоящая из верхняка, стоек и лежня и устанавливаемая в капитальных, подготовительных и очистных выработках.
1 Крепежные рамы подразделяют по форме контура (прямоугольные, трапециевидные, полигональные, косоугольные, арочные, кольцевые и эллиптические), виду крепежного материала (металлические, железобетонные, деревянные, металлодеревянные и металложелезобетонные), характеру работы под нагрузкой (жесткие, податливые и шарнирные).
16 камерная рама: Крепежная рама усиленной конструкции, устанавливаемая в месте сопряжения двух подземных выработок (горизонтальных, горизонтальной и наклонной и пр.), закрепленных рамной крепью, и служащая опорой для верхняка крепи сопрягающейся выработки.
17 коробчатая рама: Конструкция крепи в форме рамы, состоящая из коробчатых прямолинейных элементов.
18 полигональная рама: Крепежная рама многоугольной формы, состоящая из прямолинейных балок, стоек, соединенных шарнирно и работающих в основном на осевое сжатие.
19 костер: Конструкция крепи в формах квадратной, прямоугольной и треугольной клетки из деревянных или металлических балок (брусьев), работающих в местах взаимного пересечения на смятие, с заполнением их породой или без заполнения стержней, работающих в местах взаимного пересечения на смятие элементов.
20 венец: Стержневая конструкция прямоугольной формы, элементы которой работают преимущественно на поперечный изгиб, устанавливаемая в выработках с углом наклона свыше 45°.
1 Венец является крепежной рамой деревянной, металлической или железобетонной рамной крепи.
2 Венец, устанавливаемый до возведения постоянной крепи, называют временным венцом.
21 крепежная арка: Несущая конструкция арочной крепи, имеющая форму арки в сечении, перпендикулярном оси выработки, и состоящая из нескольких конструктивно связанных между собой элементов.
По способу сооружения крепи
22 подвесная крепь: Крепь, состоящая из венцов, прикрепленных к кровле, последовательно подвешиваемых один к другому и сочетаемых с ограждением между рамами.
23 венцовая крепь: Рамная крепь вертикальных и наклонных (свыше 45°) горных выработок, основной конструктивной частью которой являются венцы (прямоугольные рамы), располагаемые в плоскости, перпендикулярной к оси выработки, предназначенная для крепления вертикальных и наклонных выработок, пройденных в породах средней крепости и устойчивости.
Крепь. Титаны держат небо
К счастью, и взрывы гремят всё реже. Однако иногда приходят напоминания о том, что работа под землёй в любом случае небезопасна. Три года назад на шахте «Юбилейная» в Кемеровской области обрушилась порода.
Уровень метана, как отмечали в МЧС, был в норме, однако 7 метров выработки оказались под завалом. Спустя несколько дней тела двух горняков подняли на поверхность.
«Проблема обрушения породы в горных выработках существует с давних времён, когда человек начал использовать подземный способ добычи полезных ископаемых.
Остаётся она актуальной и в наше время, причём характерна как при разработке пластовых месторождений, так и при отработке рудных тел», — говорит технический директор и соучредитель компании ООО «СибНьюТэк» Марк Арль.
Пожалуй, одна из самых масштабных катастроф, связанных с обрушением горной выработки, произошла в Африке в 1960 году. Из 438 горняков, находящихся в шахте «Коулбрук» в зоне катастрофы, выжил только один. История, надо сказать, показательная.
За год до катастрофы владельцы шахты, недовольные добытыми объёмами угля, решили начать проходку старых выработок. Опытные работы вроде бы проходили удачно, однако в примыкавших участках тоже шла добыча. То есть несущая способность пласта ослаблялась.
Дело закончилось тем, что опытный полигон обрушился — работы здесь навсегда прекратились. В момент обрушения рабочих в шахте не было. Смену, которая работала тут раньше, опросили, никаких предвестников опасности не выявили, в результате инцидент решили сохранить в тайне.
В дальнейшем были и другие сигналы приближающегося обрушения, однако их все проигнорировали. Через 24 дня после первой «бескровной» аварии случилась та самая большая катастрофа: опорные целики посыпались, как домино, и вся восточная часть поля оказалась под завалом.
«Проблема обрушения горных выработок при подземных разработках месторождения полезных ископаемых актуальна всегда. Устойчивость горных выработок определяется горно-геологическими свойствами пород, горнотехническими условиями, принятыми техническими решениями по поддержанию горных выработок и качеством производства работ.
В значительной степени обрушение горных выработок можно предотвратить налаженным контролем за состоянием горных выработок геомеханическими службами шахт и своевременным и качественным креплением деформируемых в породах выработок», — уверен директор ООО «Горные системы и технологии»
Никита Орлов.
Горизонтальный и вертикальные
Обрушение наименее вероятно в вертикальных выработках — это обусловлено законами физики.
Кроме того, расстрелы армировки вертикального ствола выполняют роль распоров, которые воспринимают тангенциальное горное давление и уменьшают деформации крепи.
Крепь вертикальных горных стволов работает в более благоприятных условиях — в условиях всестороннего равномерного сжатия», — объясняет Никита Орлов.
«Основная причина обрушений в вертикальных стволах — это несоответствие типа крепи или её параметров существующим и изменяющимся горно-геологическим и горнотехническим условиям.
Так, при проектировании могут не учитываться тектонические нарушения, наличие повышенной обводнённости, недостаточная устойчивость вмещающего массива. В процессе эксплуатации может возникнуть непрогнозируемое воздействие на капитальную выработку очистных работ или других залегающих рядом горных выработок», — уточняет г-н Арль.
Что же касается вертикальных стволов и наклонных выработок, то такие конструкции испытывают вертикальные нагрузки, стало быть, крепь загружается максимально и работает в более сложных условиях.
К возможным причинам обрушения в наклонных стволах добавляются влияние сближенных пластов и целиков отработанных пластов, оставленных для поддержания выработок.
Сегодня вертикальные выработки в России не такое уж частое явление. Как правило, это шахты, строительство которых велось несколько десятилетий назад. Новые объекты обычно имеют альтернативную архитектуру — в этом случае процесс строительства шахты обходится существенно дешевле. Поэтому технологии предотвращения обрушения приобретают дополнительную актуальность.
На старте
«Мероприятия по предотвращению обрушений должны проводиться, начинаясь с проектирования и продолжаясь на всех этапах подготовки и эксплуатации месторождения», — подчёркивает Марк Арль.
Что ж, будем последовательны.
«Несомненно, что безопасность эксплуатации шахты начинается с момента принятия проектных решений на её строительство, вскрытие, подготовку и разработку выемочных участков. Проектные решения — это основа основ, обеспечивающих безопасное ведение подземных горных работ», — уверен Никита Орлов.
Важнейшая информация при проектировании шахты — это, конечно, результаты геологических исследований рудного поля. Без этих данных невозможно грамотно выбрать тип крепления горной выработки, методы отработки угольных пластов и способов управления горным давлением.
Люди уже много десятилетий работают под землёй, поэтому и причины обрушения породы, и технологии предотвращения этой беды уже давно изучены. Г-н Орлов, говоря о ключевых превентивных мерах, называет комплекс мероприятий по снижению доступа кислорода в угольный пласт, потому как именно этот газ способствует окислению пласта, нагреванию и снижению несущей способности целиков.
«При анкерном креплении горных выработок их борта и кровлю следует обрабатывать составами, снижающими доступ кислорода в угольный пласт.
Из множества составов для обработки угольного пласта мы бы рекомендовали торкретбетон ShotRock, который не только предотвращает доступ кислорода угольный пласт, но и в процессе торкретирования струя торкретбетона c особым составом компонентов со скоростью выше 100 км/ч наносится на контур горной выработки и глубоко проникает в трещину угольного пласта и породы.
Это обеспечивает создание бетонно-угольной или бетонно-породной крепи по контуру горной выработки. В ЗПГД или в зонах геологических нарушений торкретбетон может наноситься слоем до 100–150 мм за один проход как на предварительно армированную, так и на неармированную поверхность горных пород», — делится опытом директор ООО «Горные системы и технологии».
Отличное решение — монолитные бетонные и железобетонные крепи, правда, технология эта не из дешёвых, поэтому её обычно применяют в выработках с большим сроком службы. Но даже если начнётся деформация такой крепи или образуются трещины, то эффективная технология ремонта — это нанесение дополнительного слоя торкретбетона или просто торкретирование трещин.
Если это арочное крепление, то специалисты рекомендуют применять тампонирование закрепного пространства. В этом случае тампонажный состав равномерно распределит нагрузку на арки крепи и обеспечит их эффективную работу.
Арки крепи будут работать при проектной ширине выработки, а не в условиях свода обрушения, расширившегося после деформации горных пород до затяжки крепи выработок. При этом опять же удастся изолировать угольный пласт от доступа кислорода.
«Когда необходимо улучшить несущую способность, я бы рекомендовал следующие технологии. Если это решётчатая затяжка — торкретирование горных выработок с выполнением забивки торкретом открытых трещин горных пород. Это изолирует угольный пласт и создаст по контуру выработки бетонно-породную крепь повышенное несущей способности.
При железобетонной затяжке следует в первую очередь вставить патрубки для тампоножа закрепного пространства, затем заторкретировать стыки затяжки между собой и с рамами крепи. После этого провести тампонирование закрепного пространства для формирования бетонно-породной и улучшения условий нагружения рам крепи», — советует Никита Орлов.
Контролировать ситуацию
Допустим, изначально все меры предприняты. Но шахта работает долгие годы, и угроза обрушения породы сохраняется.
«В процессе эксплуатации горных выработок (независимо, вертикальных или наклонных, капитальных или подготовительных) обязательно должен осуществляться мониторинг состояния их кровли, почвы и боков с применением современных геофизических методов исследований», — настаивает Марк Арль.
Есть известные признаки грядущих разрушений и не менее известные способы работ в таких условиях. Так, если специалисты фиксируют обильный водоприток, необходимы работы по тампонажу. Наличие повышенной трещиноватости горных пород предотвращается принудительным упрочнением массива — путём нагнетания в него специальных смол.
«При проведении очистных работ выбор способа отработки должен соответствовать горно-геологической и горнотехнической ситуации, сложившейся именно на данном участке — конструкция и параметры механизированной крепи должны выбираться с использованием коэффициента «запаса надёжности», а выбор способа управления посадкой кровли не должен приводить к «задавливанию» крепи в результате воздействия труднообрушающейся кровли.
Негативное воздействие сближенных пластов и окружающих выработок должно сопровождаться мероприятиями по разгрузке окружающих пород, а также усилением существующей крепи», — объясняет г-н Арль.
«При правильном мониторинге состояния горных выработок видно, где развиваются деформации горных пород, которые могут привести эти к обрушению.
Но, к сожалению, бывают случаи, что обрушение происходит непредсказуемо. В первом случае следует предотвращать нахождение людей в опасных зонах до приведения их в безопасное состояние.
А во втором случае это очевидные риски, и они должны анализироваться и по результатам анализа совершенствоваться паспорта крепление горных выработок и контролироваться качество производства работ по креплению горных выработок», — говорит Никита Орлов.
Человек под землёй
То есть эффективные технологии существуют. Тогда почему же обрушения всё-таки происходят? Хоть и редко, но прецеденты случаются.
Г-н Орлов упоминал о ситуации, когда обрушение происходит непредсказуемо. Говоря о возможных причинах такого явления, специалисты в первую очередь называют природные факторы. Это повышенное горное давление, связанное с увеличением глубины подземных работ, низкая устойчивость вмещающих пород, высокая трещиноватость массива и т. д.
Дополнительными отягощающими факторами являются внезапные выбросы угля, породы и газа, взрывы газовоздушной смеси, резкое увеличение горного давления, вызванное посадкой лавы, и другие.
Однако, как и в любой другой отрасли, имеют место банальные человеческие ошибки.
«К сожалению, значительное число аварий, связанных с обрушением, происходит благодаря человеческому фактору: это и неправильный выбор способа крепления выработок (несоответствие выбранного способа крепления существующим горно-геологическим и горнотехническим условиям), и ошибки в расчёте паспорта крепления, и нарушения, допущенные при установке крепи, и применение бракованных элементов крепи», — отмечает Марк Арль.
По мнению специалиста, ключевой фактор — это всё же не взрывы и горное давление, а соблюдение персоналом горных предприятий правил безопасности не только при проведении работ, но даже просто при посещении шахты.
«Недопустимо нарушение паспорта ведения горных работ, игнорирование негативных результатов мониторинга состояния горных выработок и вмещающего массива. Повреждения крепи, произошедшие в процессе эксплуатации горных выработок, должны устраняться в кратчайшие сроки. При нахождении в шахте работники должны обращать внимание на второстепенные факторы, которые могут указывать на возможность обрушения горных пород», — подчёркивает технический директор компании ООО «СибНьюТэк».
Вот и при обрушении на «Юбилейной» Ростехнадзор назвал главными причинами не природные, а организационные факторы.
Специалисты отметили, что ранние признаки проявления горного давления в шахте сотрудники не зафиксировали, необходимую информацию на землю не передали, плюс были нарушения по промбезопасности. Ну и анкерная крепь не соответствовала горно-геологическим требованиям. То есть случилось именно то, о чём предостерегают наши эксперты.
Когда грянул гром
Горноспасательные работы на кузбасской шахте, как и всегда в таких случаях, шли очень непросто. Метр за метром МЧС продвигались к завалам: необходимо было укрепить кровлю горной выработки, которая вела к завалу. А это 40 м. Работы шли круглосуточно. И всё равно спасатели опоздали.
«Главное при проведении спасательных работ — обеспечить безопасность их выполнения. В случае ликвидации аварий, связанных с обрушением горных пород, всегда необходимо привести их в связанное состояние, заполнить пустоты, образовавшиеся в результате обрушения, во избежание последующего развития аварий — то есть создать безопасные условия для производства работ», — объясняет Никита Орлов.
Где тонко, там и рвётся. Обрушения обычно происходят там, где не учтены какие-то локальные осложнения — в целом современные системы прочно держат выработку.
Но в месте каждого нарушения, в его краевых частях возникают зоны повышенного горного давления, крепь испытывает повышенные нагрузки и может возникнуть эффект домино.
Эксперты успокаивают: современная технология ведения подготовительных и очистных работ, как правило, такого не допускает.
Да и вообще, мы не в Африке 1960-го, контроль за работой подземных выработок повышенный. Да и решения, способные предотвратить аварию, становятся более совершенными.
В общем, идём верной дорогой.
ЭКСПЕРТ
«Причиной обрушения выработки является нарушение работы системы «крепь — вмещающие породы». Это происходит в случае, когда горное давление превышает несущую способность крепи.
Это и перераспределение горного давления во времени под действием зон повышенного горного давления, изменение напряжённо-деформированного состояния горных пород в окрестностях выработки и от очистных работ.
Что приводит к запредельным деформациям горных пород, их трещинообразованию и потере монолитности и устойчивости.
В этом случае, как правило, расширяется свод обрушения, крепь обыгрывается обрушающимися породами и происходит авария».
ЭКСПЕРТ
«Опыт горноспасательных работ, проводимых после подобных аварий, показывает всю сложность данных операций.
Приходится вручную разбирать завалы и производить повторное крепление горных выработок усиленной крепью. Продолжительность таких работ может занимать несколько дней, а то и месяцев.
Следует признать, что почти всегда обрушения пород приводят к травматизму, а иногда и к гибели людей.
Оказавшиеся за завалом живые люди, а также горноспасатели, ведущие восстановительные работы, подвергаются дополнительной опасности, связанной с возможностью возникновения внезапных выбросов угля и газа, загазованностью выработок из-за прекращения или нарушения их проветривания, вероятностью возникновения короткого замыкания и пожара из-за повреждения электрических кабелей, повторных обрушений пород, вызванных повреждением крепления выработок».