авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
-- [ Страница 1 ] --

М И Н И С ТЕРС ТВО ПРО М Ы Ш ЛЕН НО СТИ И Э Н ЕР ГЕТ И К И

РОССИЙСКО Й ФЕДЕРАЦИИ

Р О С С И Й С К А Я А КА Д ЕМ И Я НАУК

НАУЧ Н О -И ССЛ ЕД О ВАТЕЛ ЬСКИ

Й И Н СТИ ТУТ

ГО РН О Й ГЕ О М Е Х А Н И К И И М А Р К Ш Е Й Д Е Р С К О Г О Д Е Л А -

М Е Ж О Т Р А С Л Е В О Й Н А У Ч Н Ы Й Ц Е Н Т Р ВНИМИ

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ

БЕЗОПАСНОЙ РАЗРАБОТКИ

УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

КООРДИНАЦИОННОЕ СОВЕЩАНИЕ

22-24 ноября 2005 г.

С.-Петербург 2006 УДК 622.831.31:622.834 Современные проблемы безопасной разработки угольных месторождений. Координаци­ онное совещание. 22-24 ноября 2005 г.;

Сб. докладов. - СПб.: ВНИМИ, 2006. - 220 с. (М-во про­ мышленности и энергетики РФ, РАН).

Изложены основные вопросы безопасной разработки угольных месторождений подземным способом и пути их решения в современ­ ных условиях. Рассмотрены новые подходы, методики и способы оценки, прогноза и контроля напряженно-деформированного состоя­ ния массива горных пород с учетом техногенных и природных фак­ торов, а также газодинамики угольных пластов. Предложены прак­ тические рекомендации по безопасному ведению горных работ и со­ вершенствованию нормативно-методических документов.

© ОАО «Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела Межотраслевой научный центр ВНИМИ». 2006.

ВВЕДЕНИЕ В настоящий сборник включены доклады, рассмотренные на координаци­ онном совещании «Современные проблемы безопасной разработки угольных месторождений», которое состоялось в Научно-исследовательском институте горной геомеханики и маркшейдерского дела (Санкт-Петербург, ВНИМИ) 22- ноября 2005 г. по инициативе губернатора Кемеровской области А. Г. Тулеева и руководства Ростехнадзора РФ.

Проведение совещания вызвано существенным ухудшением безопасности ведения горных работ на угольных шахтах, ростом аварийности и травматизма.

Назрела необходимость всестороннего рассмотрения причин такого положения дел, определения приоритетов и выработки рекомендаций по обеспечению про­ мышленной безопасности на угольных шахтах России.

В работе координационного совещания приняли участие 75 специалистов из 32-х организаций, в том числе представители Ростехнадзора, администраций Кемеровской и Ростовской областей, ОАО «СУЭК», ЗАО «Северстальресурс», ОАО «ОУК «ЮЖКУЗБАССУГОЛЬ», ОАО «Воркутауголь», ООО «Управляю­ щая компания «Прокопьевскуголь», ОАО ПО «Сибирь-Уголь», ОАО «Промгаз», ряда шахт Кузбасса, ведущих институтов ВНИМИ, ИПКОН, ИГД им. А. А. Ско чинского, ВостНИИ, КузГТУ, Кузниишахтострой, Институт угля и углехимии СО РАН и Южного отделения АГН.

Современные условия ведения горных работ характеризуются высокими нагрузками на очистной забой, доходящими в отдельных случаях до 15-20 тыс.

тонн в сутки. Скорости подвигания очистных забоев достигли 250-300 м/мес., что в разы превышает темпы ведения горных работ, существовавшие 10-20 лет назад. Это стало возможным за счет использования высокопроизводительного оборудования для очистных и подготовительных забоев, применения много­ штрековой подготовки и анкерного крепления.

Другими важными особенностями новых условий ведения горных работ являются:

- повышение общей геодинамической активности горных массивов, вы­ званной, в том числе, интенсивностью горных разработок и ведением горных работ на больших глубинах;

- необходимость обеспечения безаварийного поддержания горных выра­ боток с использованием системы: анкерная крепь-целик;

- возникновение очагов возможных эндогенных пожаров при оставлении целиков;

- повышение газовыделения в горные выработки;

- функционирование шахт в условиях ликвидации смежных шахт.

В этих условиях необходима существенная переработка действующих нормативных документов для приведения их в соответствие реалиям современ­ ного производства.

-3 В сборнике докладов отражены следующие основные вопросы и пути их решения, рассмотренные на координационном совещании: состояние промыш­ ленной безопасности, аварийности и травматизма на предприятиях угольной отрасли;

проблемы безопасного ведения горных работ в условиях интенсифика­ ции горного производства;

природа крупных аварий последних лет;

методы и средства задач гео- и газодинамики;

нормативно-методическое и правовое регу­ лирование в области предотвращения горных ударов и выбросов.

По практическим рекомендациям, содержащимся в докладах ведующих специалистов отрасли, составлена программа научно-исследовательских и гор но-экспериментальных работ по обеспечению безопасного ведения горных ра­ бот на угольных шахтах России в современных условиях.

2005 ВНПМП УДК [622. 831. 322: 622. 831. 31]: 658. 589. 011. В. П. МАЗИКИН (Администрация Кемеровской области) Д. В. ЯКОВЛЕВ (ВНИМИ) А К Т У А Л Ь Н Ы Е П РО Б Л ЕМ Ы Б Е ЗО П А С Н О ГО В ЕД ЕН И Я ГО РН Ы Х РА Б О Т НА Ш А ХТА Х Р О С С И И В С О В Р Е М Е Н Н Ы Х У С Л О В И Я Х И В П Е Р С П Е КТ И В Е РА ЗВ И ТИ Я У ГО Л Ь Н О Й О ТРА С Л И Угольная промышленность России сегодня - это 243 угледобывающих предприятия: 109 шахт и 134 разреза. В 2004 году в стране добыто 283 млн т уг­ ля. Почти 100 % добываемого угля приходится на долю частных угольных ком­ паний. Исключение составляет ГТ «Арктикуголь». При этом 80 % угля, добы­ ваемого подземным способом, приходится на долю Кузбасса (55 шахт). А это 98 % травматизма в угольной промышленности.

В новых экономических условиях главной задачей собственника является создание рентабельного предприятия, и в большинстве случаев, при использова­ нии старого шахтного фонда.

За счет чего же нагрузка на очистной забой сегодня достигла 4-5 тыс. т/сут. а в отдельных случаях 15-20 тыс.т/сут? В первую очередь, за счет приобретения высокопроизводительного оборудования для очистных и подгото­ вительных забоев, применения многоштрековой подготовки (по крайней мере парной подготовки) и анкерного крепления.

В связи с резким увеличением нагрузки на очистной забой и скорости подвигания - до 250-300 м/мес., значительно усложнились вопросы управления горным давлением и борьбы с газом. Увеличилась аварийность. Аварии все ча­ ще приобретают характер катастрофических, трудно прогнозируемых и трудно классифицируемых, особенно аварии, связанные с геодинамическими явления­ ми, когда к процессу разрушения на больших площадях шахтного поля присое­ диняются выбросы, взрывы газа и пыли (шахты «Зыряновская», «Тайжина», «Зиминка», «Баренцбург»), Разработка пластовых месторождений практически во всех добывающих регионах России сопровождалась развитием геодинамических процессов и явле­ ний, наиболее опасными из которых являются горные удары и внезапные вы­ бросы угля и газа, характеризующиеся мгновенным разрушением горных пород и обрушением выработок под воздействием упругой энергии, накопленной мас­ -5 сивом. Решение проблемы безопасного ведения горных работ на ударо- и вы­ бросоопасных пластах России достаточно успешно осуществлялось внедрением технологий отработки защитных пластов ^ бесцеликовой выемкой угля, разви­ тием локальных методов прогноза и предотвращения горных ударов и выбросов, в результате чего к середине 80-х годов произошло их значительное снижение в стандартных горнотехнических условиях.

Однако с ростом глубин (в Кузбассе до 600-700 м, на шахтах Воркуты до 1100 м) и усложнением тектонического строения стали происходить геодинами ческие события, для которых применение существующих правил ведения гор­ ных работ не обеспечивает их безопасность.

Так, в Кузнецком бассейне, на месторождениях угля арх. Шпицберген в последние годы вполне очевидна активизация геодинамических процессов и появление более мощных геодинамических явлений - горно-тектонических уда­ ров и техногенных землетрясений.

Согласно статистике геодинамических явлений, зарегистрированных и проанализированных в Кузбассе за период с 1943 г. по настоящее время, коли­ чество техногенных землетрясений и их энергия увеличиваются каждые 5 лет на 10-15 % (таблица).

Статистика геодинамических явлений в Кузбассе по состоянию на 01. 09. 2005 г.

Горные удары Землетрясения Внезапные Горные удары Период, годы на рудниках (К3) выбросы на шахтах (К7) 1943-1950 н.д. - 1951-1955 16 н.д. 1956-1960 н.д. 1961-1965 19 1966-1970 22 И 1971-1975 26 1976-1980 37 21 1981-1985 86 32 + + + 1986-1990 114 1991-1995 266 611 * * 1996-2000 280 24 + + + 6* 330 * 2001-2005 420 2 8* Итого 1070 П р и м е ч а н и е : * - в том числе 4 газодинамических явления;

* * - толчки;

+ + + в том числе 20 - толчки, стреляние, микроудары.

В современных условиях, когда резко возросли скорости подвигания очи­ стных забоев, значительно увеличился размер выемочных столбов, а геологиче­ -6 ские условия значительно усложнились, требуется качественно новый уровень принятия решений для обеспечения безопасного ведения горных работ.

В первую очередь для этого требуется:

- разработка нормативных документов для изменившихся условий веде­ ния горных работ, что невозможно без длительных натурных наблюдений в ши­ роком диапазоне горно-геологических и горнотехнических условий, в первую очередь, Кузбасса и Воркутского месторождения;

- повышение степени изученности геологического строения месторожде­ ний и условий залегания угольных пластов, в том числе геомеханических усло­ вий отработки с учетом современной геодинамики недр.

Важным фактором риска при производстве подземных горных работ явля­ ется наличие и близкое расположение к участкам подземной добычи геодинами­ чески активных разломов, характеризующихся наличием зон напряженных гор­ ных пород, чередующихся с зонами ослабленных трещиноватых пород. Извест­ но, что разломы эти редко обнаруживают себя при традиционном подземном геологическом картировании и требуют привлечения более содержательной ин­ формационной базы и специализированных методов ее анализа и обработки, од­ ним из которых является разработанный во ВНИМИ метод геодинамического районирования недр.

Важнейшим фактором, определяющим уровень безопасности ведения гор­ ных работ, является степень достоверности геологических данных.

В настоящее время уровень достоверности геологического изучения недр определяется на стадии государственной геологической экспертизы запасов, вы­ полняемой Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых.

В соответствии с "Положением о государственной экспертизе запасов по­ лезных ископаемых..." экспертиза запасов, равно как и признание ее объекта подготовленным к промышленному освоению, проводится исключительно с точки зрения обеспечения необходимой достоверности подсчета запасов, их промышленной оценки и рационального использования, т.е., в конечном итоге, только с экономических и экологических позиций. Упомянутый в этом "Поло­ жении" термин "опасность недр" понимается исключительно с точки зрения безопасного использования участков недр для строительства и эксплуатации подземных сооружений, не связанных с разработкой месторождений полезных ископаемых.

Вместе с тем, совершенно очевидно, что технологические регламенты и расчетные схемы безопасного ведения горных работ при добыче предполагают наличие надежных сведений о подлинной структуре и свойствах недр. Отсутст­ вие таких данных, приблизительные и ошибочные представления о геологии недр ведут к инженерным просчетам, к возникновению чрезвычайных и аварий­ ных ситуаций.

Есть все основания полагать, что геологические материалы многих уголь­ ных предприятий не отвечают требованиям обеспечения безопасности. Напри­ мер, при изучении условий возникновения аварии на шахте «Тайжина» работни­ кам Кемеровского представительства ВНИМИ не удалось реконструировать за­ кономерности изменения мощности пласта и пород основной кровли и их - 7 тектонической нарушенности в связи с отсутствием необходимых данных. На поле шахты «Тайжина» имелась только одна геологоразведочная скважина.

В связи с этим очевидно, что достоверность геологического изучения недр должна оцениваться не только с позиций экономики и экологии, но и с позиции обеспечения безопасности ведения горных работ. Причем, если с экономических позиций проектирование, строительство и эксплуатация угольной шахты на не­ достоверных геологических данных являются только рискованными, то с пози­ ции обеспечения безопасности - преступными.

Таким образом, изменения в системе государственного управления приве­ ли к неизбежным переменам во всех сферах экономики страны, предопределили необходимость коренных преобразований в механизме функционирования сек­ торов промышленных производств. В значительной степени эти изменения при­ ходятся на долю угольной промышленности, технический уровень производства и безопасность которой прежде определялись главным образом степенью госу­ дарственной поддержки предприятий.

Для адаптации угольных предприятий к новым условиям хозяйствования потребовалось развитие техники и технологии угледобычи, что привело к ради­ кальным изменениям в интенсивности и масштабах ведения горных работ и, как следствие, к значительным изменениям закономерностей протекания геомеха нических и физических процессов, физики проявлений техногенной опасности.

В связи с этим многие представления о технико-технологических решени­ ях, требованиях безопасного и эффективного ведения подземных горных работ на угольных шахтах необходимо корректировать. Особенно это касается шахт, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам и внезапным выбросам, именно на таких пластах произошли крупные аварии со смертельным исходом, такие как на шахтах «Зыряновская», «Первомайская», «Тайжина» в Кузбассе, «Центральная» и «Комсомольская» в Воркуте, с выводом из строя горизонтов угольных шахт на длительное время.

В последние годы значительная часть крупных аварий происходит на фоне повышенной сейсмической активности недр как естественного, так и техноген­ ного происхождения (например, на шахтах «Зиминка», «Баренцбург»). Сейсми­ ческий эффект от промышленных (технологических) взрывов на разрезах оце­ нивается сейсмостанциями как «события» энергетического класса до 10- (2-3 балла по шкале Рихтера). Ежегодно только в Кузбассе таких событий реги­ стрируется около 1000. Разумеется, сейсмические события (естественные и тех­ ногенные) приводят к перераспределению напряжений в массиве и нередко мо­ гут играть положительную роль в разрядке опасных концентраций напряжений.

Вместе с тем, установлено, что землетрясения вызывают значительное увеличе­ ние газовыделений в шахтах. Так, после известного Алтайского землетрясения 27.09.2003 г. на шахтах «Зиминка» и «Красногорская» газовыделение на исхо­ дящей струе возросло в шесть раз.

Приведенные данные ориентируют на создание инженерных сейсмологиче­ ских сетей, в задачу которых войдут наблюдения всех сейсмических событий и яв­ лений, включая последствия массовых и технологических взрывов, горных ударов, внезапных выбросов, затопления шахт с целью контроля миграции зон концентра­ ции напряжений в геологической среде и принятия мер по их релаксации.

В заключение еще раз отметим, что реалиями новых условий ведения гор­ ных работ с точки зрения технологии, являются:

-увеличение скорости подвигания очистных и подготовительных забоев;

- необходимость сооружения целиков при многоштрековой подготовке;

- обеспечение безаварийного поддержания горных выработок с использо­ ванием системы: анкерная крепь-целик;

- повышение сейсмической (геодинамической) активности горных массивов.

Рассматривая фактор увеличения скорости подвигания забоев, мы должны понимать, что использование старой нормативной базы по определению вели­ чины шага посадки основной кровли, зоны опорного давления, защитных зон, газовыделению в горные выработки и т. д. может привести к серьезным аварий­ ным ситуациям.

Сооружение целиков при многоштрековой подготовке может вызвать ряд проблем:

- формирование зон ПГД при отработке свиты пластов, отличающихся по своим параметрам от зон ПГД, возникающих при оставлении жестких охранных целиков;

- возникновение зон концентраций напряжений при отработке удароопас­ ных пластов;

- резкое увеличение смещений пород кровли в горных выработках, охра­ няемых податливыми целикамёи;

- формирование очагов возможных эндогенных пожаров и др.

Безаварийное поддержание подготовительных горных выработок с ис­ пользованием системы «анкерная крепь-податливый целик» предполагает изме­ нение метода расчета целиков и строгого соблюдения Инструкции по анкерному креплению.

В связи с изложенным для обеспечения безопасного ведения горных работ в современных условиях и на перспективу требуется повышение уровня научно­ го сопровождения, расширение исследований, направленных на изучение зако­ номерностей проявления геомеханических и геодинамических процессов, суще­ ственная корректировка нормативных документов на базе новых знаний о пове­ дении геологической среды при интенсивной эксплуатации недр.

Отраслевая наука, несмотря на огромные потери (сокращение численности кадров в целом более чем на 70 %), понесенные в период 1994-2005 гг., и сего­ дня обладает главным - научной школой и уникальной экспериментальной ба­ зой, что позволяет решить затронутые проблемы.

2005 ВНПМП УДК 622. В. Б АРТЕМЬЕВ, С. Н. П0Д0БРАЖИН (Ростехнадзор) С О С ТО Я Н И Е П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О Й б е з о п а с н о с т и, А В А Р И Й Н О С ТИ И Т Р А В М А Т И З М А НА П Р Е Д П Р И Я Т И Я Х У ГО Л Ь Н О Й О ТРА С Л И Угольная промышленность России на начало 2005 г. представлена дейст­ вующими 110 шахтами, 125 разрезами, 40 обогатительными и брикетными фаб­ риками (в эксплуатации находится более 14 тыс. опасных объектов и техниче­ ских единиц).

Общая добыча угля за 2004 г. составила 287,5453 млн т, в том числе под­ земным способом 105, 4848 млн т. Общая добыча угля, по сравнению с 2003 г., возросла на 17,2 млн т. С начала реструктуризации угольной промышленности (1994 г.) прекратили добычу угля 187 шахт и разрезов. В текущем году процесс ликвидации (консервации) шахт продолжался. В стадии ликвидации находятся 184 предприятия.

За 2004 г. на предприятиях угольной промышленности допущено 33 ава­ рии и 145 смертельных несчастных случаев. Все происшедшие аварии распреде­ лены по видам:

пожары: эндогенные - экзогенные - вспышки, возгорания метана, взрывы - внезапные выбросы - 3 (погиб 1 чел.) обрушения пород, крепи - 5 (погибло 15 чел.) затопления - прочие - вспышки, возгорания метана, взрывы (погибло 67 чел.) (погиб 1 чел.) внезапные выбросы обрушения пород, крепи (погибло 15 чел.) машины и механизмы (погибло 20 чел.) эл. ток (погибло 6 чел.) ВР (погиб 1 чел.) транспорт (погибло 21 чел.) падения (погибло 4 чел.) прочие (погибло 10 чел.) Анализ причин аварийности и травматизма показывает, что основной при­ чиной сложившегося положения является «человеческий фактор». По допущен 10 ным авариям и случаям травматизма основные причины распределены следую­ щим образом:

27 % - нарушения технологии производства работ;

27 % - неправильная организация производства работ;

18 % - неэффективность производственного контроля;

18 % - нарушения производственной дисциплины;

10 % - низкий уровень знаний требований норм и правил безопасности.

Таким образом, основной мерой повышения уровня промышленной безо­ пасности на угольных предприятиях является повышение роли производствен­ ного контроля, ответственности за состояние промышленной безопасности всех участников производственного процесса - от первых руководителей до непо­ средственных исполнителей.

Материальный ущерб от аварий в 2004 году только в Кузбассе составил 555529 тыс. руб. против 133442 тыс. руб. в 2003 году.

В 2004 году в Кузбассе количество принятых к учету загазирований гор­ ных выработок увеличилось (255 загазирований против 194 за 2003 год).

Основная доля загазирований горных выработок 60 % (152 загазирования) приходится на 8 шахт: «Распадская» - 27, «Красногорская» - 26, «Им. Кирова» 21, «Чертинская» - 20, «Полосухинская» - 16, «Им. Ворошилова» - 15, «Коксо­ вая» - 14, «Осинниковская» - 13.

По местам работ основная доля загазирований - 67 % (172 загазирования) допущены в подготовительных выработках, 48 % (123 загазирования) аварий­ ных, 70 % (178 загазирований) с концентрацией метана 2 % и более, 66 % ( загазирований) продолжительностью 30 мин и более.

Основными причинами загазирований горных выработок явились: отклю­ чение электроэнергии - 36 % (92 загазирования), проведение реверсии - 34 % (88 загазирований).

36 % (91 загазирование) приходится на долю «плановых» загазирований:

ремонтные работы, профилактические осмотры и т. д.

Наибольшее количество несчастных случаев допущено на предприятиях, подконтрольных Кузнецкому управлению (113 из 145 или 78 %). При этом по сравнению с аналогичным периодом прошлого года допущен рост аварийности, количество аварий возросло с 14 до 23.

Согласно принятой Правительством Программе развития топливно энергетического комплекса страны на ближайшие десятилетия основная нагруз­ ка по добыче угля ложится на Кузнецкий угольный бассейн. В 2010 году преду­ сматривается довести добычу угля в Кузбассе до 220 млн.т. В рамках этой про­ граммы ведется реструктуризация промышленности, направленная на ввод в эксплуатацию новых производственных мощностей, способных обеспечить про­ изводительность не ниже мирового уровня при соответствующих экономиче­ ских показателях, а также создать безопасные условия труда. Этому способству­ ет выставление на аукционы и конкурсы новых угольных месторождений.

В 2004 году собственниками было приобретено 12 новых участков, а на 2005 год ожидается приобретение 30 перспективных участков.

11 Общий подъем угольной промышленности Кузбасса, начавшийся после 1997 года, продолжает набирать обороты.

На 01.01.2005 г. в Кузбассе добыто 158,678 млн тонн угля, в том числе 77,278 млн т подземным и 81,4 млн т открытым способом;

на 01.01.2004 г., соот­ ветственно - 144,2 млн т, млн т и 69,6 млн т и 74,6 млн т.

Продолжают строительство новые шахты - «Владимировская», «Романов ская-1», «Костромовская», «Сибирская», «Колмогоровская-2», «Талдинская Южная», «Казанковская», «Тайлепская», «Распадская-Кокс», ряд шахт реаними­ руются после перестройки и набирают производственные мощности с техниче­ ским вооружением лав новым высокопроизводительным оборудованием.

Примеры наиболее крупных аварий за 2004 год:

1. 10.01.2004 г. в ОАО «Шахтоуправление» «Сибирское» АО «Компания Кузбассуголь» в уклонном поле 107 пласта «Андреевский» произошел взрыв метановоздушной смеси и затем последовал экзогенный пожар, в результате травмирован 21 человек, шесть из которых смертельно.

2. 10.04.2004 г. в филиале «Шахта «Тайжина» ОАО УК «Южкузбассуголь»

в горных выработках шахты произошел взрыв метана, в результате аварии трав­ мировано 53 человека, из которых 47 смертельно.

3. 03.08.2004 г. на шахте «Северная» ОАО «Воркутауголь» в вентиляци­ онном бремсберге 142-ю пласта «Четвертого» (лава 1312-ю) произошло внезап­ ное обрушение горных пород, при этом травмировано девять человек, пять из которых смертельно.

4. 28.10. 2004 г. в ООО «Шахта Листвяжная» ОАО ПО «Сибирь-Уголь» в бремсберговом поле № 32 пласта «Сычевского IV» произошел взрыв метановоз­ душной смеси, при этом взрывом было застигнуто 45 человек, 13 человек полу­ чили смертельные травмы.

Анализ обобщенных причин из актов расследования аварий показал, что технические и организационные причины распределились поровну.

Основная доля технических причин аварий приходится на «отступление от требований проектной, технологической документации», на «несоответствие проектных решений условиям производства и обеспечения безопасности», и на «недостаточную изученность технологических процессов».

Анализ обобщенных причин из актов расследования несчастных случа­ ев со смертельным исходом показал, что основная доля 70 % приходится на организационные причины и 30 % - на технические, причем в технических причинах около 80 % связаны с «человеческим фактором», в результате бо­ лее 92 % всех причин несчастных случаев относится к «человеческому фак­ тору», который является подавляющим в возникновении несчастных случаев со смертельным исходом.

Добыча угля, осуществляемая подземным способом, характеризуется крайне сложными горно-геологическими условиями, отсутствием рациональных и безопасных технологий добычи, весьма высокой газоносностью и нарастаю­ щей опасностью газодинамических проявлений с углублением работ. Нарастает отставание в вопросах реконструкции и технического перевооружения шахт, что -12 является одной из основных причин снижения уровня промышленной безопас­ ности, на шахтах остается неудовлетворительным состояние шахтного фонда.

На протяжении последних 10 лет работы по совершенствованию горного хозяй­ ства ведутся неудовлетворительно.

Допущено отставание в вопросах реконструкции вентиляционных систем шахт, строительство новых стволов и вентиляционных установок из-за отсутст­ вия средств приостановлено. Длительное время не задействуются в схемах вен­ тиляции ранее пройденные стволы, скважины. В Кузнецком бассейне 15 таких стволов (скважин), в Воркуте - 2 и Челябинске - 1. Стареет парк вентиляторов главного проветривания. На шахтах Кузбасса срок эксплуатации вентиляторных установок составляет более 35-40 лет при нормативе 15-20 лет. Аналогичное положение в Печорском бассейне.

Из-за отставания работ по реконструкции шахт не выполняются графики перевода действующих уклонных полей на более безопасную бремсберговую схему проветривания (шахты «Анжерская-Южная», «Первомайская», «Чертин ская» и 25 действующих уклонных полей Кузбасса проветриваются по бремс берговой схеме, что снижает устойчивость и надежность проветривания. На шахтах России ежегодно происходит углубление горных работ. По экспертным оценкам углубление подземных (наиболее опасных) работ к 2020 году составит 150-200 м по отношению к существующему уровню, что при непринятии мер по основательной реконструкции шахт приведет к осложнению ситуации в вопро­ сах обеспечения промышленной безопасности. Применяемые на шахтах комби­ нированные схемы проветривания с изолированным отводом метана практиче­ ски исчерпали свои возможности, особенно там, где используется высокопроиз­ водительная техника.

Выделение метана неразрывно связано с разработкой угольных месторож­ дений. При ведении горных работ (Проведении подготовительных выработок и ведении очистных работ) высвобождается аккумулированный в массиве горной массы метан, создающий опасность взрыва в подземных выработках шахты.

Вследствие этого решение вопросов удаления этого опасного газа из шахты яв­ ляется одной из важнейших задач повышения безопасности работ в подземных условиях угольных шахт.

В складывающихся условиях основным направлением работ и одним из наиболее эффективных методов борьбы с газом на шахтах является применение дегазации угольных пластов и вмещающих пород.

Однако на большинстве шахт, опасных по газу, не уделяется этому вопро­ су должного внимания. На угольных предприятиях Кузбасса число очистных забоев с дегазацией за последние пять лет сократилось более чем в два раза.

Ухудшается качество дегазации. Парк вакуум-насосов морально и физиче­ ски устарел. Со сроком эксплуатации более 15 лет было 45 % вакуум-насосов и только у 25 % срок эксплуатации не превышает 10 лет. Наибольшее количество вакуум-насосов со сроком эксплуатации более 15 лет находятся в Печорском бассейне - 54 %. за последние годы не введено в эксплуатацию ни одной ста­ ционарной дегазационной установки. Собственники предприятий не решают вопросы по обеспечению шахт дегазационным оборудованием, что отрицатель­ но сказывается на проведении работ по предварительной дегазации подготавли­ ваемых горизонтов.

-13 Объемы работ по прокладке и замене непригодных к эксплуатации газо­ проводов ежегодно не выполняются.

В Кузбассе 47 дегазационных установок, 22 из которых в настоящее время в работе. Принимаются меры к расширению их применения. За последний год сданы в эксплуатацию дегазационные установки на шахтах «Первомайская», «им. Кирова», «Зиминка». Ведутся работы по повышению эффективности дега­ зации на шахтах «Чертинская», «Распадская».

Все подготовительные выработки с газообильностью более 3 м3/мин про­ водятся с ограждающей дегазацией. В настоящее время в работе находятся стационарных (СДУ), четыре временных (ВПДУ), 21 поверхностных передвиж­ ных (ППДУ).

Наметившаяся тенденция в Кузбассе по созданию групповых вент. уста­ новок (шх. «Абашевская» и др.) наряду с экономичностью и надёжностью, по­ рождает проблему нестабильности их аэродинамических параметров, а это в свою очередь влечет за собой необъективность прогнозирования нормальных и аварийных режимов проветривания.

В последние годы на шахтах Кузбасса получили широкое распространение комбинированные схемы проветривания очистных забоев с изолированным от­ водом метана газоотсасывающими вентиляторами (ВМЦГ, УВЦГ).

Это позволило улучшить положение с соблюдением газового режима в очистных забоях. Вместе с тем, длина отдельных выемочных столбов в настоя­ щее время составляет 2 км и более, применяется высокопроизводительная гор­ нодобывающая техника. С увеличением длины столбов соответственно растет протяженность газоотводящих выработок, что влечет за собой при эксплуатации отдельных очистных забоев снижение показателей эффективности работы газо­ отсасывающих вентиляторных установок. В этих случаях, для снижения общей участковой газообильности и безопасного ведения выемочных работ, внедряется дегазация выработанного пространства, путём бурения скважин в купол обру­ шения с поверхности и соседних прилегающих выработок. Совместное приме­ нение различных способов борьбы с газом при применении высокопроизводи­ тельных отечественных и импортных механизированных комплексов - изолиро­ ванный отвод метана, пластовая дегазация, дегазация в купол обрушения, позволили увеличить нагрузку на очистной забой свыше 100 тыс. т в месяц, а отдельными очистными забоями (лава 4-6-29 ш. «Распадская» до 500 тыс. т в месяц). При этом отсутствует единая нормативная база по комбинированным схемам проветривания.

Но в месте с этим из-за отсутствия высокопроизводительных технологий, обеспечивающих высокую отдачу метана угольными пластами, отсутствия в нормативных документах чётких требований о необходимости проведения дега­ зации, а также необходимости дополнительных финансовых затрат, положение с дегазацией в Кузбассе, несмотря на определённые улучшения, остаётся не на должном уровне.

Серьезную угрозу безопасности работ и обеспечению жизнедеятельности шахт представляет старение основных фондов по стационарным машинам и оборудованию, изношенность которых составляет более 80 %.

- 14 Например, на шахтах Кузнецкого бассейна из 219 подъемных установок 54 % отработали свой нормативный срок эксплуатации. Из 123 вентиляторных установок 60 установок отработали расчетный срок службы. Из 82 механизиро­ ванных комплексов и 82 очистных комбайнов отработали расчетный срок службы соответственно 75 и 60 %, аналогичное положение на шахтах других регионов.

Серьезной проблемой в вопросах обеспечения безопасной и безаварийной работы угольных шахт является проблема предупреждения и локализации воз­ гораний и пожаров в подземных выработках. При этом одним из основных объ­ ектов повышенной пожарной опасности является шахтный ленточный конвей­ ерный транспорт. На угольных шахтах России ежегодно происходит 9-11 возго­ раний, связанных с эксплуатацией ленточных конвейеров.

Полного обновления требует аппаратура контроля за содержанием в руд­ ничной атмосфере вредных газов и пыли.

Эксплуатируемая на газовых шахтах система газовой защиты — стацио­ нарная аппаратура «Метан» физически и морально устарела. На многих шахтах не производится обновление в течение 25 лет. Используются приборы контроля, разработанные более 50 лет назад. Новая отечественная аппаратура «Микон-1»

прошла промышленные испытания и доведена до серийного производства, уже внедрена на 10 шахтах Кузбасса и внедряется на 8 шахтах.

Недооснащенность индивидуальными головными светильниками респира­ торами членов ВГС составляет до 10 %, самоспасателями - тренажерами 20 %, индивидуальными головными светильниками, совмещенными с метансигнали заторами - 4 5 %, стационарными автоматическими установками пожаротушения ленточных конвейеров - до 50 %, системами оповещения об авариях на шахтах и централизованным телеконтролем расхода воздуха - до 60 %, системами ав­ томатического обнаружения пожаров на ленточных конвейерах в начальной ста­ дии возникновения - более 90 %. Системы локализации взрывов метана и уголь­ ной пыли в начальной стадии их возникновения до настоящего времени отсутствуют.

Основным прибором контроля метана в отрасли являются интерферомет­ ры (ШИ-10, ШИ-11), которые физически и морально устарели и из всех угледо­ бывающих стран мира применяются только в России.

Малогабаритные метанометры на шахтах применяются в ограниченном количестве. На шахтах для измерения скорости воздуха в горных выработках используются приборы, разработанные более 50 лет назад. В то же время, разра­ ботанные и выпускаемые отечественные анемометры нового технического уровня АПА-21/3, АПР-2 шахтами приобретаются в малом объеме.

В настоящее время на шахтах России создалась недопустимая обстановка по борьбе с пылью. Происшедшие в 1997-2005 гг. аварии на шахтах: «Баренц бург» треста «Арктикуголь», «Зыряновская», «Центральная» АО «Воркута­ уголь», «Тайжина», «Есаульская», где во взрывах участвовала угольная пыль, сопровождались крайне тяжелыми последствиями.

Не решены вопросы механизации работ по осланцеванию горных вырабо­ ток, что является особо актуальным для выработок большого сечения (15 м2 и более), которые вручную качественно осланцевать невозможно. Отсутствует аппаратура автоматического контроля пылевзрывоопасности горных выработок.

15 Не решена проблема заполнения закрепного пространства. В то же время анкерная крепь, практически исключающая закрепное пространство, применяет­ ся в малых объемах.

В настоящее время отраслевые научно-исследовательские институты из-за отсутствия финансирования не выполняют своих функций. Практически сверну­ ты поисковые исследования. Устарела материальная база. В то же время отдель­ ные предприятия планируют работу с высокими нагрузками (до 15 тысяч тонн угля из лавы в сутки), при этом вопросы раскройки шахтных полей, проветрива­ ния, противопожарной защиты, борьбы с пылью, пылевзрывозащиты и т. д. при таких нагрузках не решены:

- не реализована программа работ по борьбе с угольной пылью и пылев зрывозащите горных выработок на угольных шахтах;

- не проведены исследования условий накопления и горения метана в вы­ работанных пространствах, перемещение его в действующие выработки с угро­ зой взрыва;

- не разработаны тактика и средства горноспасательных работ при таких авариях.

С ростом глубины ведения горных работ возрастает горное давление и га­ зоносность угольного массива, что способствует усилению динамической ак­ тивности ударо- и выбросоопасности пластов. Существующие способы профи­ лактической обработки массива практически неосуществимы из-за отсутствия соответствующих технических средств, а новые не разрабатываются.

Одной из основных проблем промышленной безопасности в угольной промышленности является высокий уровень травматизма и аварийности на транспорте, в первую очередь на шахтном. Подтверждением этого является тот факт, что на транспорте угольных предприятий в течение последних 10 лет еже­ годно происходит не менее третьей части от всех случаев смертельного травма­ тизма. Из всех причин этого явления - организационных, технических - одной из основных является крайняя отсталость технического уровня применяющихся технических средств на рельсовом, конвейерном и вспомогательном транспорте:

- применяемые шахтные грузовые вагонетки и вагонетки для перевозки людей не выдерживают критики. Изготавливаемые в России (завод им. Черных, Киселевск, единственный в России производитель) вагонетки для транспорти­ ровки людей по горизонтальным выработкам обеспечивают допустимый уро­ вень шума и вибрации только до скорости 5 км/ч. Закупаемые на Украине люд­ ские вагонетки для наклонных выработок от 6 до 50°, (в России не производят­ ся) находятся на том же техническом уровне, так как за последние 40 лет их конструкция не изменялась, и никакие технические новшества не применялись;

- оставляет желать лучшего качество изготавливаемых в России ленточных и скребковых конвейеров. Высокий уровень аварийности и травматизма на указанных видах транспорта обусловлен в значительной мере качеством их изготовления;

- в России отсутствует важный элемент обеспечения безопасности перевозки людей по вертикальным стволам - регистратор параметров работы подъемной ус­ тановки («черный ящик»), который необходим для высоконагруженных по произ­ водительности грузолюдских подъемов (в настоящее время при транспортировке людей на глубину 1О О и более метров загрузка клети достигает 80 человек);

О -16 - значительно уступают зарубежным аналогам по прочностным парамет­ рам и износостойкости изготавливаемые отечественной промышленностью круглозвенные цепи для горношахтного оборудования, и в первую, очередь для скребковых конвейеров, что является причиной высокого уровня аварийности и травматизма на этом виде транспорта;

- многие годы не решается проблема разработки и серийного производст­ ва отвечающих требованиям безопасности вспомогательных лебедок для экс­ плуатации в выработках с углом наклона свыше 30°. Изготавливаемые в на­ стоящее время лебедки по своей конструкции не обеспечивают необходимых тормозных характеристик.

Имеются проблемы в области изготовления оборудования для очистных и проходческих работ в угольных шахтах. Изготавливаемое отечественными ма­ шиностроительными предприятиями оборудование уступает зарубежному по показателям производительности, ресурса работы и надежности.

Одной из причин отставания отечественных машиностроителей от пере­ довых зарубежных стран является то, что в отличие от зарубежья практически не применяется система сертификации производства по общепризнанным меж­ дународным стандартам ИСО 9001, ИСО 9002, ИСО 9014 (все заводы Германии, Польши, Австрии, Англии и пр. аккредитованы в этой системе). На Российских заводах такая система имеется только на конверсионных заводах, да и то реали­ зуется не в полной мере.

Дополнительной проблемой в угольном машиностроении является отсут­ ствие отечественных изготовителей техники. Одной из причин этого является то, что в силу существовавшей ранее специализации заводов-изготовителей не­ которые из них оказались за рубежом - на Украине и в Казахстане. По некото­ рым видам оборудования к настоящему времени определились отечественные изготовители (механизированные комплексы и комбайны - Волгоградский, Уль­ яновский и Юргинский машзаводы;

ленточные конвейеры - Сибсельмаш, Ново­ сибирск, «Красный Октябрь» г. Ленинск-Кузнецкий;

системы автоматизирован­ ного управления крепью - г. Томск;

оборудование подъемных установок, клети, тормозные парашюты, подвесные устройства и другое нестандартизированное оборудование - Киселевский завод «Гормаш», Сибэлектротерм, Новосибирск;

электродвигатели и электрооборудование - «Элсиб», Новосибирск, Кузбассэ лектромотор, Кемерово, «Электромашина», г. Прокопьевск.

Однако некоторые виды оборудования по указанной выше причине до сих пор изготавливаются только за рубежом. Кроме упомянутых выше вагонеток для перевозки людей по наклонным выработкам, приобретать на Украине приходится практически все основные виды стационарного оборудования - подъемные ма­ шины и вентиляторы, применяемые на установках главного проветривания. Алек­ сандровский завод Пермской обл. освоил производство вентиляторов с диаметром рабочего колеса 3 м, однако это не решает основную проблему. Учитывая, что указанное оборудование обеспечивает жизнедеятельность и безопасность в целом по предприятию (шахте), а также то обстоятельство, что парк эксплуатируемого в настоящее время оборудования изношен более чем на 50 % и количество отслу­ живших нормативный срок службы машин с каждым годом увеличивается, весь­ ма актуальной является проблема освоения такого оборудования в России.

17 Изношенность оборудования, обеспечивающего жизнедеятельность шахт в целом и безопасность работающих, по основным угольным бассейнам весьма высока вследствие длительного срока эксплуатации и характеризуется следую­ щими цифрами: в работе более 30-50 лет находятся 125 подъемных установок, 54 установки главного проветривания.

Поддерживается эксплуатация этих установок за счет организации экспер­ тизы их технического состояния и проведения ремонтно-восстановительных ра­ бот на основании заключений экспертных организаций. Однако отсутствие пла­ номерной замены морально и физически изношенного оборудования чревато в дальнейшем лавинообразным выходом их из строя.

Все большую актуальность приобретают вопросы построения систем кон­ троля за сейсмической и геодинамической безопасностью недр.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 11.05.93 № предусматривается развитие сейсмологических и геодинамических наблюдений в районах расположения крупных энергетических сооружений, объектов нефте­ газовой и угольной промышленности (приказ министра топлива и энергетики Российской Федерации от 22.12.94 № 298).

Однако реальные шаги по развертыванию геодинамических полигонов по­ ка крайне недостаточны. Например, программой «Сейсмобезопасность террито­ рии Кузбасса на 1996 г.», утвержденной администрацией Кемеровской области, предусматривалось создание геодинамических полигонов в районе городов Таштагол и Междуреченск. Работа не выполнена.

При ликвидации горнодобывающих предприятий приобретает особую зна­ чимость развитие системы горно-экологического мониторинга в связи с возник­ новением ряда негативных моментов. Так, в ряде угольных регионов (Донецкий, Кузнецкий, Печорский) остро стоит вопрос предотвращения затопления дейст­ вующих угольных предприятий и поверхности объектов при ликвидации шахт «комбинированным» и «мокрым» способами. Анализ наблюдений за газопрояв­ лениями свидетельствует, что ликвидация шахт путем затопления в ряде бассей­ нов активизирует процесс газовыделения на земную поверхность (шахты «Капи­ тальная», «Глубокая» АО «Приморскуголь», шахты ОАО «Воркутауголь», «Краснодонецкая» ОАО «Ростовуголь»). В районах ликвидируемых шахт Куз­ басса («Северная», «Пионерка», «Сибирская», «Тайбинская», «Южная», «Цен­ тральная») обнаружены опасные концентрации газов.

Одним из последствий вредного влияния горных работ на ликвидируемых шахтах является образование провалов.

Основные выводы и предложения Несмотря на то, что Конституцией Российской Федерации (ст. 37, ч. 3) провозглашено право гражданина на труд в условиях, отвечающих требованиям безопасности и гигиены, российское законодательство о промышленной безо­ пасности и охране труда находится только в начальной стадии формирования, кроме этого не работает экономический механизм обеспечения безопасности труда, предусмотренный «Основами законодательства Российской Федерации об охране труда».

-18 Для улучшения состояния промышленной безопасности угольных пред­ приятий необходимо:

1. Разработать и реализовать программы научно-исследовательских работ в области вентиляции, дегазации, борьбы с угольной пылью и пылевзрывозащи ты горных выработок на угольных шахтах.

2. Разработать технический регламент «О безопасности добычи и перера­ ботки угля».

3. Создать и обеспечить функционирование систем горно-экологического мониторинга при ликвидации горнодобывающих предприятий и систем контро­ ля за сейсмической и геодинамической безопасностью недр.

4. Ускорить выполнение графиков по переводу действующих уклонных полей на бремсберговую схему проветривания.

5. Для снижения запылённости воздуха на рабочих местах до предельно допустимых концентраций принять меры по разработке, организации выпуска и внедрения на шахтах пылеотсасывающих установок при ведении подготови­ тельных и очистных работ, комбайнов с взрывозащитной системой орошения, отвечающих требованиям нормативных документов.

6. Ускорить работы по внедрению на угольных шахтах многофункцио­ нальной аппаратуры аэрогазового контроля нового технического уровня, в пер­ вую очередь высокопроизводительные очистные забои с нагрузкой 1 млн т в год и более.

7. Разработать технологические схемы, обеспечивающие безопасный вы­ ход людей из шахты при аварии в течение времени защитного действия само спасателя, либо принять меры по созданию других более надёжных средств са­ моспасения или оборудованию призабойных участков спасательными пунктами.

8. Руководителям угольных компаний и самостоятельных шахт, с привле­ чением научно-исследовательских институтов провести исследования для раз­ работки прогрессивных способов и схем дегазации с выдачей рекомендаций по безопасному ведению горных работ.

2005 ВНПМП УДК 622. С. А. МИХАЛЁВ (Управление горнодобывающей промышленности Министерства промышленности, энергетики и природных ресурсов Ростовской области) П Р О Б Л Е М Ы Б Е ЗО П А С Н О С ТИ Р А ЗР А Б О ТКИ У Г О Л Ь Н Ы Х М Е С ТО Р О Ж Д Е Н И Й Р О С Т О В С К О Й О БЛ А С ТИ Ростовская область является основной угольной базой Северо-Кавказского региона. Предприятия угольной промышленности области расположены на тер­ ритории одного из старейших угольных бассейнов - Восточного Донбасса и имеют удобное географическое положение.

В 2005 г. шахтный фонд Ростовской области представлен 13-ю действую­ щими, 50-ю ликвидируемыми и двумя строящимися шахтами, расположенными в семи муниципальных образованиях и являющимися структурными подразде­ лениями следующих угольных компаний:

ОАО «Гуковуголь» - семь шахт, две обогатительные фабрики;

ОАО ШУ «Обуховская» - одна шахта, одна обогатительная фабрика;

ООО «Южная уголь­ ная компания» - две шахты, одна обогатительная фабрика;

ООО «Сулинантра цит» - одна шахта;

ООО «Грушевское угольное общество» - одна шахта;

ООО «Уголь-ЗУМК» - одна шахта, одна обогатительная фабрика.

ООО «Уголь-ЗУМК» в настоящее время ведет работы на шахте «Аютин ская» с одноименной обогатительной фабрикой. Шахту им. Чиха и обогатитель­ ную фабрику «Октябрьская-Южная» приобрело ФПГ «Русинкор». Пуск шахты им. Чиха и обогатительной фабрики «Октябрьская-Южная» в работу намечен в декабре 2005 г.

ОАО «Донской уголь» ведет строительство шахт «Шерловская-Наклон ная» и «Обуховская-1» с групповой обогатительной фабрикой.

В течение 10-ти месяцев 2005 г. шахтами области добыто 6,4 млн т угля, что составляет 123,1 % к уровню добычи за соответствующий период 2004 г.

На территории Ростовской области сосредоточено 24,3 млрд т кондицион­ ных угольных ресурсов. Из них разведанных запасов - 6,6 млрд т (27 %), пред­ варительно оцененных запасов - 3,0 млрд т (12 %) и прогнозных ресурсов 14,7 млрд т (61 %).

Горно-геологические и гидрогеологические условия залегания пластов в основном благоприятные. По действующему шахтному фонду Восточного Дон­ басса промышленные запасы составляют 318 млн т. Кроме того, имеется 10 пер­ -20 спективных участков для возможного освоения в современных экономических условиях с запасами 545 млн т угля. На угольных участках, характеризующихся благоприятным геологическим строением, хорошими качественными показате­ лями угля, близостью к основным транспортным коммуникациям, целесообраз­ но строительство новых высокоэффективных шахт неглубокого заложения ма­ лой и средней мощности. Эти участки рекомендованы для коммерческого ос­ воения. Таким образом, в Ростовской области имеется серьезный потенциал запасов в объеме 863 млн т угля.

Удобное географическое расположение бассейна, уникальность запасов, наличие транспортных коммуникаций выгодно выделяют его среди других ев­ ропейских угольных районов России, а близость к портам Черного и Азовского морей, территориям других субъектов, входящих в Южный федеральный округ, и странам Восточной, Центральной, Южной Европы и Азии, потенциально пре­ допределяет угольную отрасль Ростовской области как один из основных источ­ ников энергетических ресурсов региона и дальнего зарубежья.

Угольная промышленность России в наибольшей степени характеризуется тяжелыми, вредными и опасными условиями труда. В течение последних десяти лет в угольной промышленности Ростовской области проводились структурные изменения, которые оказывали и будут оказывать существенное влияние на со­ стояние промышленной безопасности, так, в результате реструктуризации в ОАО «Гуковуголь» снизился общий травматизм, однако остается высоким трав­ матизм со смертельным исходом. Ликвидация шахт породила ряд серьезных проблем в плане экологии и охраны недр, социального характера. Одновременно в течение длительного периода накапливались и не в полной мере решались во­ просы, которые являются базовыми для обеспечения безопасных условий труда на угольных предприятиях. К основным из них относятся: отставание реконст­ рукции и технического перевооружения шахт;

старение основных фондов;

паде­ ние престижа горняцкой профессии, отток молодежи из шахт.

Реконструкция и техническое перевооружение шахт является одной из ос­ новных причин обеспечения промышленной безопасности. Так, шахта «Даль­ няя» реконструирована, это позволило увеличить объем добычи угля с 400,0 до 600,0 тыс. т в год, при снижении травматизма, как общего, так и со смертельным исходом.

На шахте «Ростовская» проведена реконструкция транспортировки горной массы, пройден магистральный конвейерный штрек.

Но в связи с отсутствием средств практически была прекращена реконст­ рукция шахты «Гуковская».


Все шахты ОАО «Гуковуголь» обеспечены расчетным количеством возду­ ха, однако не имеют резерва производительности шахты «Дальняя» и «Замча ловская». Для обеспечения проветривания с учетом развития горных работ за­ планировано строительство ВГП на этих шахтах. К концу 2005 года будет сдан в эксплуатацию ВГП на шахте «Гуковская». В то же время на отдельных шахтах требуется капитальный ремонт ВГП.

Угольная отрасль остается объектом производства с высокой степенью опасности труда. Состояние производственного травматизма в ОАО «Гуков­ уголь» за последние 10 лет - наглядное тому подтверждение (таблица).

-21 Случаи травматизма Год общего тяжелого смертельного — 862 1996 - 7 34 1997 1998 617 4 1999 2000 489 518 И 2001 2002 419 8 40 9 2003 327 2004 10 м ес. 2005 239 Из приведенной таблицы видно, что несмотря на значительное снижение уровня общего травматизма, возрастает число травм со смертельным исходом.

Комиссиями, проводившими специальное расследование несчастных слу­ чаев со смертельным исходом, происшедших в 2005 г., установлено, что основ­ ными причинами травмирования послужило: нахождение пострадавших в опас­ ной зоне;

низкий уровень трудовой и производственной дисциплины, несогласо­ ванность действий исполнителей работ.

Учитывая, что подземные работы ведутся при наличии вредных производ­ ственных факторов, в том числе пыли, шума, вибрации, на шахтах ОАО «Гуков уголь» высок уровень профессиональных заболеваний. Причинами этого являют­ ся: низкое качество предварительных медосмотров при поступлении на работу, особенно иногородних рабочих, которые, проработав два-три года, оформляют регресс или инвалидность, к тому же допускаются на работу во вредных услови­ ях трудящиеся, страдающие общими заболеваниями.

Работа по улучшению условий охраны труда должна вестись в двух на­ правлениях: выполнение технических мероприятий в части обеспечения необхо­ димым оборудованием - это материально-техническое обеспечение, и конечно же, нельзя недооценивать роль организационно-профилактической работы, ос­ новной задачей которой является обучение молодых и неопытных рабочих про­ фессиональным навыкам, соблюдению требований нормативных документов, обеспечивающих безопасные условия труда, разъяснение собственной значимо­ сти каждого работника в обеспечении безопасности своего рабочего места.

Угрозу безопасности функционирования и обеспечению жизнедеятельно­ сти шахт представляет старение основных фондов (стационарные машины и оборудование), изношенность которых составляет более 60 %. Тяжелая обста­ новка сложилась с обновлением электровозного парка. Из 18-ти вентиляторных установок главного проветривания, у 14-ти истек расчетный срок службы.

Один из основных объектов повышенной пожарной опасности - ленточ­ ный конвейерный транспорт. На шахтах ведется планомерная замена трудновоз­ гораемой ленты на трудносгораемую.

-22 На шахте «Западная» планируется замена эксплуатируемой стационарной аппаратуры «Метан» на аппаратуру «Микон-1», что потребует больших финан­ совых затрат.

В 90-х годах на газовых шахтах ОАО «Гуковуголь» проходили промышлен­ ные испытания головные светильники, совмещенные с сигнализаторами метана.

Время непрерывной эксплуатации в подземных условиях составило от 3 до 6 ч.

В 2005 г. для шахты «Западной» приобретены зарядные столы и головные светильники, совмещенные с сигнализаторами метана, время непрерывной экс­ плуатации 5-7 ч, стоимость значительно возросла, в отличие от надежности.

О приборах эпизодического действия. Основными приборами контроля метана в подземных выработках являются интерферометры ШИ-11. А приобре­ тенные американские приборы типа «Паспорт» и отечественного производства, малогабаритные, типа АМТ-03 оказались ненадежны в эксплуатации. Приборы типа АМТ-03 не прошли госповерку, даже не эксплуатируясь.

О приборах измерения скорости движения воздуха. Приобретенные при­ боры нового поколения типа АПА, АПР-2, стоимостью более 30,0 тыс. р., не­ пригодны к эксплуатации в подземных условиях. Если АПР-2 выходит из строя через три-четыре месяца (влажность, запыленность), то АПА - практически сра­ зу. Лабораторные условия испытаний и подземные условия - не одно и то же.

Кто-то может сказать: снижайте запыленность. Но сегодня системы оро­ шения при работе отечественных выемочных и проходческих комбайнов не обеспечивают эффективного пылеподавления. Не решен вопрос механизации работ по осланцеванию горных выработок, которые и сегодня осланцовываются вручную. Приборы контроля за запыленностью воздуха также оставляют желать лучшего.

Нам кажется, что отраслевые научно-исследовательские институты, испы­ тывая финансовые затруднения, свернули свои научные исследования.

Хочется остановиться на типовых инструкциях по охране труда для рабо­ чих профессий, разработанных и утвержденных в установленном порядке (их практически нет). Шахтам самим приходится их разрабатывать в свете новых требований нормативных документов.

Также разработанное в 1995 г. Типовое положение о единой системе управления безопасностью морально устарело и требует переработки.

В ОАО «Гуковуголь» горные работы ведутся на глубине 500-1100 м, что требует кондиционирования шахтного воздуха. ОАО «Гуковуголь» приобрело восемь передвижных кондиционеров зарубежного производства, так как отечест­ венные не производятся. Их ремонт связан с большими финансовыми затратами.

Для решения вопросов безопасности на шахтах Ростовской области необ­ ходимо: обновление основных фондов;

оснащение новой аппаратурой аэрогазо ого контроля и другими приборами;

использование в шахтах и на фабриках трудногорючих лент и многое другое.

Экологическая доктрина Российской Федерации нацелена на обеспечение благоприятного состояния окружающей среды как необходимого условия улуч­ шения качества жизни и здоровья населения. Ужесточающиеся в связи с этим экологические требования влекут за собой более результативный подход к охра­ не окружающей среды от воздействия производства угледобычи.

-23 Десятилетиями угольные предприятия виделись только как «добытчики»

необходимого сырья, но никто не обращал должного внимания на те экологиче­ ские проблемы, которые возникают вследствие их деятельности.

Эксплуатирующиеся по 30-40 лет угольные предприятия переживают мо­ дернизацию, охватывающую замену основного оборудования, обновление средств техники безопасности, затраты на экологию всегда были непосильной ношей и оставались на последнем месте.

Все расходы на экологию ограничиваются поддержанием в работоспособ­ ном состоянии уже существующих природоохранных объектов, оплатой за нега­ тивное воздействие на окружающую среду и приведением в соответствие нор­ мативной природоохранной документации. Данные затраты только по ОАО «Гуковуголь» уже составляют около 35 млн в год.

Наибольшую нагрузку на окружающую среду оказывает сброс недоста­ точно очищенных шахтных вод, недостаточные меры по профилактике и туше­ нию очагов возгорания на породных отвалах.

В проекты по достижению нормативов сброса загрязняющих веществ со сточными шахтными водами ОАО «Гуковуголь» включило мероприятия по строительству очистных сооружений по опреснению шахтных вод, реконструк­ цию существующих очистных сооружений в плане обеззараживания шахтных вод более безопасными в эксплуатации электролизными установками, создаю­ щими наименьшую нагрузку окружающей среде.

Отсутствие средств не дает возможности обновить устарелый парк техни­ ки на участках по формированию и тушению очагов возгорания на породных отвалах, тем самым усугубляя обстановку с выбросами в атмосферу загрязняю­ щих веществ, не говоря уже о возможности приобретения технологий по утили­ зации и переработке отходов производства, отсутствие которых влечет за собой все большую потребность в земельных отводах под породные отвалы.

Одновременное закрытие большого количества шахт привело к возникно­ вению целого ряда проблем по ликвидации негативных последствий деятельно­ сти угледобывающих предприятий. Поэтому проблемы промышленной и эколо­ гической безопасности в Восточном Донбассе приобрели первостепенную зна­ чимость и потребовали создания отлаженной системы наблюдений, оценки и прогноза ситуаций, сложившихся на горных отводах ликвидируемых шахт, а также разработки предложений и мероприятий по локализации негативных про­ явлений работы и ликвидации шахт.

При ликвидации шахт основными проблемами в обеспечении безопасно­ сти являются следующие:

1) предотвращение прорыва шахтной воды из ликвидируемых и затапли­ ваемых шахт в действующие;

2) проникновение вредных и опасных газов (СН4, С 0 2) и воздуха с пони­ женным содержанием кислорода в заглубленные объекты жилой зоны (подвалы, погреба, водопроводные колодцы и др.);

3) образование провалов на горных отводах ликвидируемых шахт у устьев наклонных и вертикальных выработок, выходящих на поверхность;

4) загазованность атмосферы в жилых массивах горящими породными отвалами.

-24 В настоящее время в регионе эксплуатируются четыре шахты, граничащие через междупластья и барьерные целики с ликвидируемыми шахтами.

Серьезную опасность для Восточного Донбасса представляет выделение вредных и опасных газов (СН4, С 0 2) и воздуха с пониженным содержанием ки­ слорода (менее 17 %) на земную поверхность на горных отводах ликвидируемых шахт, особенно затапливаемых.

В настоящее время центром мониторинга ведется газоконтроль на 39-ти горных отводах из 50-ти ликвидируемых шахт. В 230-ти угрожаемых и 28-ми опасных зонах на площади 9084 га расположено свыше 11000 жилых домов и административно-промышленных зданий. Выход вредных газов с опасными концентрациями С 0 2 и 0 2 в заглубленных объектах жилых домов обнаружен на горных отводах пяти шахт.


Из устьев ликвидированных выработок вытесняемый рудничный воздух выходит в незначительных объемах, быстро смешивается с атмосферным и не создает в приповерхностном слое опасных концентраций вредных газов.

Здесь обстановка стабильная и не представляет угрозы для жизнедеятель­ ности людей, за исключением несанкционированного вскрытия горных вырабо­ ток посторонними лицами и провалов земной поверхности.

Провалоопасность территорий, прилегающих к вскрывающим выработ­ кам, выходящим на земную поверхность, - одна из главных опасностей для жизнедеятельности населения шахтерских городов и поселков. Ликвидация ста­ рых наклонных горных выработок (до 1990-х годов) осуществлялась в основном возведением на устьях перемычек, позволяющих производить их вскрытие и не­ санкционированное проникновение в горные выработки. В ходе реструктуриза­ ции угольной отрасли ликвидация вскрывающих выработок производилась с учетом новых требований правил безопасности. Однако при затоплении шахт происходит размокание вмещающих пород выработки и потеря несущей спо­ собности конструкций и материалов перемычек, что способствует образованию провалов. Ситуация усугублялась тем, что на части горных выработок образова­ ние провалов на первых этапах текло медленно, без явно выраженных признаков опасности, и лишь спустя время происходил резкий уход почвы в горную выра­ ботку. Велика вероятность сосредоточения в нижней части провала воздуха с низким содержанием кислорода, что может повлечь за собой гибель попавших туда людей и животных.

Для обеспечения безопасности населения, проживающего в непосредст­ венной близости от ликвидированных выработок, центром мониторинга заложе­ ны геодинамические станции в зоне постоянного контроля у десяти вскрываю­ щих выработок, в том числе на шахте «Западная-Капитальная», где в октябре 2003 г. произошло обрушение верхней части ствола и надшахтных зданий с об­ разованием воронки до 39 м. Постоянный геодинамический мониторинг позво­ ляет фиксировать деформации земной поверхности, связанные с нарушением стабильного состояния вскрывающей выработки, и уменьшить опасность вне­ запного образования провалов.

-25 Большую проблему создают несанкционированные вскрытия населением ликвидированных выработок и вентиляционных каналов. Такие действия опас­ ны не только для самих охотников за черным металлом, но и для населения при­ легающих территорий.

Всего силами центра мониторинга в 2003, 2004 и 2005 гг. ликвидировано 89 провалов и дефектов изоляции земной поверхности у устьев вскрывающих выработок в объеме 16938 м3. В настоящее время система мониторинга позволя­ ет эффективно решать проблемы безопасности ликвидированных выработок.

ВНПМП УДК 622.831. А. Я ШАБАРОВ, Т. И. ЛАЗАРЕВИЧ, Н. В. КРОТОВ (ВНИМИ), Я. Я КАРЕЛИН (Печорское управление Ростехнадзора), В. А. КОВАЛЕВ, В. М. РЫЧКОВСКИЙ (Кемеровское управление Ростехнадзора) ПРИРОДА КРУПНЫ Х АВАРИЙ ПОСЛЕДНИХ ЛЕТ И С О В Р Е М Е Н Н Ы Е М ЕТО Д Ы И С Р Е Д С Т В А РЕШ ЕН И Я П Р О Б Л Е М Ы П Р О ГН О ЗА И П Р Е Д О ТВ Р А Щ Е Н И Я ГЕ О Д И Н А М И Ч Е С К И Х Я В Л Е Н И Й НА Ш А Х ТА Х РО С С И И Разработка угольных месторождений сопровождается развитием геодина­ мических процессов и явлений, наиболее опасными из которых являются горные удары и внезапные выбросы угля и газа, сопровождающиеся мгновенным раз­ рушением горных пород и выработок под воздействием упругой энергии, нако­ пленной массивом.

Постоянно растущие объемы выработанного пространства в горных мас­ сивах и увеличение глубины отработки полезных ископаемых в последние годы обусловливают активизацию геодинамических процессов, появление более мощных геодинамических явлений - горно-тектонических ударов и техноген­ ных землетрясений, уменьшение глубины проявления геодинамических явлений в зонах влияния активных геологических нарушений (на шахте № 7 Соколовско­ го месторождения глубина горных ударов составила 150 м). Отметим, что в пре­ делах Ерунаковского геолого-промышленного района произошло уже шесть сейсмических событий с магнитудой 4,5— 4,8. На высокогазоносных угольных пластах даже слабые по энергетике динамические события (толчки, микроуда­ ры) приводят к загазовыванию выработок, а более сильные - к выделению ог­ ромного количества метана, которое становится причиной крупных аварий.

Так, на шахте «Комсомольская» ОАО «Воркутауголь» при ведении гор­ ных работ в висячем крыле тектонического разрыва Е2 произошел ряд горных ударов с разрушением пород почвы в выработках пласта Мощного, неоднократ­ но происходили толчки в горном массиве при проходке вдоль нарушения выра­ боток (рельсовый уклон 12-с, конвейерный уклон 12-с, людской ходок 12-с). В лежачем крыле тектонического разрыва Е2 горно-геологические условия допол­ нительно осложнены расщеплением пласта Мощного на пласты Тройной и Чет­ -27 вертый. При проведении на этом участке северного флангового уклона в на­ правлении с пласта Мощного на пласт Четвертый неоднократно фиксировалась категория удароопасности. Одна из крупных аварий в виде горно-тектониче­ ского удара произошла летом 1998 г. при проходке конвейерного штрека 212-с через зону расщепления в направлении с пласта Мощного на пласт Тройной.

При геодинамическом явлении крепь в штреке была полностью разрушена. По­ путно с разрушением углепородного массива происходило газовыделение со скоростью до 60 м3 /мин. При производстве горных работ в конвейерном штреке 212-с на этом участке в ноябре 2004 г. произошло повторное геодинамическое явление в виде микроудара. Выработка была полностью завалена на протяже­ нии до 20 м.

На шахте «Северная» ОАО «Воркутауголь» крупное геодинамическое яв­ ление произошло летом 2004 г. вблизи сложного по строению тектонического разрыва - сброса Л. В лежачем крыле разрыва при отходе лавы 1312-ю пласта Четвертого от монтажной камеры на расстояние 140 м произошла интенсивная первичная посадка пород кровли с сотрясением горного массива и образованием непроходимых завалов в горных выработках.

В Кузбассе на шахте «Тайжина» в апреле 2004 г. произошло геодинамиче­ ское явление при разработке пласта Е5 на глубине около 700 м. Проявлению ава­ рии способствовало резкое изменение мощности литологических слоев пород кровли пласта Е$. Мощность прочного и труднообрушаемого песчаника в основ­ ной кровле пласта резко изменилась от 5 м в районе разрезной печи до 25 м в забое лавы 1-1-5-5 на момент аварии, что характеризует наличие на этом участке геодинамически опасной зоны (ГОЗ) с высоким уровнем напряженного и газо­ динамического состояния массива, механизм образования которого рассмотрен далее. Зависание основной кровли пласта Е5 над лавой и ее внезапное обрушение с образованием упругой волны, в результате распространения которой произош­ ло мощное динамическое воздействие на горный массив, опрокидывание воз­ душной струи, взрыв газа и пыли.

Таким образом, анализ условий проявления крупных аварий на шахтах основных угледобывающих регионов России позволяет рассматривать сложив­ шуюся на момент их проявления геодинамическую обстановку как одну из наи­ более вероятных причин. Геодинамическая природа аварийности ставит перед нами задачу обеспечения геодинамической безопасности разработки угольных месторождений.

Последовательность выполнения комплексных исследований по изучению напряженного состояния недр с целью обеспечения геодинамической безопас­ ности на угольных шахтах представлена на блок-схеме рис. 1. Особо отметим, что как методы и средства прогноза, так и мероприятия по предотвращению геодинамических явлений должны соответствовать тем уровням или масштабам, для которых они проводятся.

Рассмотрим современные методы и средства прогноза геодинамической опасности более подробно.

Одним из основных методов прогноза является метод геодинамическо го районирования недр, который позволяет не только уточнять геологическое -28 к к о ф Ш О °1 о.

°о о О- L.

оОS t* ГЕОДИНАМИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ НЕДР ?° о 2sX S * QL S О Рис. 1. Обеспечение геодинамической безопасности ==§ III ШО 0О сТ 1| X J J z 1о V о gо CO го а о a s= ю * & s о.

is * Оs го э о. е- о m га « л ш § 0» ОС SS3S о о s о ga о 2= 5° S ш| °а л X О' g -° J а Ро с:

оа ь° о о 0) о х а.

ш 5о о ч X ю • | _ ГО Т ш 0.

щ с го “ 5 - 29 строение блочного массива, но и выделять в нем наиболее опасные для горного производства тектонически напряженные зоны (ТНЗ) и геодинамически опасные зоны (ГОЗ), или зоны риска (рис. 2).

На каждом иерархическом уровне метод решает определенные задачи, объ­ единенные принципом - «от общего к частному». Например, на первом уровне прогноза в пределах Воркутского угольного месторождения выделяются четыре тектонических блока, границами которых являются крупные разрывные наруше­ ния (рис. 3): блок I (от нарушения Г д,оД -Е -Л );

блок П (от Д-Е до системы Ж -Л Ж-С)\ блок Ш (до нарушения 3-К);

блок IV (до границ поля шахты 33).

К границам выделенных четырех тектонических блоков приурочены 12 ТНЗ.

Приведенные случаи аварий на шахтах ОАО «Воркутауголь» связаны с гео динамическим состоянием ТНЗ-1, которая расположена в центральной, приосевой части мульды и охватывает части полей шахт «Комсомольская» и «Северная».

Формирующими факторами ТНЗ являются морфоструктурные особенности раз­ рывных нарушений этой области. На шахте «Северная» - это разрыв Д который является правым сбросо-сдвигом. В результате наиболее напряженной является юго-западная часть этого разрыва, а сопряжение разры вав с нарушением Л2 и, осо­ бенно, с нарушением Е2-Е2 еще более увеличивает уровень напряженности этого участка. На шахте «Комсомольская» в эту зону входит область сопряжения разры­ вов Д-Е и далее ТНЗ распространяется вдоль разрыва Е2. Поэтому суммарное воз­ действие на массив и распределение напряжений в данной области весьма значи­ тельно, что позволяет отнести ТНЗ к высокому уровню потенциальной опасности по геодинамическим явлениям. Размеры ТНЗ составляют: длина 4300 м, ширина 600-1800 м.

По результатам геодинамического районирования в Кузбассе в границах поля шахты «Осинниковская» выделено 18 геодинамически активных разломов.

Территорию раскройки п л ас та ^ в границах планируемых к отработке лав 1-1-5-5, 1-1-5-6, 1-1-5-7 пересекают 9 геодинамически активных зон III-VI рангов. Все девять выявленных на этой территории геодинамически активных структур от­ ражают картину глубинного строения недр, поэтому непосредственно в пласте проявлены слабыми структурными изменениями и повышенными концентра­ циями напряжений. Практически все эти активные зоны на различных участках пересечены горными выработками, пройденными по пласту Е5, и отмечены «кустовыми» скоплениями малоамплитудных разрывных нарушений ветвящей­ ся конфигурации.

Пересечение каждой из выделенных геодинамически активных структур на участке перспективного развития горных работ сопряжено с рисками их вредного воздействия на условия производства горных работ.

Например, в местах пересечения разломов №№ 3-6 возможны внезапные перераспределения горного давления вдоль их простирания, деформаций крепей горных выработок и краевых частей пласта на локальных участках. В периоды активизации сейсмической активности недр Южного Кузбасса в узлах пересече­ ния разломов возможно проявление глубинных толчков.

При наложении на естественное техногенного поля напряжений имеет место образование ГОЗ, пространственно связанных с ТНЗ. При этом вследствие влияния -30 Рис. 2. Методы и средства прогноза геодинамической опасности Рис. 3. Тектонически напряженные и геодинамически опасные зоны Воркутского угольного месторождения техногенного поля напряжений на контактные условия вдоль разрывного геологи­ ческого нарушения, существенно увеличиваются опасные участки в окрестности нарушений вследствие изменения контактных условий вдоль нарушений. Сущест­ венным обстоятельством, приводящим к росту геодинамической опасности при входе горных работ в ГОЗ, является увеличение градиента нарастания опорного давления в краевой части пласта.

-32 В шахтных условиях прогноз ГОЗ надежно осуществляется геологически­ ми и геомеханическими методами. Показательными в этом отношении являются результаты экспериментальных работ по прогнозу удароопасности угольных пластов, проведенных в зоне влияния разрыва Е2 на шахте «Комсомольская». В висячем крыле разрывного нарушения ТНЗ достигает 200-250 м и участок нахо­ дится в более напряженном состоянии, по сравнению с участком углепородного массива, расположенного в лежачем крыле. При приближении очистных работ к границам ТНЗ активизировалось геодинамическое состояние и граница ГОЗ увеличилась на 50-55 %. Повышенная напряженность зоны подтверждается не­ однократными случаями горных ударов и признаками удароопасности при веде­ нии в пределах ее границ горных работ.

В целом, обобщая данные, полученные в различных горно-геологических и горнотехнических условиях, можно говорить о том, что размеры ГОЗ превы­ шают размеры ТНЗ до 60-80 %. Таким образом, ориентировочно можно оценить размеры ТНЗ в (2,5-4)#, где Н - нормальная амплитуда разрыва, а ГОЗ - (5 -6 )// по нормали к сместителю.

Другой тип опасных зон связан с линзами песчаника или других пород, превосходящих по жесткости окружающую толщу, что приводит к дополни­ тельному накоплению упругой энергии и образованию интенсивных локальных ТНЗ. Наиболее опасная ситуация складывается в двух случаях - при наличии прочных пород одновременно в кровле и почве пласта, а также при попадании ТНЗ, связанной с жестким включением, в зону действия разрыва.

При наложении опорного давления от очистных работ напряжения в угольном пласте еще более возрастают и в формируемых ГОЗ существенно уве­ личивается удароопасность.

Например, все горные удары, происшедшие в охранных целиках на шахте «Комсомольская», сосредоточены под линзой песчаников мощностью до 30 м.

Причем их основное количество произошло там, где песчаник ближе всего зале­ гал к пласту. В целиках таких же размеров и при тех же условиях их нагруже­ ния, но за пределами линзы с мощностью 10 м горных ударов не зафиксировано.

При отработке лавы 222-с пласта Мощного первые случаи появления категории удароопасности отмечены при входе очистного забоя под линзу песчаников при ее мощности 10 м. Участок выемочного поля лавы 322-с, оконтуренный изоли­ нией мощности песчаника 10 м, полностью находился в зоне влияния повышен­ ных напряжений, о чем свидетельствуют неоднократные замеры категории уда­ роопасности по всей длине лавы. Отметим, что в этой зоне повышенная ударо­ опасность отмечалась и в конвейерных штреках 222-с и 322-с.

Исследования по обеспечению геодинамической безопасности на П этапе производятся на основе объемной геодинамической модели (рис. 4).

Суть предлагаемого варианта объемного геодинамического моделирова­ ния месторождений заключается в последовательном наращивании информации по структуре, свойствам и геодинамическому состоянию массива горных пород.

Информация о напряженно-деформированном состоянии блочного масси­ ва, структуре месторождения дает возможность анализировать протекавшие и протекающие геодинамические процессы на месторождениях, а дополнительная -33 Рис. 4. Методы и средства прогноза геодинамической опасности (объемная геодинамическая модель) горно-геологическая и горнотехническая информация позволяет конкретизиро­ вать положение и структуру ГОЗ с учетом технологии горных работ.

Практически для достижения конечной цели необходима разработка трех типов моделей: блочной (геолого-структурной), геодинамической и, как конеч­ ный результат, горно-геодинамической модели месторождения (шахтного поля или его участка).

Блочная геолого-структурная модель. Для получения структурно­ тектонической информации по месторождениям и шахтным полям целесообраз­ но использовать четыре группы методов. Безусловно, возможности построения блочной геолого-структурной модели зависят от изученности и степени освое­ ния месторождений. На неосвоенных и неразведанных месторождениях решение этой задачи возможно с помощью дешифрирования аэро- и космоснимков, мор­ фометрического анализа земной поверхности и наземных геофизических мето­ дов. Каждый из указанных методов имеет определенные ограничения по полу­ чению необходимой информации, но в комплексе они позволяют установить залегание граничных разрывов.

Предварительная и детальная разведка значительно увеличивает объем геологической информации по структуре месторождений. Появляются более достоверные данные об элементах залегания разрывов, их распространении по простиранию и падению, сведения о морфологии сместителей и структуре шва разрыва.

Наиболее детально геолого-структурное моделирование производится на действующих шахтах. В этом случае блочная модель строится на основе геоло­ гических карт, тектонических схем, разрезов по разведочным линиям, данных геофизических измерений, а также инструментальных измерений и наблюдений в горных выработках.

Таким образом, создается целостная, взаимосвязанная, иерархически со­ подчиненная блочная модель массива горных пород.

Геодинамическая модель месторождения отражает результаты проявле­ ния динамических процессов в блочном массиве месторождения. Областями наиболее активной динамики являются граничные разрывы, разделяющие взаи­ модействующие в силовом тектоническом поле блоки массива горных пород.

Именно на таких участках происходит резкое изменение однородности геофизи­ ческих полей и напряженно-деформированного состояния массива горных по­ род. Поскольку основной задачей геодинамического моделирования является выделение участков, потенциально опасных по проявлению геодинамических явлений, при построении данной модели основными элементами являются по­ ложения активных разрывов и области локализации ТНЗ.

Горно-геодинамическая модель шахты и выемочных участков. Как бы­ ло показано выше, формирование ГОЗ в блочном массиве горных пород опреде­ ляется совместным воздействием естественного и техногенного полей напряже­ ний, создаваемых ведением горных работ. В связи с этим необходимо введение в модель горнотехнической информации. При проектировании горных работ учи­ тываются различные горно-технологические факторы, с которыми связана вели­ чина горного давления на проектируемых к отработке участках пласта. Общая -35 величина техногенной пригрузки на конкретных участках определяет параметры ГОЗ и степень ее опасности.

Сравнение горно-геодинамических моделей и полученных на их основе параметров НДС позволяет провести сравнение различных вариантов раскройки шахтных полей и систем разработки и выбрать наиболее безопасный вариант.

Горно-геодинамическая обстановка на месторождении и, особенно, на отдельных шахтных полях изменяется с течением времени. Увеличивается отработанное пространство, вводятся в разработку новые пласты и горизон­ ты, возрастает глубина горных работ и т. д. В связи с этим процессом возни­ кает необходимость постоянного контроля за геодинамикой массива горных пород, т. е. в постановке мониторинговых наблюдений. При геодинамиче ском мониторинге выполняется обработка результатов наблюдений за сдви­ жением земной поверхности и сейсмособытиями;

оценивается напряженное состояние массива;

выделяются активные разломы и определяется степень их активности. Вся информация, полученная в результате мониторинговых на­ блюдений (рис. 5), используется для пополнения и корректировки горно геодинамической модели как основы прогноза геодинамически опасных уча­ стков в условиях движения забоев горных выработок и разработки рекомен­ даций, а также профилактических мер для безопасного ведения горных работ.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.