Влияние условий разработки на аварийную опасность шахт

Природные условия разработки:

- характеристика условий залегания пластов угля и породы (глубина, мощность, угол падения, наличие геологических нарушений, обводненность, трещиноватость);

- физико-механические свойства (крепость, пластичность, упругость, пористость);

- петрографический состав и степень метаморфизма, газоносность, окислительная активность и склонность к самовозгоранию, активность к органическим и неорганическим веществам.

Объясняют проявлении разных видов аварийных опасностей в шахте, обуславливая одни, исключая другие.

Например, такие виды опасностей, как ГДЯ, суфлярные и обычные повышения выделения метана, эндогенные пожары и химические заражения объясняются по данным НИИГД «Респиратор» характеристиками складчатостью пластов, определяемой длиной складки и величиной ее изгиба, которая определяется отношением высоты к длине складки, вида и порядка слоистых структур. Большая длина и незначительная высота складок не дают возможности их вуализации, но находит отражение в гипсометрических планах пластов и искривление штреков. Наибольшая трещиноватость наблюдается в области изгиба складок: в своде и основе. В сводных частых складок наблюдается максимальные тектонические напряжения и деформации, что выражается в разрывных нарушениях и образовании интенсивной трещиноватости. Вид деформации в пределах складки определяется физико-механическими свойствами вмещающих пород. Например, многопластовость пород, небольшая мощность пластов и небольшое количество песчаников обуславливают мелкоамплитудную складчатую структуру, в пределах которой часто наблюдаются изменение мощности пластов угля и порядок, что обуславливает потенциальную опасность обрушения ГДЯ, самовозгораний и повышенное газовыделение.

В Центральном районе Донбасса на шахтах, расположенных на северном и южном крыле главной антиклинальной складки, осложненной дополнительными складчатыми структурами, установлено, что в сводах мелкоапмлитудных складок длина микротрещин в 20 раз больше, чем в крыльях и в основе, а ширина трещин, наоборот, в 10 раз больше в основе. Это объясняется действием сил сжатия и растяжения, что и определяет потенциальную опасность возникновения тех или иных аварийных ситуаций.

Следующим важным фактором, который способствует проявлению аварийной опасности, является песчаники в окружающей породе, на расстоянии не менее высоты мелкоамплитудной складки: максимальное количество ГДЯ случается в антиклинальных слоистых структурах не ниже 2 порядка.

Зоны, опасные по эндогенным пожарам находятся в сводах и основе слоистых структур длиной 400-1000м при небольшом изгибе. При 10-30% содержания песчаников частота эндогенных пожаров минимальна, при 50-80% максимальна.

Суфлярные выделения метана происходят при наличии коротких складок (до 400м) в метановой толще. При антиклинальных складках суфлярные выделения характерны сводовой части. В синклярных складках суфлярные выделения происходят только в седловинах.