18.2. Проявление внезапных выбросов при разработке полезных ископаемых.

Первые сведения о внезапных выбросах относятся к 30-м годам XVIII в. Внезапный выброс угля и газа произошел в шахте “Исаак” бассейна Луары во Франции. С середины XVIII в начались внезапные выбросы на каменноугольных шахтах Бельгии, затем они стали проявляться в Рурском и Нижнесилезском бассейнах в Германии, бассейне Южного Уэльса в Англии, в Венгрии, Канаде. Сильный выброс, который привел к катастрофическим последствиям произошел в 1879 г в шахте “Аграпп” в Бельгии: было выброшено 420 т угля и 2000 м³ метана. При этом погиб 121 человек. Этот случай привлек к проблеме внезапных выбросов серьезное внимание.

Еще более сильный выброс произошел в 1904 г на шахте “Мориссей” в Британской Колумбии, количество выброшенного угля составило 3500 т, количество метана 700 000 м³.

По мере перехода к разработке более глубоких горизонтов частота и сила внезапных выбросов повсеместно возрастали.

Первый внезапный выброс в России произошел в Донецком бассейне в 1906 г. на шахте “Новая Смолянка” в пласте “Смоляниновский” на глубине 711 м.

В настоящее время в странах бывшего СССР внезапные выбросы происходят во многих горнодобывающих бассейнах и районах, в угле и во вмещающих породах в Донбассе, Кузбассе, Карагандинском и Печорском бассейнах, на угольных месторождениях Урала, в карналлитовых и сильвинитовых пластах калиевых и магниевых солей Старобинского и Верхнекамского месторождений.

Проявляются внезапные выбросы в разнообразных условиях и формах.

В качестве основных разновидностей этих газодинамических явлений можно выделить:

— собственно внезапные выбросы полезного ископаемого (угля, соли) и газа или вмещающих горных пород и газа при проведении выработок по полезному ископаемому или по породе, либо при ведении очистных работ;

— внезапные выбросы при вскрытии угольных пластов, соляных залежей или выбросоопасных породных слоев;

— выбросы полезного ископаемого или породы и газа при взрывной отбойке;

— внезапные высыпания с повышенным газовыделением;

— внезапные отжимы, сопровождающиеся газовыделением;

— прорыв газа в горные выработки (обычно из подошвы выработки, пройденной по полезному ископаемому).

Характерные особенности этих явлений показаны на конкретных примерах (рис.18.1).

Рис. 18.1. Основные разновидности внезапных выбро-сов.

а - внезапный выброс угля и газа в забое откаточного штрека с образованием грушевидной полос-ти (Донбасс, шахта № 8, пласт “Куцый”); б - внезапный выброс песчаника при проходке квер-шлага (Донбасс, шахта “Щеглов-ка-Глубокая”); в - внезапные выбросы калийной соли и газа при проходке штрека (ФРГ, шахта “Хатторф”); г - внезапный выброс угля и газа в очистном забое с образованием щелевидной полос-ти (Донбасс, шахта № 17-17 бис, пласт “Смоляниновский”); д - последовательные выбросы угля и газа в очистном забое (Донбасс, шахта № 8, пласт “Мазурка”); е - внезапное высыпание с повышенным газовыделением в откаточном штреке (Донбасс, шахта № 8, пласт “Куцый”); ж - внезапный от-жим угля в забое разрезной печи (Донбасс, шахта № 17 17 бис, пласт “Смоляниновский”).

1 - полости, образовавшиеся в массиве в результате внезапных выбросов породы или полезного ископаемого; 2 - раздавленный уголь или порода; 3 - выброшенный уголь или порода; 4 - трещины в кровле; 5 - буровая машина с дистанционным управлением; 6 - положение забоя до выброса.

Обычно выбросоопасной является не вся толща песчаника, а ее отдельные слои. Выброшенная порода представляет собой в основной массе мелкие пластины размером 3 - 5 см и толщиной до 3 мм, либо гранулированные частицы породы и песок вперемешку с такими пластинами.

Во многих случаях внезапные выбросы происходят после динамического воздействия, осуществляемого при взрывных работах, однако замечено, что сила выброса непосредственно не связана с массой заряда ВВ.

Внезапные выбросы часто происходят и в очистных забоях угольных шахт. При этом выброс может захватывать пласт как на всю его мощность, так и лишь отдельные пачки угля. Полости выбросов могут иметь как грушевидную, так и щелевидную форму.

В ряде случаев вслед за первым выбросом происходят один или несколько последующих, иногда из ранее образованной полости.

Для пластов крутого падения весьма характерны явления внезапного высыпания раздробленного угля, сопровождающиеся значительным газовыделением, но проходящие более спокойно, без динамизма, который свойствен внезапным выбросам. При этом внезапным высыпаниям свойственна кармановидная форма полостей.

Известны случаи перехода внезапных высыпаний во внезапные выбросы газа и угля.

Относительно спокойно и при меньшей степени дробления полезного ископаемого или пород протекают внезапные отжимы. Для подобных явлений характерно внезапное перемещение сплошной массы угля на 2 - 3 м от забоя при незначительном измельчении и небольшом газовыделении. На рис. 18.1ж показан пример внезапного отжима по пласту “Смоляниновский” на шахте № 17-17 бис в Донбассе.