Ключевая теория неустойчивости для снижения рисков горных ударов и повышения безопасности угольных шахт

Группа китайских исследователей представила теорию неустойчивости реакции на возмущение для горных ударов. Результаты опубликованы в журнале Geohazard Mechanics. Ученые также разработали систему подходов к предотвращению горных ударов, которая помогает в оценке рисков, мониторинге, предотвращении, контроле и проектировании крепей, устойчивых к ударам, в выработках, подверженных этому явлению.

Горные удары, связанные с ведением горных работ, представляют собой внезапное высвобождение упругой энергии из горных массивов. Они являются серьезной проблемой в горной инженерии и механике горных пород во всем мире, приводя к разрушению подземных выработок, повреждению оборудования и человеческим жертвам. Однако до сих пор не хватает полноценных математических и механических моделей, критериев инициирования удара, а также технической системы мониторинга и предотвращения, основанной на теории его возникновения.

«Теория касается неустойчивости реакции на возмущение при горных ударах в угольных шахтах. Мы определили критические условия по напряжению и энергоемкости, необходимые для возникновения ударов. На устойчивость деформируемой системы угольного массива в выработке влияют несколько факторов: одноосная прочность угля на сжатие, индекс ударной энергии, радиус выработки и напряжение от крепи», — пояснил соавтор исследования, профессор Института механики горных пород при катастрофах Университета Ляонина Айвэнь Ван. По сути, горные удары можно рассматривать как потерю устойчивости системы деформации угольно-породного массива, вызванную различными управляющими, возмущающими и реагирующими переменными.

Исследование, основанное на этой теории, проанализировало ключевые факторы, определяющие возникновение горных ударов: горное давление, геостатическое напряжение и склонность угольного материала к удару. Работа объединяет процессы оценки риска, мониторинга, предотвращения, контроля и проектирования крепей для выработок, подверженных ударам. Таким образом, эта теория неустойчивости закладывает основу для комплексной системы, охватывающей механизм, прогнозирование и предотвращение горных ударов.