¶ Определения
Горный удар (англ. rockburst) – это внезапное быстропротекающее разрушение больших масс горных пород под действием горного давления[1].
Интенсивное разрушение массива руды или породы, сопровождающееся выбросом в выработанное пространство разрушенной горной массы с образованием ударной воздушной волны и проявлением сейсмического эффекта в результате мгновенного преобразования потенциальной энергии, накопленной в массиве, в кинетическую [2].
Горный удар – нарушение непрерывности горных работ, вызванное разрывом и мгновенным выбросом породного массива, связанное с сейсмическим событием [3]
¶ Типы
- Пристеночный удар (англ. strainburst)
- Удар в целике (англ. pillar burst)
- Горно-тектонический удар (англ. fault-slip rockburst) [4]
¶ Виды разрушений выработок ударом
В результате горного удара могут происходить различные виды разрушений в выработках. На примере протяженных выработок ниже показаны виды разрушений в зависимости от структурных условий и направлений распространений упругих волн от удара в массиве.
¶ Магнитуда по типам ударов
Классификация горных ударов, предложенная Ортлеппом и Стейси (Ortlepp and Stacey) (1994).
| Seismic event | Postulated source mechanism | First motion from seismic record | Richter magnitude, M |
|---|---|---|---|
| Strain-bursting | Spalling rockburst with a severe ejection of fragments | Usually undetected, could be implosive | -0.2 |
| Buckling | Outward expulsion of pre-existing larger slabs parallel to the opening | Implosive | 0-1.5 |
| Face crush | Violent expulsion of rock from the tunnel face | Implosive | 1.0-2.5 |
| Shear failure | Violent propagation of shear fracture through the intact rock mass | Double-couple shear | 2.0-3.5 |
| Fault-slip | Severe renewed movement on existing fault | Double-couple shear | 2.5-5.0 |
С переводом на русский
| Классификация горного удара | Предполагаемый механизм источника | Первое движение по сейсмическим записям | Магнитуда Рихтера, M |
|---|---|---|---|
| Пристеночный удар (вследствие напряженности контура) | Горный удар с выбросом, сопровождающимся серьезным выбросом фрагментов | Обычно не обнаруживается, может быть имплозивным | -0.2 |
| Выгибание | Наружное выталкивание существующих больших слоев параллельных борту | Имплозивное | 0-1.5 |
| Удар в забое | Динамический выброс породы с забоя туннеля | Имплозивное | 1.0-2.5 |
| Сдвиговое разрушение | Динамическое распространение сдвигового разрыва через ненарушенный массив породы | Двойной сдвиг | 2.0-3.5 |
| Сдвиг по разлому (горно-тектонический удар) | Крупное движение по существующему разлому | Двойной сдвиг | 2.5-5.0 |
¶ Методы прогноза
Методы прогноза горных ударов выделяют локальные и региональные. Отдельно выделяют также критерии удароопасности или критерии склонности пород к горным ударам, которые основываются на лабораторных испытаниях.
Для прогноза ударов наиболее широко применяются методы:
- дискование керна
- моделирование и определение НДС
- геофизические методы (сейсмоакустические и др.)
Локальный акустический мониторинг для оценки опасности в забое выполняется приборами СБ-32 (Сапфир) и Прогноз.
Предвестниками ударов и признаками удароопасности являются стреляния и толчки.
- Стреляние горных пород (бергшляг) — это быстрое откалывание и отскакивание кусков породы от обнаженной поверхности горных выработок, сопровождающееся звуковым эффектом, возникающее вследствие их хрупкого разрушения при соответствующем напряженном состоянии.
- Толчками принято называть горные удары, происходящие в массиве за пределами контуров выработок без выброса породы в горную выработку.
- Микроудары характеризуются разрушением горных пород и пластов угля в пределах сравнительно небольшого объема геологического пространства при быстром их выбросе в горную выработку. Сопровождаются обычно резким звуком, образованием пыли, сотрясением горных пород и усилением газовыделения в газоносных породах.
¶ Удароопасные рудники
До 1990-х гг. публиковались "Каталоги горных ударов...", которые собирали и систематизировали информацию о крупных сейсмических явлениях на рудниках. Наиболее известными из них являются:
- Шахты СУБРа
- Хибинские апатит-нефелиновые месторождения
- Таштагол
- Кургазакская ЮУБР - ликвидированная
- Октябрьский Норникель и др.
За рубежом информация систематизируется научными исследователями.
Общемировая карта горных ударов[5]
¶ Ссылки на статьи
¶
Большая российская энциклопедия ↩︎
M.S. Diederichs. Early assessment of dynamic rupture hazard for rockburst risk management in deep tunnel projects http://dx.doi.org/10.17159/2411-9717/2018/v118n3a1 ↩︎
M. Askaripour et al. Rockburst in underground excavations: A review of mechanism, classification, and prediction methods. https://doi.org/10.1016/j.undsp.2021.11.008 ↩︎
Wang J. et al. Numerical modeling for rockbursts: A state-of-the-art review https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2020.09.011 ↩︎