Слащев И.Н., Слащева Е.А. Осенний В.Я., Сапунова И.А., Константинова И.Б. Идентификация факторов рисков потери устойчивости горных выработок

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2019
Категорія: Геотехнічна механіка, 2019, № 149

Geoteh. meh., 2019, 149, 209-222

https://doi.org/10.15407/geotm2019.149.209

 

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ФАКТОРОВ РИСКОВ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

1Слащев И.Н., 1Слащева Е.А. 1Осенний В.Я., 1Сапунова И.А.,  1Константинова И.Б.

1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины

УДК 622.831.31 : 622.112.3           

Язык: Украинский

Аннотация.

Разрушение породного массива приводит к потере устойчивости горных выработок, влияет на безопасность и травмирование работников. Для решения проблемы снижения рисков потери устойчивости горных выработок, прежде всего, нужна оценка напряженно-деформированного состояния и разрушения во времени породного массива с обязательным учетом важнейших особенностей его структуры и физико-механических свойств и многих других параметров. Выявление этих параметров требует идентификации доминирующих факторов, влияющих на риски разрушения породного массива и потери устойчивости горных выработок. Цель работы заключается в обосновании и систематизации факторов, которые образуют риски в системе «породный массив-горная выработка» во время функционирования горных предприятий.

Систематизированы доминирующие горно-геологические и горнотехнические группы факторов, которые имеют причинно-следственные связи с активизацией геомеханических процессов и влияют на риски потери устойчивости систем поддержания горных выработок. Определены исходные условия и параметры идентификации для различных групп доминирующих горно-геологических факторов рисков: низкой природной прочности горных пород, тектонических нарушений и трещиноватости горных пород, концентрации максимальных напряжений, избыточных газовых давлений, обводнения породных массивов. Обоснованы доминирующие группы рисков (и последствия), которые связаны с активизацией геомеханических процессов: увеличение зон неупругих деформаций (отжим пород, рост нагрузок на крепь и активизация расслоений пород); активизация газодинамических процессов (выделение газа в выработки, внезапные высыпания, выбросы и другие последствия); распространение магистральных трещин (резкое снижение устойчивости и внезапныые сдвижения пород кровли и почвы, внезапные обрушения, динамические нагрузки на крепи, прорывы подземных вод); рост концентрации напряжений (разрушение пород и крепей); активизация смещений горных пород (внезапные опускания кровли и поднятия почвы горных выработок, деформации крепей); разрушение систем крепления (травмирование персонала, нарушение режимов проветривания, загазованность горных выработок). Для идентификации рисков потери устойчивости горных выработок от влияния фактора обводнения породного массива установлены зависимости, определяющие снижение параметров прочности, изменения коэффициентов вариации и риски от снижения прочности горных пород при изменении их водонасыщенности. Это позволяет определять риски возникновения опасных состояний породного массива при различных глубинах залегания, уровнях водонасыщенности пород и минимальных параметрах прочности пород в сухом и обводненном состояниях. Своевременная идентификация факторов, влияющих на риски потери устойчивости горных выработок, повышает безопасность работ в процессе функционирования горных предприятий.

Ключевые слова:

факторы риска, устойчивость горных выработок, геомеханические процессы, безопасность труда.

 

Список  литературы

1. Иконников М.Ю. и др. Математическое моделирование в задачах оценки эффективности и безопасности горных работ. Днепропетровск: НГУ, 2015. 215 с.

2. Булат А.Ф., Слащёв И.Н., Яланский Алекс.А., Слащев А.И. Обоснование методов и алгоритмов оценки геомеханической безопасности ведения горных работ // Геотехническая механика: межвед. сб. науч. тр. / ИГТМ НАН України, 2017. № 135. С. 16-31.

3. Слащев, И.Н. Применение информационных технологий для повышения эффективности и безопасности горных работ // Уголь Украины. 2013. № 2. С. 40-43.

4. Усаченко Б.М. Свойства пород и устойчивость горных выработок. Киев: Наукова думка, 1979. 135 с

5. O. Slashchova. Water effect on the rocks and mine roadways stability. E3S Web of Conferences, International Conference Essays of Mining Science and Practice, 109 (2019).

6. Слащева Е.А., Слащев И.Н, Яланский А.А. Особенности решения геомеханических задач для условий обводненного газонасыщенного массива горных пород // Геотехническая механика: межвед. сб. науч. тр. / ИГТМ НАН України, 2014. №. 115. С. 232-244.

7. Information and analytical material on the state of occupational safety and industrial safety at the enterprises of the coal industry. (2018). available at: http://mpe.kmu.gov.ua/minugol/control/uk/publish.

8. Slashchov I.M., Shevchenko V.G, Kurinnyi V.P., Slashchova O.A., and Yalanskyi O.A. Forecast of potentially dangerous rock pressure manifestations in the mine roadways by using information technology and radiometric control methods // Mining of Mineral Deposits, 2019, 13(4), 9-17.

9. Булат, А.Ф., Слащев, И.Н., Слащева, Е.А. Комплексирование методов оценки геомеханических и газодинамических процессов в породном массиве для систем контроля производственной среды шахт // Геотехническая механика: межвед. сб. науч. тр. / ИГТМ НАН України, 2017. № 134. С. 3-21.

10. Slashchov I.M. Estimation of fracture systems parameters in rock massif by the finite element method. E3S Web of Conferences, International Conference Essays of Mining Science and Practice, 109 (2019).

11. Slashchov I.M. (2019) Features of geomechanical and radiometric safety control of working medium in the mines // Sciences of Europe. 37(1). 47-53.

12. Кулинич В.С. и др. Результаты комплексной оценки геомеханического состояния углепороднеого массива в зоне дегазации пласта l1 шахты им. А.Ф.Засядько // Геотехническая механика: межвед. сб. науч. тр. / ИГТМ НАН України, 2002. № 37. С. 97-104.

13. Князев М.В., Притыскач В.П., Слащев И.Н. Поддержание горных выработок с учетом напряжений в массиве пород / Теория и практика комплексного освоения месторождений полезных ископаемых и обогащения минерального сырья. М.: ИПКОН РАН, 1992. С. 65-67.

14. Слащев И.Н. Шахтные исследования устойчивости систем поддержания штреков в условиях легкообрушаемых пород Западного Донбасса // Геотехническая механика: межвед. сб. науч. тр. / ИГТМ НАН України, 2012. №. 97. С. 177-185.

15. V. Shevchenko, A. Slashchov. Justification of the basic algorithms of the mine safety information system. E3S Web of Conferences, International Conference Essays of Mining Science and Practice, 109 (2019).

16. O. Slashchova, I. Slashchov, I. Sapunova. Specific solution of problem of water filtering in the rocks by the finite element method. E3S Web of Conferences, International Conference Essays of Mining Science and Practice, 109 (2019).

17. ГОСТ 30629-99 Межгосударственный стандарт «Материалы и изделия облицовочные из горных пород методы испытаний». Госстрой Украины. Дата введения 2001-01-01.

18. Білокопитова Н.А., Синах В.Ю., Токар М.В., Подвігіна О.О. Особливості моделювання гідрогеологічних умов Донбасу // Збірник наукових праць УкрДГРІ. Київ, 2003. № 2. С. 59-62.

Об авторах

Слащов Ігор Миколайович, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник відділу Проблем розробки родовищ на великих глибинах, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАН України), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Слащова Олена Анатоліївна, кандидат технических наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник відділу Проблем розробки родовищ на великих глибинах, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАН України), Дніпро, Україна Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Осінній Валентин Якович, магістр, науковий співробітник відділу Проблем розробки родовищ на великих глибинах, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАН України), Дніпро, Україна Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Сапунова Ірина Олександрівна, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник відділу Проблем розробки родовищ на великих глибинах, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАН України), Дніпро, Україна Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Константинова Ірина Борисівна, магістр, провідний інженер відділу проблем розробки родовищ на великих глибинах, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАН України), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.