Особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок
Производство сотрясательного взывания при ведении горных работ на угольных шахтах Украины регламентируется целым рядом нормативных документов. Вместе с этим, при производстве сотрясательного взрывания имеет место много технологических нарушений режима и нередко происходят газодинамические явления, в...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2017
|
| Schriftenreihe: | Геотехнічна механіка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/138701 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок / С.П. Минеев, А.С. Янжула, А.А. Кострица, М.А. Кирьяков, А.С. Минеев // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 133. — С. 173-189. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-138701 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1387012018-06-20T03:03:52Z Особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок Минеев, С.П. Янжула, А.С. Кострица, А.А. Кирьяков, М.А. Минеев, А.С. Производство сотрясательного взывания при ведении горных работ на угольных шахтах Украины регламентируется целым рядом нормативных документов. Вместе с этим, при производстве сотрясательного взрывания имеет место много технологических нарушений режима и нередко происходят газодинамические явления, в том числе с человеческими жертвам. Режим сотрясательного взрывания на шахтах применяется для отбойки угольного массива на выбросоопасных пластах независимо от результатов прогноза и эффективности, выполненных противовыбросных мероприятий; на угрожаемых пластах в зонах, где текущим прогнозом установлены значения «опасно»; при проведении выработок по выбросоопасным угольным пластам. Сотрясательное взрывание применяется в шахтах при весьма широких горно-геологических условиях. На особовыбросоопасных пластах при производстве сотрясательного взрывания рекомендуется применять способы снижения интенсивности и частоты выбросов угля и газа, для чего используется методы увеличением глубины зоны разгрузки призабойной части угольного пласта, которая достигается в шахтных условиях за счёт применения способов передового рыхления вмещающих пород, опережающего взрывания, взрывания шпуровых зарядов во вмещающих породах, передового рыхления (камуфлетного взрывания) угольного массива. Кроме того, применяется паспорт БВР с образованием насыпной преграждающей перемычки. Увеличение зоны разгрузки призабойной части пласта достигается применением передового торпедирования угольного массива или вмещающих пород и опережающего гидровзрывания. Как установлено использование режима сотрясательного взрывания при ведении горных работ является одним из самых безопасных способов борьбы с газодинамическими явлениями, но одновременно он является, как правило, одним из самых экономически затратных, особенно при необходимости ритмичной работы угольной шахты, поэтому основные направления исследований должны быть продолжены в направлении уменьшения затрат и повышения эффективности применения данного способа. Здійснення струсного підривання при веденні гірських робіт на вугільних шахтах України регламентується цілою низкою нормативних документів. Разом із цим, при виробництві струсного підривання має місце багато технологічних порушень режиму і нерідко відбуваються газодинамічні явища, у тому числі з людськими жертвами. Режим струсного підривання на шахтах застосовується для відбою вугільного масиву на викидонебезпечних пластах незалежно від результатів прогнозу і ефективності, виконаних противикидних заходів; на загрозливих пластах в зонах, де поточним прогнозом встановлені значення «небезпечний»; при проведенні вироблень по викидонебезпечних вугільних пластах. Струсне підривання застосовується в шахтах за вельми широких горно-геологічних умов. На особовикидонебезпечних пластах при виробництві струсного підривання рекомендується застосовувати способи зниження інтенсивності і частоти викидів вугілля і газу, для чого використовується методи збільшенням глибини зони розвантаження призабійної частини вугільного пласта, яка досягається в шахтних умовах за рахунок вживання способів передового розпушення вміщаючих порід, що випереджає підривання, підривання шпурових зарядів у вміщаючих породах, передового розпушення (камуфлетного підривання) вугільного масиву. Крім того, застосовується паспорт БВР з утворенням насипної перепиняючої перемички. Збільшення зони розвантаження призабійної частини пласта досягається вживанням передового торпедування вугільного масиву або вміщаючих порід і випереджаючого гідровибуху. Як встановлено використання режиму струсного підривання при веденні гірських робіт є одним з найбезпечніших способів боротьби з газодинамічними явищами, але одночасно він є, як правило, одним з самих економічно витратних, особливо при необхідності ритмічної роботи вугільної шахти, тому основні напрями досліджень мають бути продовжені у напрямі зменшення витрат і підвищення ефективності вживання даного способу. In Ukraine, shock blasting, used for mining operations in the coal mines, is regulated by numerous normative documents. At the same time, the shock blasting causes a number of breakdowns in production process and different gas-dynamic phenomena, including those, which lead to death of people. In the mines, shock blasting is used: for coal breaking in the prone-to-outburst seams regardless of the forecast results and efficiency of the preventive measures; in risk seams with index “Danger” according to the current forecast; and when driving the roadways in the prone-to-outburst coal seams. The shock blasting is used in mines with wide range of mining and geological conditions. In the especially dangerous-by-outburst seams, while using the shock blasting, it is recommended to apply methods, which reduce intensity and frequency of gas and coal outbursts: greater depth of unloading zone in the face area of the coal bed; pilot loosening of enclosing rocks; advanced blasting; blasting of blast-hole charge in the enclosing rocks; pilot loosing (camouflet blasting) of the coal mass. Besides, passport of drilling and blasting operations with formation of the piled blocking retaining wall is applied. Area of the unloading zone in the face area is increased by the coal mass pilot shooting and pilot hydroblasting. Using the shock blasting mode in the mining operations is proved to be one of the safest methods for escaping the gas-dynamic phenomena. At the same time, this method, as a rule, is one of the most cost-inefficient especially when continuous operation of the coalmine is needed. Therefore, the basic research should be continued having in mind reduction of the method costs and improvement of its efficiency. 2017 Article Особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок / С.П. Минеев, А.С. Янжула, А.А. Кострица, М.А. Кирьяков, А.С. Минеев // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 133. — С. 173-189. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/138701 622.261.35:622.235.672 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Производство сотрясательного взывания при ведении горных работ на угольных шахтах Украины регламентируется целым рядом нормативных документов. Вместе с этим, при производстве сотрясательного взрывания имеет место много технологических нарушений режима и нередко происходят газодинамические явления, в том числе с человеческими жертвам. Режим сотрясательного взрывания на шахтах применяется для отбойки угольного массива на выбросоопасных пластах независимо от результатов прогноза и эффективности, выполненных противовыбросных мероприятий; на угрожаемых пластах в зонах, где текущим прогнозом установлены значения «опасно»; при проведении выработок по выбросоопасным угольным пластам. Сотрясательное взрывание применяется в шахтах при весьма широких горно-геологических условиях. На особовыбросоопасных пластах при производстве сотрясательного взрывания рекомендуется применять способы снижения интенсивности и частоты выбросов угля и газа, для чего используется методы увеличением глубины зоны разгрузки призабойной части угольного пласта, которая достигается в шахтных условиях за счёт применения способов передового рыхления вмещающих пород, опережающего взрывания, взрывания шпуровых зарядов во вмещающих породах, передового рыхления (камуфлетного взрывания) угольного массива. Кроме того, применяется паспорт БВР с образованием насыпной преграждающей перемычки. Увеличение зоны разгрузки призабойной части пласта достигается применением передового торпедирования угольного массива или вмещающих пород и опережающего гидровзрывания. Как установлено использование режима сотрясательного взрывания при ведении горных работ является одним из самых безопасных способов борьбы с газодинамическими явлениями, но одновременно он является, как правило, одним из самых экономически затратных, особенно при необходимости ритмичной работы угольной шахты, поэтому основные направления исследований должны быть продолжены в направлении уменьшения затрат и повышения эффективности применения данного способа. |
| format |
Article |
| author |
Минеев, С.П. Янжула, А.С. Кострица, А.А. Кирьяков, М.А. Минеев, А.С. |
| spellingShingle |
Минеев, С.П. Янжула, А.С. Кострица, А.А. Кирьяков, М.А. Минеев, А.С. Особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Минеев, С.П. Янжула, А.С. Кострица, А.А. Кирьяков, М.А. Минеев, А.С. |
| author_sort |
Минеев, С.П. |
| title |
Особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок |
| title_short |
Особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок |
| title_full |
Особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок |
| title_fullStr |
Особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок |
| title_full_unstemmed |
Особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок |
| title_sort |
особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2017 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/138701 |
| citation_txt |
Особенности применения режима сотрясательного взрывания при проведении горных выработок / С.П. Минеев, А.С. Янжула, А.А. Кострица, М.А. Кирьяков, А.С. Минеев // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 133. — С. 173-189. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT mineevsp osobennostiprimeneniârežimasotrâsatelʹnogovzryvaniâpriprovedeniigornyhvyrabotok AT ânžulaas osobennostiprimeneniârežimasotrâsatelʹnogovzryvaniâpriprovedeniigornyhvyrabotok AT kostricaaa osobennostiprimeneniârežimasotrâsatelʹnogovzryvaniâpriprovedeniigornyhvyrabotok AT kirʹâkovma osobennostiprimeneniârežimasotrâsatelʹnogovzryvaniâpriprovedeniigornyhvyrabotok AT mineevas osobennostiprimeneniârežimasotrâsatelʹnogovzryvaniâpriprovedeniigornyhvyrabotok |
| first_indexed |
2025-07-10T06:23:45Z |
| last_indexed |
2025-07-10T06:23:45Z |
| _version_ |
1837240027822686208 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
Статья посвящена 50-летию со дня основания Института геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН
Украины
173
УДК 622.261.35:622.235.672
Минеев С.П., д-р техн. наук, проф.,
(ИГТМ НАН Украины),
Янжула А.С., инженер,
(ШУ «Покровское»)
Кострица А.А., инженер,
(ИГТМ НАН Украины),
Кирьяков М.А., инженер
(ИГТМ НАН Украины),
Минеев А.С., канд. техн. наук
(ГВУЗ «НГУ»)
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РЕЖИМА
СОТРЯСАТЕЛЬНОГО ВЗРЫВАНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ
ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК*
Мінєєв С.П., д-р техн. наук, проф.,
(ІГТМ НАН України),
Янжула О.С., інженер,
(ШУ «Покровське»)
Костріца А.О., інженер,
(ІГТМ НАН України),
Кір’яков М.А., інженер,
(ШУ «Покровське»)
Мінєєв О.С., канд. техн. наук
(ДВНЗ «НГУ»)
ОСОБЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ РЕЖИМУ СТРУСНОГО
ПІДРИВАННЯ ПРИ ПРОВЕДЕННІ ГІРСЬКИХ ВИРОБОК
Mineev S.P., D. Sc. (Tech.), Professor,
(IGTM NAS of Ukraine),
Yanzhula O.S., M.S. (Tech.),
(Mine management “Pokrovskoye”)
Kostritsa A.A., M.S. (Tech.),
(IGTM NAS of Ukraine),
Kiryakov M.A., M.S. (Tech.)
(Mine management “Pokrovskoye”)
Mineev O.S., Ph. D. (Tech.)
(SHEI “NMU”)
IMPLEMENTATION OF SHOCK BLASTING MODE IN MINE
WORKING CONVEYING
Аннотация. Производство сотрясательного взывания при ведении горных работ на уголь-
ных шахтах Украины регламентируется целым рядом нормативных документов. Вместе с
этим, при производстве сотрясательного взрывания имеет место много технологических нару-
шений режима и нередко происходят газодинамические явления, в том числе с человеческими
жертвам. Режим сотрясательного взрывания на шахтах применяется для отбойки угольного
* © Минеев С.П., Янжула А.С., Кострица А.А., Кирьяков М.А., Минеев А.С., 2017
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
174
массива на выбросоопасных пластах независимо от результатов прогноза и эффективности,
выполненных противовыбросных мероприятий; на угрожаемых пластах в зонах, где текущим
прогнозом установлены значения «опасно»; при проведении выработок по выбросоопасным
угольным пластам.
Сотрясательное взрывание применяется в шахтах при весьма широких горно-геологиче-
ских условиях. На особовыбросоопасных пластах при производстве сотрясательного взрыва-
ния рекомендуется применять способы снижения интенсивности и частоты выбросов угля и
газа, для чего используется методы увеличением глубины зоны разгрузки призабойной части
угольного пласта, которая достигается в шахтных условиях за счёт применения способов пе-
редового рыхления вмещающих пород, опережающего взрывания, взрывания шпуровых заря-
дов во вмещающих породах, передового рыхления (камуфлетного взрывания) угольного мас-
сива. Кроме того, применяется паспорт БВР с образованием насыпной преграждающей пере-
мычки. Увеличение зоны разгрузки призабойной части пласта достигается применением пе-
редового торпедирования угольного массива или вмещающих пород и опережающего гидро-
взрывания.
Как установлено использование режима сотрясательного взрывания при ведении горных
работ является одним из самых безопасных способов борьбы с газодинамическими явлениями,
но одновременно он является, как правило, одним из самых экономически затратных, осо-
бенно при необходимости ритмичной работы угольной шахты, поэтому основные направле-
ния исследований должны быть продолжены в направлении уменьшения затрат и повышения
эффективности применения данного способа.
Ключевые слова: режим, сотрясательное взрывание, использование, проведении вырабо-
ток, газодинамические явления, прогноз
Сотрясательное взрывание, выполняемое в подготовительных и очистных
выработках, применяется в основном при разработке особо опасных участков
пласта, где локальные способы предотвращения выбросов не всегда могут быть
выполнены в полном объёме или при их не эффективности, а также в зонах гео-
логических нарушений и ПГД. Производство сотрясательного взрывания при ве-
дении горных работ на угольных шахтах Украины регламентируется целым ря-
дом нормативных документов: «Инструкция по применению сотрясательного
взрывания в угольных шахтах Украины», «Единых правил безопасности при
взрывных работах», «Правил ведения горных работ на пластах, склонных к газо-
динамическим явлениям» и «Правил безопасности в угольных и сланцевых шах-
тах». Вместе с этим, при производстве сотрясательного взрывания имеет место
множество технологических нарушений режима и нередко происходят газодина-
мические явления, в том числе с человеческими жертвами.
Перед рассмотрением особенностей применения режима сотрясательного
взрывания при проведении горных выработок необходимо кратко остановится
на основных определениях и терминах, используемых при выполнении сотряса-
тельного взрывания на практике [1-4]. Сотрясательное взрывание – взрывные ра-
боты на пластах, опасных или угрожаемых по внезапным выбросам угля, породы
и газа, выполняемое в определённом режиме, направленном на защиту людей от
последствий газодинамического явления. Выполненный ранее анализ показал,
что за последние 20-30 лет большинство аварий (выбросы, взрывы метановоз-
душной смеси) произошли в следующих забоях с повышенной опасностью [5]:
• забои выработок, проводимые по нарушенному трещиноватому массиву, по
завалу и присечку к нему, зонах геологических нарушений, в смешанных за-
боях с верхней подрывкой слабых неустойчивых пород и при других условиях,
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
175
корда может иметь место оголение шпуровых зарядов ВВ. В таких условиях
происходит порядка трети аварий от их общего количества;
• угольные и смешанные забои выработок, проводимых по выбросоопасным
или угрожаемым пластам. При взрывных работах с использованием ВВ IV
класса в таких выработках количество взрывов и вспышек метана достигает
30,4 %.
Определение основных терминов, используемых при сотрясательном
взрывании, таких как: опасная зона при сотрясательном взрывании, командный
пункт ведения сотрясательного взрывания, стационарный пункт ведения взрыв-
ных работ, постоянная взрывная магистраль, объявление о времени ведения со-
трясательного взрывания в конкретных забоях, забойка промежуточная и инги-
биторная, водораспылительная завеса, водовоздушная завеса длительного дей-
ствия, вскрытие пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, двухъ-
ярусные рассредоточенные заряды, аэрозольные (порошковые) завесы и другие,
достаточно детально описаны в работах [4, 6].
При выполнении сотрясательного взрывания применяются различные спо-
собы снижения интенсивности и частоты выбросов угля и газа. Сущность таких
способов, заключается в применении специальных паспортов ведения взрывных
работ в подготовительных и очистных выработках, обеспечивающих создание
эффективной искусственной (дополнительной) зоны разгрузки пласта впереди
забоя выработки посредством взрывания зарядов БВ в угольном массиве или во
вмещающих угольный пласт породах. А также с применением таких паспортов
проведения выработок с взрыванием зарядов по породной части забоя с после-
дующей локализацией возможного выброса угля и газа путём взрывного возве-
дения насыпной преграждающей перемычки из отбитой породы.
Постановка задачи. Сотрясательное взрывание на угольных шахтах при-
меняется для отбойки угольного массива на выбросоопасных пластах незави-
симо от результатов прогноза и эффективности, выполненных противовыброс-
ных мероприятий; на угрожаемых пластах в зонах, где текущим прогнозом уста-
новлены значения «опасно»; при проведении выработок по выбросоопасным
угольным пластам. В данной статье рассмотрены основные требования и пра-
вила, технологии производства и организации безопасных условий труда при ве-
дении взрывных работ на пластах, склонных газодинамическим явлениям.
Изложение материала и результаты. Необходимо отметить, что сотряса-
тельное взрывание применяется в шахтах при: вскрытии выбросоопасных уголь-
ных пластов и пропластков мощностью более 0,1 м; вскрытии угрожаемых
угольных пластов и пропластков, если прогнозом установлены опасные значения
показателей выбросоопасности или прогноз перед вскрытием не осуществлялся;
вскрытии песчаников на глубине 600 м и более, если прогнозом установлена его
выбросоопасность или прогноз перед вскрытием не осуществлялся; проведении
выработок по выбросоопасным песчаникам, если прогноз не осуществлялся или
прогнозом, установлены опасные значения показателей выбросоопасности; про-
ведении по углю горизонтальных, наклонных (сверху вниз) и восстающих выра-
боток с углом наклона до 10° включительно; в очистных выработках на пологих
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
176
и наклонных пластах; в щитовых забоях, в монтажных печах щитовых лав и ком-
байновых нишах на крутонаклонных и крутых пласта; при камуфлетном взрыва-
нии; при пластовом и внепластовом торпедировании, выполняемом для сниже-
ния газодинамической активности угольного пласта [2, 3].
Впервые сотрясательное взрывание применили в 1890 г. во Франции, в оте-
чественной практике – в 1917 г. в шахте «Красный Профинтерн» (г. Енакиево)
при вскрытии пл. «Дерезовка» на гор. 340 м; сопровождалось выбросом угля и
газа интенсивностью 200 т.
Выемочные участки и тупиковые выработки, в которых применяется со-
трясательное взрывание, должны быть оснащены аппаратурой АКМ, а работ-
ники, направляемые для производства сотрясательного взрывания, должны осна-
щаться метан-сигнализаторами, совмещёнными с головным светильником.
Параметры паспортов БВР для выработок, проводимых по выбросоопас-
ным и угрожаемым угольным пластам, должны обеспечить полную отбойку угля
по всему сечению выработки. Причём, если при сотрясательном взрывании не
достигнута требуемая паспортом конфигурация забоя необходимо производить
повторное сотрясательное взрывание по оконтуриванию забоя выработки. При
этом следует иметь в виду, что категорически запрещено оформлять забой после
сотрясательного взрывания какими-либо машинами, механизмами или ручным
инструментом.
Выработка, в которой проводится сотрясательное взрывание, перед взрыв-
ными работами освобождается на протяжении не менее 100 м от забоя от ваго-
неток и другого оборудования, загромождающих её более чем на одну треть по-
перечного сечения. Особо важно, чтобы перед проведением сотрясательного
взрывания вентиляционные устройства, расположенные в пределах опасной
зоны, а также перемычки, установленные для предотвращения проникновения
газа на другие участки или горизонты шахты, были осмотрены лицами техниче-
ского надзора. Сотрясательное взрывание проводят либо в специально выделен-
ную смену, либо в специальные междусменные перерывы, либо в начале или
конце смены. Время, отводимое на выполнение сотрясательного взрывания,
определяется на основании хронометражных данных, утверждается приказом
директора шахты.
Для каждого забоя предварительно определяют опасную зону, включаю-
щую в себя все выработки шахты, расположенные по ходу движения исходящей
вентиляционной струю от места взрывания, а также выработки с поступающей
свежей струёй воздуха, которые могут быть загазированы при возможной реали-
зации газодинамического явления. Во время выполнения сотрясательного взры-
вания запрещено нахождение людей в опасной зоне, а также одновременное
нахождение рабочих других смен. При необходимости производства пластового
и внепластового торпедирования допускается его производить в специально вы-
деленную смену или на выходные дни. Кроме того, для каждого конкретного за-
боя перед сотрясательным взрыванием разрабатывается «Инструкция по сотря-
сательному взрывание в забое…», устанавливающая порядок и технологию вы-
полнения сотрясательного взрывания в конкретных горнотехнических условиях
выработки и паспорт БВР. Инструкция по сотрясательному взрыванию является
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
177
составной частью паспортов на вскрытие выбросоопасных и угрожаемых уголь-
ных пластов, паспортов проведения и крепления подземных выработок и паспор-
тов выемочных участков. Порядок ведения работ по проведению сотрясатель-
ного взрывания и лица, ответственные за его выполнение, утверждаются прика-
зом по шахте. В приказе указываются: ответственный руководитель подготовкой
и проведением сотрясательного взрывания с поверхности шахты; руководитель
сотрясательного взрывания в забое выработки; лицо, ответственное за выставле-
ние постов по охране опасной зоны и за вывод людей из этой зоны; лицо, ответ-
ственное за ведение взрывных работ в забое; мастера-взрывники, закрепляемые
за конкретными забоями; лицо, ответственное за контроль состояния проветри-
вания забоя, вентиляционных устройств, сланцевых и водяных заслонов; лицо,
ответственное за отключение электроэнергии в выработках, расположенных в
опасной зоне; лицо, ответственное за режим работа подъёмных установок на
время производства сотрясательного взрывания. В приказе также указывается
перечень фамилий ответственных лиц и мастеров-взрывников, которые будут
выполнять порученную работу в течение всего срока ведения сотрясательного
взрывания, а конкретные лица из этого перечня, принимающие непосредствен-
ное участив во взрывных работах в конкретных забоях и сменах, фиксируются в
специальном «Журнале проведения сотрясательного взрывания на шахте» и в
наряд-путёвках на производство взрывных работ.
Кроме того, необходимо иметь в виду, что руководителем сотрясательного
взрывания с поверхности шахты при обнажении и пересечении вскрывающими
выработками выбросоопасных и угрожаемых пластов, а также при пересечении
другими выработками особовыбросоопасных участков (активных геологических
нарушений, зон ПГД, осложнённых геологическими нарушениями, створов гор-
ных работ) должен быть главный инженер шахты или его заместители. В других
случаях при приближении и удалении вскрывающей выработки, в штреках, про-
секах, лавах, полевых выработках, стволах и др. руководство сотрясательного
взрывания с поверхности шахты допускается возлагать на начальника смены и
на начальника участка. А руководителем сотрясательным взрыванием в забое
должен быть инженерно-технический работник участка, на котором проводится
взрывание, по должности не ниже заместителя (помощника) начальника участка.
К началу времени, выделенного для производства сотрясательного взрыва-
ния, все люди должны быть удалены из опасной зоны. Допуск людей в эту зону
после сотрясательного взрывания производят после замеров содержания метана,
проверки забоев и оборудования, снятия постов и доклада руководителя сотря-
сательным взрыванием в забоях руководителю сотрясательным взрыванием с по-
верхности шахты. Последний, на основании доклада и данных телеметрии си-
стемы АГК, даёт разрешение на допуск людей в выработки. В случае реализации
газодинамического явления допуск людей в опасную зону осуществляется
только по письменному разрешению руководителя по ликвидации аварии.
Перед началом заряжания забоев во всех выработках шахты, расположен-
ных в пределах опасной зоны, электроэнергия должна быть отключена. Включе-
ние электроэнергии допускается только после проверки содержания метана в ат-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
178
мосфере выработок и целостности электрооборудования и кабелей после взры-
вания и спровоцированного ГДЯ. При этом, не допускается при сотрясательном
взрывании отключение вентиляторов местного проветривания, телефонной
связи и аппаратуры автоматического контроля содержания метана, датчиков, ис-
пользуемых для контроля выбросоопасности угольных пластов. В забоях выра-
боток, в которых в связи с возможным затоплением нельзя отключать электро-
энергию до начала заряжания шпуров, обесточивание выполняется перед нача-
лом монтажа взрывной сети. В углубляемых стволах отключение электроэнергии
с подъёмной установки производят после выезда людей из ствола.
Все сообщения исполнителей взрывных работ в подземных выработках о
ходе подготовки забоя к взрыванию, о выставления постов, удалении рабочих в
безопасное место, разрешение на взрывание и осмотр забоя после взрывания на
допуск рабочих и другие служебные разговоры должны фиксироваться руково-
дителем сотрясательным взрыванием с поверхности на электронный носитель и
сохраняться не менее трёх суток.
Осмотр забоя после взрывания проводится только с разрешения руководи-
теля сотрясательным взрыванием с поверхности после получения им данных си-
стемы АКМ о содержания метана в выработке, в которой проводилось взрыва-
ние, но не ранее, чем через 30 мин после взрывания и при содержания метана
менее 2 %. Осмотр забоя должен проводиться руководителем сотрясательным
взрыванием в забое и мастером-взрывником.
Руководитель сотрясательным взрыванием, замеряющий содержание ме-
тана при продвижении к забою для осмотра его после сотрясательного взрыва-
ния, должен находиться на расстоянии не менее 3 м впереди мастера-взрывника.
При обнаружении концентрации метана 2 % и более они обязаны немедленно
возвратиться в выработку со свежей струёй воздуха и сообщить об этом руково-
дителю сотрясательным взрыванием на поверхности шахты.
Для предотвращения воспламенения метановоздушной и метанопылевоз-
душной смеси, кроме соблюдения пылегазового режима, при сотрясательном
взрывании рекомендуется применять: водораспылительные, воздушные или
аэрозольные (порошковые) завесы, создаваемые распылением воды или пламе-
гасящего порошка; мероприятия по предупреждению выгорания шпуровых за-
рядов; гидрозабойку или пастообразную ингибиторную забойку.
Инициирование зарядов при сотрясательном взрывании должно осуществ-
ляться предохранительными электродетонаторами мгновенного и короткозамед-
ленного действия со временем замедления последней ступени не более 220 мс.
При вскрытии пластов до их обнажения могут использоваться электродетона-
торы короткозамедленного действия со временем замедления последней ступени
не более 320 мс. Взрывание зарядов необходимо производить за один приём
взрывными приборами, допущенными органами охраны труда для этой цели и
способными взрывать весь комплект зарядов за один приём [3].
Место укрытия мастера-взрывника должно находиться на расстоянии не
менее 600 м от забоя, но не ближе 200 м от места слияния исходящей из выра-
ботки струи воздуха со свежей струёй, а люди, не связанные с производством
взрывных работ, должны находиться на свежей струе воздуха на расстоянии не
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
179
менее 1000 м, считая против направления её движения. В забоях, где произве-
дена опережающая выемка угля, а взрывные работы ведутся только по породе,
место укрытая мастера-взрывника должно находиться на расстоянии не менее
200 м от сопряжения проводимой выработки с выработкой, проветриваемой за
счёт общешахтной депрессии, считая против движения свежей струи воздуха.
При проведении подготовительных выработок в забоях сотрясательное
взрывание может применяться как по углю или одновременно по углю и породе,
так и по вмещающим породам при проведении горизонтальных, наклонных
(сверху вниз) и восстающих выработок с углом наклона до 10° включительно.
Следует иметь в виду, что в забоях выработок, где произведена предварительная
выемка угля, опережение угольным забоем концов шпуров заходки по породе
должно быть не менее 0,5 м. При меньшем значении этого опережения взрывные
работы во вмещавших породах должны вестись в режиме сотрясательного взры-
вания.
В местах геологических нарушений взрывание по углю и породе должно
проводиться одновременно. Заряжание и взрывание зарядов каждого цикла, в
том числе и при раздельном взрывании по углю и породе, допускается произво-
дить после проветривания забоя, замера содержания метана, уборки взорванной
массы, осуществления мероприятий по взрывозащите забоя и прилегающих к
нему выработок на расстоянии не менее 20 м. При этом во всех случаях глубина
заходки по углю должна быть не более 2 м. При раздельном взрывании в сме-
шанных забоях взрывание зарядов по углю и породе должно производиться в
разное время.
Величина зоны разгрузки равняется Δlmin = lmin - lш (lmin – зона разгрузки; lш
– глубина шпуров) и зависит от многих горно-технических факторов, изменяясь
в широких пределах. В ней при выемке угля выбросы угля и газа не происходят.
Изучение связи между глубиной шпуров при сотрясательном взрывании и вели-
чиной зоны разгрузки и дегазации в призабойной части пласта с учётом вероят-
ности реализации выброса в подгото-
вительных выработках производилось
на особо выбросоопасных угольных
пластах h7 и h10 (шахта им. Калинина),
h8 «Прасковиевский» (шахта «Глубо-
кая») и h8
1 «Смоляниновский» (шахта
им. А.А. Скочинского).
Результаты экспериментов пока-
зали, что частота и сила выбросов,
спровоцированных взрывными рабо-
тами, могут быть снижены, если
lш < lmin , причём, имеет место, опти-
мальный вариант, когда
Δlmin = lmin - lш = 1,5 м. Для обеспече-
ния таких условий ранее был разрабо-
танный способ, что заключается в том,
Рисунок 1 – Схема расположения шпуров с
предварительным рыхлением пород, вмеща-
ющих выбросоопасный пласт
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
180
что в породах кровли или почвы взрывается ряд усиленных зарядов ВВ в шпурах,
которые в 2 раза превышают глубину шпуров по углю (рис. 1). Во время взрыва
зарядов в породном массиве формируются зоны дробления и повышенной тре-
щиноватости, что способствует разгрузке и дегазации призабойной части пласта
и снижения его выбросоопасности. При этом уменьшение частоты и силы вы-
бросов обеспечивается разгрузкой зоны, которая превышает глубину шпуров в
угольном массиве в следующем цикле взрывания не меньше, чем на 1,5 м. Необ-
ходимое опережение глубины зоны разгрузки в пласте создаётся тем, что заряды
ВВ в породных шпурах, предназначенные для взрыхления угольного массива
подрывают раньше, чем в угольных, ещё до отторжения угля от забоя [4].
Кроме того, установлено, что взрывной импульс от ВВ IV класса – аммо-
нита Т-19 в 1,5 раза больше, чем от ВВ V класса угленита 13П, и в 2,1 раза, чем
от ВВ VI классу угленита 10П. Поэтому, для кардинального повышения безопас-
ности взрывных работ в забоях выработок, проходимых по пластам, опасным и
угрожаемым по внезапным выбросам угля и газа, необходимо ограничить при-
менение ВВ IV класса за счёт расширения области использования более безопас-
ных ВВ V и VI классов [5]. То есть, количество воспламенений МВС (метановоз-
душной смеси) от взрыва частично обнажённых зарядов предохранительных ВВ
IV, V и VI классов растёт с увеличением площади их обнажения: чем выше класс
ВВ, тем меньше частота воспламенений МВС при одинаковых площадях обна-
жения зарядов. Использование ПВВ IV класса для взрывных работ в угольных
шахтах, опасных по газу, в условиях возможного обнажения шпуровых зарядов
ВВ недопустимо. Использование ПВВ V класса допустимо, но при выполнении
дополнительных мероприятий по обеспечению безопасности взрывных работ
(взрывозащита от воспламенений МВС). Угленит 10П можно применять в забоях
выработок повышенной опасности без дополнительных мер взрывозащиты [5].
Таким образом, передовое взрыхление позволяет повысить безопасность
выполнения технологических операций. За весь период проводимых испытаний
не было внезапных выбросов угля и газа, вызванных случайным воздействием
на пласт ручных инструментов или механизмов, а в процессе бурения шпуров по
углю отсутствовали газодинамические явления и признаки возникновения вне-
запных выбросов. Отсутствие газодинамических явлений объясняется тем, что
взрывные работы выполнялись в разгруженной зоне призабойной части пласта,
размеры которой были больше глубины шпуров.
Выводы и направление дальнейших исследований. Сотрясательное
взрывание в забоях подготовительных выработок, которые проводятся по кру-
тым угольным пластам, склонным к высыпанию, необходимо осуществлять с
предварительной установкой опережающей крепи или с дополнительным укреп-
лением угольного массива. На особовыбросоопасных пластах при производстве
сотрясательного взрывания рекомендуется использовать способы снижения ин-
тенсивности и частоты выбросов угля и газа.
Для снижения интенсивности и частоты выбросов угля и газа при сотряса-
тельном взрывании используется методы увеличения глубины зоны разгрузки
призабойной части угольного пласта. Увеличение глубины зоны разгрузки при-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
181
забойной части угольного пласта достигается в шахтных условиях за счёт упо-
требления способов передового рыхления вмещающих пород, опережающего
взрывания, взрывания шпуровых зарядов в вмещающих породах, передового
рыхления (камуфлетного взрывания) угольного массива. Кроме того, применя-
ется паспорт БВР с использованием насыпной перемычки. Увеличение зоны раз-
грузки призабойной части пласта достигается употреблением передового торпе-
дирования угольного массива или вмещающих пород и опережающего гидро-
подрыва. Ниже рассмотрим, основные из этих способов.
Способ передового рыхления вмещающих пород предназначен для прове-
дения подготовительных выработок смешанным забоем на особовыбросоопас-
ных пластах, в зонах геологических нарушений, в зонах ПГД и может осуществ-
ляться путём одновременного взрывания шпуровых зарядов для передового рых-
ления вмещающих пород и отбойки угля и породы при проходке, причём заряды
рыхления должны взрываться с опережением.
Способ опережающего взрывания может осуществляться, в смешанных за-
боях лишь при одновременном отбойке угля и породы, путём взрывания зарядов
ВВ в продлённых шпурах, в донную часть которых помещается обычная или опе-
режающая гидроампула. В качестве опережающей гидроампулы используют ам-
пулы с размерами, равными продлённой части шпура. Диаметр ампулы должен
быть на (1-2) мм больше диаметра шпура. Заполнение ампулы водой проводится
после её установления в донную часть шпура специальным досыльником. Для
опережающей гидроампулы в наклонных шпурах могут использоваться стан-
дартные полиэтиленовые ампулы. После заполнения ампул водой и досылка их
в донную часть, шпуры заливаются водой.
Способ взрывания шпуровых зарядов в вмещающих породах может исполь-
зоваться при проведении выработок на пластах мощностью до 1 м. При проведе-
нии выработок на крутых пластах, склонных к высыпанию, глубина заходки
должна приниматься не больше (1,1-1,3) м, а массы заряда в шпурах в контакте
с угольным пластом – не больше 0,6 кг. При проведении выработки по пласту;
не склонному к высыпанию, глубина заходки выбирается исходя из технологи-
ческой целесообразности.
Насыпная перегорождающая перемычка, образуется из горной массы по-
сле её отбоя взрывными работами, которая препятствует развитию спровоциро-
ванных взрывом выбросов.
Способ передового рыхления (камуфлетного взрывания) угольного массива
рекомендуется для снижения интенсивности и частоты выбросов в щитовых ла-
вах на крутых пластах, в том числе на участках сопряжения с вентиляционным
скатом.
Некоторые сведения о газодинамических явлениях, произошедших на
шахтах Донбасса при нарушении режима сотрясательного взрывания. На
угольных шахтах Донецкого бассейна нередко имеют место случаи нарушения
требований режима выполнения сотряcательного взрывания при ведении очист-
ных или подготовительных работ. В ряде таких случаев на шахтах происходят
достаточно серьёзные аварии, причём нередко с тяжёлыми последствиями. Ниже
рассмотрим некоторые типичные аварии.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
182
На шахте им. Н.А. Изотова ПО «Артёмуголь» 22 января 1981 года в забое
промежуточного квершлага гор. 750 м, вскрывающего пласт m2 «Тонкий»-во-
сток, при ведении сотрясательного взрывания произошёл выброс угля и газа,
приведший к тяжёлым последствиям.
1. Краткая характеристика места аварии. Пласт m2 «Тонкий» в поле шахты
им. Н.А. Изотова отнесён к особо опасным по внезапным выбросам угля и газа,
состоит из одной угольной пачки переменной мощности (0,6-1,2) м. Угол паде-
ния пласта (60-62)°.
В кровле пласта m2 «Тонкий» залегают глинистые сланцы, в почве – пес-
чано-глинистые и песчаные сланцы.
За время эксплуатации до момента рассматриваемой аварии на пласте m2
«Тонкий» произошло 4 внезапных выброса угля и газа. Проведение промежуточ-
ного квершлага о восточного полевого откаточного штрека осуществлялось се-
чением 10,5 м2, а с 4-х метров до пласта взрывные работы в забое были переве-
дены на режим сотрясательного взрывания.
2. Обстоятельства аварии. Техническая документация на проведение
квершлага и вскрытие пласта m2 «Тонкий» была выполнена в соответствии с тре-
бованиями ПБ, ЕПБ и «Инструкции по безопасному ведению горных работ на
пластах, склонных к внезапным выбросам угля, порода и газа».
В соответствии с «Инструкцией по производству сотрясательного взрыва-
ние» взрывание зарядов ВВ должно было производиться с расстояния, превыша-
ющего 1000 м от забоя выработки по ходу свежей струи.
21.12.1980 г. было произведено первое взрывание на вскрытие пласта.
Пласт был вскрыт в верхней части забоя, при этом, произошёл выброс, интен-
сивностью 110 т угля и образовалась полость размером 4,5×2,0 м. Полость была
затампонирована гипсовым раствором, и работы по проведению квершлага до 21
января 1981 г. не производились. В 3-й смене 21 января 1981г в нижней части
забоя промквершлага было пробурено 15 шпуров. В 6 час 40 мин 22.01.81 г. было
произведено взрывание зарядов, в результате которого произошёл выброс угля и
газа интенсивностью около 3000 тонн угля и выделением более 66000 м3 метана.
Выброшенным углём засыпан промежуточный квершлаг протяжённостью
70 м, полевой штрек от промежуточного квершлага в западном направлении на
170 м, а в восточном – на 180 м. Промквершлаг на пласт m3 «Толстый» засыпан
на протяжении 100 м. Всего выброшенным углём было заполнено 520 м горных
выработок.
Расследование аварии показало, что подача импульса для взрыва была про-
изведена с расстояния 150 м от забоя квершлага, при этом люди с гор.750 м не
были выведены и, более того, на исходящей струе из забоя находился горный
мастер эксплуатационного участка. Соответственно, аварию с тяжёлыми послед-
ствиями расследовала экспертная комиссия. Эксперты установили, что основной
причиной группового несчастного случая явилось нарушение правил ведения со-
трясательного взрывания - нахождение людей на расстоянии (150-200) м от за-
боя, вместо требуемого расстояния, превышающее 1000 м от забоя выработки по
ходу свежей струи воздуха. В дальнейшем было рекомендовано вскрытие уголь-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
183
ного пласта m2 «Тонкий» в поле шахты им. Н.А. Изотова производить с предва-
рительным вымыванием угольного пласта или под защитой пласта m3 «Тол-
стый». Кроме того, были рекомендованы ряд мероприятий по повышению тру-
довой и технологической дисциплины рабочих и ИТР на шахте.
На шахте «Кондратьевка-Новая» ПО «Артёмуголь» при ведении взрывных
работ по расширению выработки 2 ноября 1973 г. в забое северного квершлага
гор. 740 м, взрывающего пласта m3 «Толстый», произошёл выброс угля и газа,
приведший к тяжёлым последствиям.
Забой северного квершлага проходился сечением в проходке 17,5 м2 со
стороны почвы пласта m3 «Толстый», имеющего мощность 1,3 м.
Проектом предусматривалось вскрыть пласт с помощью сотрясательного
взрывания при отсутствии людей в шахте. Первым сотрясательным взрыванием
пласт был вскрыт 28 октября 1973 г. сечением 1,5 м2 в верхней части забоя. В
дальнейшем для оформления забоя до проектного сечения и пересечения пласта
на полную мощность было произведено ещё четыре взрывания небольших заря-
дов ВВ, но при этом уже с нарушением режима сотрясательного взрывания, ко-
гда люди из шахта не выводились.
В 3 часа 20 мин 2.11.73 г. было произведено очередное взрывание 21 шпура
в забое северного квершлага, которым был спровоцирован выброс угля и газа.
Интенсивность выброса составила 5300 тонн угля, при этом выделилось свыше
70000 м3 метана. Выброшенным углём был засыпан северный квершлаг на пол-
ное сечение протяжённостью 100 м и с откосом угольной массы на 400 м. Вен-
тиляционная струя воздуха была опрокинута, и выработки горизонтов 740, 620 и
500 м были загазированы.
Как было установлено, причиной аварии явился выброс угля и газа, вы-
званный взрывными работами по расширению забоя северного квершлага, при
этом взрывание было произведено с расстояния 250 м от забоя квершлага, а люди
не были выведены с горизонта 740 м и шахты в целом.
На шахте № 21-бис шахтоуправления им. IX пятилетки ПО «Макеевуголь»
при выполнении сотрясательного взрывания в забое восточного ходка централь-
ного бремсберга пласта l8
1 «Берестовский» гор. 815 м 8.12.73 г. произошёл вы-
брос угля и газа с тяжёлыми последствиями. Пласт l8
1 «Берестовский» в поле
шахты № 21-бис является особо опасным по внезапным выбросам. Мощность
пласта (1,9-2,3) м, угол падения 16°.
Прохождение восточного ходка проектом предусматривалось осуществ-
лять с использованием режима сотрясательного взрывания, при этом было
предусмотрено, что подземные работники будут люди находиться на расстоя-
нии, превышающем 1000 м от забоя выработки.
Экспертная комиссия, расследовавшая аварию, установила, что выброс
угля и газа интенсивностью 900 тонн угля с выделением 18000 м3 метана спрово-
цирован взрывными работами при нарушении режима сотрясательного взрыва-
ния, когда взрывание осуществлялось с расстояния 140 м от забоя выработки.
На шахте им. Артёма ПО «Артёмуголь» при ведении сотрясательного
взрывания в забое главного квершлага при отходе от вскрытого пласта I3 «Ма-
зурка» на горизонте 980 м 14 октября 1975 г. произошёл выброс угля и газа.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
184
Пласт «Мазурка» в поле шахты им. Артёма является опасным по выбросам. Об-
щая мощность пласта 1,0 м, угол падения 60°.
Вскрытие пласта 13 Мазурка производилось сотрясательным взрыванием с
возведением двухрядного металлического каркаса. Согласно проекту, взрывные
работы должны были производиться при полном отсутствии людей в шахте, а
взрывание осуществляться с поверхности.
5 октября 1975 г. первым взрыванием пласт был вскрыт в верхней части
забоя на площади 6 м2 и на 0,8 м до мощности. Повторное взрывание с целью
расширения сечения выработки до проектного (17,3 м2) было произведено 9 ок-
тября 1975 г., при котором пласт был вскрыт на полную мощность на всё сече-
ние, кроме 0,5 м по нижней части забоя.
Для отхода от пласта в породах кровли было пробурено 49 шпуров и в 7
час 10 мин 14 октября 1975 г. произведено сотрясательное взрывание, спровоци-
ровавшее выброс угля и газа интенсивностью 4650 т и выделением 141000 м3 ме-
тана. Выброшенным углём засыпан главный квершлаг на протяжении 284 м, за-
падный квершлаг на 11 м и заезд на ствол № 1 – на 38 м.
Нарушением требований безопасности явилось то, что при производстве
сотрясательного взрывания 14 октября 1975 г. люди были выведены только с но-
вого подготавливаемого горизонта 980 м, а с рабочего горизонта 860 м в нару-
шение проекта, вывод людей осуществлён не был. При опрокидывании вентиля-
ционной струи были загазированы все выработки горизонта 860 м, на котором
полностью находилась рабочая смена.
На шахте «Перевальская» ПО «Ворошиловградуголь» при ведении сотря-
сательного взрывания 20 декабря 1975 года в забое наклонного конвейерного
квершлага гор. 340 м, вскрывающего пласт k3
в «Каменский», произошёл выброс
угля и газа с тяжёлыми последствиями.
Пласт k3
в «Каменский» в поле шахты «Перевальская» является опасным по
выбросам. Общая мощность пласта 0,9 м. Угол падения пласта 9°.
Наклонный конвейерный квершлаг проходился сечением 10,2 м2. Ведение
сотрясательного взрывания, согласно проекту, предусматривалось производить
с действующего горизонта с расстояния 600 м от забоя по свежей струе воздуха.
В 8 час 40 минут 20 декабря 1975 года при взрывании 42 шпуров в забое
наклонного конвейерного квершлага был спровоцирован выброс угля и газа, при
котором было выброшено 600 т угля, а вентиляционная струя была опрокинута
в течение 16 мин. На протяжении 22 м была выбита постоянная крепь, выработка
завалена и забита углём и породой. От завала на протяжении 68 м выброшенный
уголь располагался откосом.
Экспертная комиссия, производившая расследование, установила, что вы-
брос угля и газа был спровоцирован взрывными работами при входе забоя выра-
ботки в непрогнозируемое геологическое нарушение. При этом сотрясательное
взрывание осуществлялось с расстояния 134 м от забоя выработки при наличии
людей в её тупиковой части.
На шахте «Давыдовская-Западная» № 1 шахтоуправления «Кировское»
производственного объединения «Шахтёрскантрацит» сотрясательным взрыва-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
185
нием 11 июля 1979 года в забое 7 западного откаточного штрека пласта k5 «Бо-
ковской» на глубине 420 м был вызван выброс угля и газа, приведший и тяжёлым
последствиям.
Пласт k5 «Боковской» был отнесён к угрожаемым по внезапным выбросам
по наличию опасной зоны, выявленной текущим прогнозом выбросоопасности.
Угольный пласт простого строения мощностью 1,05 м. Угол падения пласта
19-20°. Согласно паспорту проведения 7 западного откаточного штрека выемка
угля в забое должна была производиться с помощью взрывных работ в режиме
сотрясательного взрывания при нахождении людей на расстоянии 1000 м по све-
жей струе от забоя выработки.
11 июля 1979 г. при ведении взрывных работ по углю произошёл выброс
угля и газа силой 600 т и с выделением 15000 м3 метана. Выброшенным углём
был засыпан откаточный штрек на протяжении 90 м на полное сечение, а далее
на 15 м откосом. Вентиляционная струя была опрокинута, а прилегающие выра-
ботки и 7 западная лава были полностью загазированы.
Экспертная комиссия, производившая расследование, установила, что вы-
брос угля и газа спровоцирован взрывными работами, осуществлявшимися с рас-
стояния 136 м от забоя при нахождении людей в тупиковой части выработки.
На шахте № 5 шахтоуправления имени 60-летия Великой Октябрьской со-
циалистической революции ПО «Шахтёрскантрацит» при взрывных работах 17
февраля 1980 года в забое 7 западного откаточного штрека пласта m3 на глубине
571 м произошёл внезапный выброс угля и газа, приведший к тяжёлым послед-
ствиям.
Пласт m3 простого строения, состоит из одной угольной пачки средней кре-
пости мощностью 1,1-1,25 м и углом падения 16°. Штрек проводился буровзрыв-
ным способом смешанным забоем при одновременном взрывании по углю и по-
роде. При этом в забое по угольному пласту осуществлялся локальный прогноз
выбросоопасности. На момент аварии опережение 7 западного откаточного
штрека, относительно забоя лавы, составляло 619 м. Паспортом ведения взрыв-
ных работ предусматривалось нахождение мастера-взрывника на свежей струе
за «окном» лавы и отсутствием людей в тупиковой части выработки.
Экспертной комиссией, расследовавшей аварию, было установлено, что
при одновременном взрывании по углю и породе произошёл внезапный выброс
угля и газа силой 500 т с выделением 21200 м3 метана. Выброшенным углём от-
каточный штрек был полностью заполнен на протяжении 125 м. Ведение взрыв-
ных работ в забое 7 западного откаточного штрека производилось с нарушением
установленного паспортом режима - с расстояния 250 м от забоя без вывода лю-
дей из тупиковой части выработки на свежую струю на безопасное расстояние.
На шахте им. А.А. Скочинского ПО «Донецкуголь» при проведении сотря-
сательного взрывания в забое конвейерного ходка 5-й западной лавы пласта h1
6
«Смоляниновский» горизонта 1085 м 27.09.1992 г. в 7 часов 35 минут произошёл
выброс угля и газа интенсивностью 2000 т c выделением в течение первых 3 ча-
сов около 18 тыс. м3 метана. Необходимо отметить, что на этой шахте произошло
более 4,5 тыс. выбросов. При выбросе было застигнуто в опасной зоне 2 чело-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
186
века, которых в последствии высвободили из завала горноспасатели. Затем про-
изошло 2 взрыва метановоздушной смеси (в 1050 и в 1305). В результате погибли
13 горноспасателей. Первый взрыв произошёл вследствие того, что электроэнер-
гию подали без устранения нарушений в электрооборудовании.
На шахте им. Ю.А. Гагарина ПО «Артёмуголь» при вскрытии квершлагом
угольного пласта 13 «Мазурка» на горизонте 710 м произошёл выброс. Следует
отметить, что это произошёл самый крупный выброс угля и газа в мире. При этом
было выброшено 14 тыс. т угля и выделилось по различным данным от 7500 до
250 тыс. м3 метана [6, 12]. Шахта вела эксплуатационные работы на горизонте
591 м и одновременно подготавливала новый горизонт 710 м. Вскрытие пластов
осуществлялось двумя параллельными квершлагами: главным и вспомогатель-
ным при расстоянии между ними 25 м. Вблизи места пересечения пласта 13 на
гор. 710 м был расположен ряд тектонических нарушений. Ближайшее встречен-
ное нарушение пройдено в 45 м от пласта – одна из апофиз Чегарского надвига с
горизонтальной амплитудой смещения 3 м. Давление газа в угольном массиве
пласта Мазурка, измеренное на гор. 710 м при вскрытии его забоем главного
квершлага, составляло 5 МПа. Главный квершлаг (сечение в проходке 16,9 м2)
был остановлен на расстоянии 5 м от пласта по нормали для предварительного
снижения давления газа путём увлажнения угольного массива в зоне вскрытия.
Давление газа снизить до величины менее 1 МПа не удалось, поэтому вскрытие
пласта проводили с применением дополнительных мероприятий, в частности,
применения двухрядной металлической каркасной крепи и компенсационной
скважиной.
Пласт 13 был вскрыт из главного квершлага с применением сотрясатель-
ного взрывания, производимого с поверхности шахты. Мощность пласта в месте
этого выброса угля равнялась 1,03 м, угол падения – 67°. В момент проведения
сотрясательного взрывания произошёл выброс угля и газа в результате которого
главный и вспомогательный квершлаги горизонта 710 м были заполнены измель-
чённым углём на расстояние, соответственно 550 и 330 м. Выброшенный уголь
в основном представлял собой штыб, покрытый бархатистой пылью, местами бу-
рого оттенка. Там же находились куски непрочного угля, которые легко разру-
шались, а также куски породы и бетонной крепи. Над насыпным углём было сво-
бодное пространство размером 0,3-0,7 м [2].
Выбросы породы. Во второй половине 20-го века на строящихся и находя-
щихся в эксплуатации глубоких шахтах Донбасса при прохождении полевых вы-
работок начали происходить выбросы пород. Впервые они были зафиксированы
на глубине 750-800 м от поверхности, причём только некоторые из них носили
характер типичного выброса, т.е. с отбросом породы от забоя и расположением
её под углом меньшим естественного откоса, а также образованием полости в
породном массиве. Остальные же явления, происшедшие главным образом, при
проходке стволов шахт, проявлялись в виде внезапного разрушения и поднятия
пород в забоях [2]. Необходимо отметить, что, как правило, выбросам породы
предшествовали предупредительные признаки в виде гула в породном массиве,
выбрасывания породной мелочи при бурении шпуров или скважин. Однако сле-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
187
дует иметь в виду, что эти признаки однозначно можно считать лишь ориенти-
ровочными, а не абсолютными. Не исключены также при ведении горных работ
«запоздалые» выбросы, которые реализуются через несколько минут или даже
часов после отбойки части горного массива взрыванием. Так, например, на шахте
№ 4-21 ПО «Донецкуголь» в 17-м квершлаге выброс породы небольшой интен-
сивности произошёл через 15 минут после взрывания шпуров.
Интенсивность выбросов песчаников в Донбассе бывает самая различная
от нескольких килограммов до нескольких десятков и даже тысяч тонн. Напри-
мер, выброс песчаника, произошедший в 1962 году во 2-м южном квершлаге
шахты «Щегловская-Глубокая» (затем, им. Поченкова) ПО «Донецкуголь», имел
интенсивность 2 тыс. тонн. При осмотре выработки после выброса было уста-
новлено, что квершлаг на протяжении 10 м был засыпан измельчённой выбросом
породой на полное сечение, а дальше порода на протяжении 27 м расположилась
откосом. Постоянная крепь рамы из двутавровых балок № 22 у забоя выработки
к моменту выброса забетонированные до половины выработки, оказалась полно-
стью разрушенной.
Самым крупным выбросом песчаника в мировой практике проходки гор-
ных выработок является выброс, который произошёл в скиповом стволе шахты
«Сланы» (Чехия) при его проходке с помощью БВР на глубине 865 м от поверх-
ности. При этом выбросе песчаника вертикальный ствол, имеющий диаметр
9,9 м вчерне был полностью засыпан породой до отметки 790 м, т. е. на 66 м. По
ориентировочным подсчётам всего было выброшено в ствол 11-12 тыс. тонн из-
мельчённого песчаника и по таким же расчётам около 10000 м3 углекислого газа
(СО2) [2].
Анализ происшедших аварий при производстве сотрясательного взрыва-
ния при вскрытии пластов и проведении подготовительных выработок на шахтах
Донбасса в последние года показал, что трудовая и технологическая дисциплина
рабочих и ИТР шахт находится на недостаточно высоком уровне. Допускаются
грубейшие отступления от требований, действующих ПБ и ЕПБ, приводящие к
тяжёлым последствиям. Выявленные нарушения являются следствием слабого
контроля со стороны ИТР шахт и вышестоящих структур. В некоторых случаях
нарушителями ТБ являются лица, ответственные за проведение сотрясательного
взрывания к шахте.
Однако здесь хотелось бы отметить, что, в последнее время, укоренилось
мнение, согласно которому принято считать, что практически все аварии, связан-
ными со выбросами угля и газа и взрывами метана в шахтах происходят в основ-
ном из-за грубых нарушений Правил безопасности. Пояснением этого мнения
могло бы быть, наверное, в том числе и то, что к сожалению, так проще рассле-
довать аварию, проще найти причину и виновника, которого накажут в послед-
ствии. Вместе с этим все мы хорошо понимаем, что в результате извлечения из
недр огромных объёмов угля происходит сдвижение подработанного и надрабо-
танного горного массива, что не может, при определённых горно-геологических
условиях, не сопровождаться непрогнозируемыми естественными природными
явлениями. По нашему мнению, некоторые из рассмотренных случаев, вполне
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
188
могли бы быть также и примером таких непрогнозируемых естественных явле-
ний в углепородном массиве, приведших к рассмотренным нами авариям.
Таким образом, несмотря на описанные случаи, использование режима со-
трясательного взрывания при ведении горных является одним из наиболее без-
опасных способов борьбы с газодинамическими явлениями и одновременно этот
способ является, как правило, одним из наиболее экономически затратным, осо-
бенно при необходимости ритмичной работы угольной шахты. Поэтому основ-
ные направления дальнейших исследований должны быть продолжены в сто-
рону уменьшения затрат и повышения эффективности внедрения данного спо-
соба.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. НПАОП 10.0-1.10.10. Правила безпеки у вугільних шахтах. – Київ: Основа, 2010. – 430 с.
2. Минеев, С.П. Способы прогноза и борьбы с газодинамическими явлениями на шахтах Украины
/ С.П. Минеев. – Мариуполь: Восточный издательский дом, 2016. – 286 с.
3. Mineev, S. Application of shock blasting mode in mine roadway construction / S. Mineev, O. Yanzhula,
O. Gulai, O. Mineev, V. Zabolotnirova // Journal «Mining of Mineral Deposits» / National mining university.
– 2016. – Vol. 10, issue 2. – Pp. 91-96.
4. Песоцкий, М.К. Взрывные работы в забоях выработок повышенной опасности / М.К. Песоцкий,
А.Ю. Бутуков, А.В. Белодед, М.М. Песоцкий // Уголь Украины. – 2001. – № 11-12. – С. 41-43.
5. Минеев, С.П. Основные закономерности проявления мощных газодинамических явлений в
угольных шахтах / С.П. Минеев, А.А. Рубинский // Наукові праці Донецького національного техніч-
ного університету. Серія «Гірничо-геологічна» / ДВНЗ «ДонНТУ». – 2009. – Вип. 10(151). – С. 129-136.
REFERENCES
1. Ministry of Coal Industry (2010), NPAOP 10.0-1.10.10. Pravyla bezpeky u vugílnykh shakhtakh
[RLALP 10.0-1.10.10. Rules of carelessness at coal mines], Osnova, Kiev, Ukraine.
2. Mineev, S.P. (2016), Sposoby prognoza i borby s gazodinamicheskimi yavleniyami na shakhtakh
Ukrainy [Methods for forecasting and combating gas-dynamic phenomena in the mines of Ukraine], Vos-
tochnyy izdatel’skiy dom, Mariupol, Ukraine.
3. Mineev, S., Yanzhula, O., Gulai, O. (et al.) (2016), “Application of shock blasting mode in mine road-
way construction”, Mining of Mineral Deposits, vol. 10, issue 2, pp. 91-96.
4. Pesotskiy, M.K., Butukov, A.Yu., Beloded, A.V. and Pesotskiy, M.M. (2001), “Explosive work in the
faces of excavations of increased danger”, Ugol’ Ukrainy, no. 11-12, pp. 41-43.
5. Mineev, S.P. and Rubinskiy, A.A. (2009), “The main regularities of the manifestation of powerful
gasdynamic phenomena in coal mines”, Naukoví pratsí Donetskogo natsíonalnogo tekhníchnogo uníversytetu.
Seríya «Gírnicho-geologíchna», no. 10(151), pp. 129-136.
Об авторах
Минеев Сергей Павлович, доктор технических наук, профессор, заведующий отделом, Институт
геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, г. Днепр, Украина, sergmineev@gmail.com
Янжула Алексей Сергеевич, инженер, главный инженер ШУ «Покровское», Покровск, Украина,
office@pokrovskoe.com.ua
Кострица Андрей Алексеевич, инженер, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова
Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепр, Украина
Кирьяков Михаил Анатольевич, инженер, начальник ШПСУ ШУ «Покровское», Покровск, Укра-
ина, office@pokrovskoe.com.ua
Минеев Александр Сергеевич, кандидат технических наук, доцент Национального горного уни-
верситета, г. Днепр, Украина,
About the authors
Mineev Sergey Pavlovich, Doctor of Technical Sciences (D. Sc.), Professor, Head of the department,
M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine
(IGTM, NASU), Dnipro, Ukraine, sergmineev@gmail.com
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133
189
Yanzhula Aleksey Sergeevich, engineer, Chief Engineer of Mine Management “Pokrovskoye”, Pokrovsk,
Ukraine, office@pokrovskoe.com.ua
Kostritsa Andrey Alekseevich, engineer, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the
National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dnipro, Ukraine
Kiryakov Mikhail Anatolievich, engineer, Head of Mine-penetrating Building Management
“Pokrovskoye”, Pokrovsk, Ukraine, office@pokrovskoe.com.ua
Mineev Aleksandr Sergeyevich, Candidate of Technical Sciences (Ph. D.), Associate Professor in Na-
tional Mining University, Dnipro, Ukraine,
Анотація. Здійснення струсного підривання при веденні гірських робіт на вугільних шахтах Ук-
раїни регламентується цілою низкою нормативних документів. Разом із цим, при виробництві струс-
ного підривання має місце багато технологічних порушень режиму і нерідко відбуваються газодинамі-
чні явища, у тому числі з людськими жертвами. Режим струсного підривання на шахтах застосовується
для відбою вугільного масиву на викидонебезпечних пластах незалежно від результатів прогнозу і ефе-
ктивності, виконаних противикидних заходів; на загрозливих пластах в зонах, де поточним прогнозом
встановлені значення «небезпечний»; при проведенні вироблень по викидонебезпечних вугільних пла-
стах.
Струсне підривання застосовується в шахтах за вельми широких горно-геологічних умов. На осо-
бовикидонебезпечних пластах при виробництві струсного підривання рекомендується застосовувати
способи зниження інтенсивності і частоти викидів вугілля і газу, для чого використовується методи
збільшенням глибини зони розвантаження призабійної частини вугільного пласта, яка досягається в
шахтних умовах за рахунок вживання способів передового розпушення вміщаючих порід, що випере-
джає підривання, підривання шпурових зарядів у вміщаючих породах, передового розпушення (каму-
флетного підривання) вугільного масиву. Крім того, застосовується паспорт БВР з утворенням насип-
ної перепиняючої перемички. Збільшення зони розвантаження призабійної частини пласта досягається
вживанням передового торпедування вугільного масиву або вміщаючих порід і випереджаючого гід-
ровибуху.
Як встановлено використання режиму струсного підривання при веденні гірських робіт є одним з
найбезпечніших способів боротьби з газодинамічними явищами, але одночасно він є, як правило, од-
ним з самих економічно витратних, особливо при необхідності ритмічної роботи вугільної шахти, тому
основні напрями досліджень мають бути продовжені у напрямі зменшення витрат і підвищення ефек-
тивності вживання даного способу.
Ключові слова: режим, струсне підривання, використання, проведення виробок, газодинамічне
явище, прогноз
Abstract. In Ukraine, shock blasting, used for mining operations in the coal mines, is regulated by nu-
merous normative documents. At the same time, the shock blasting causes a number of breakdowns in produc-
tion process and different gas-dynamic phenomena, including those, which lead to death of people. In the
mines, shock blasting is used: for coal breaking in the prone-to-outburst seams regardless of the forecast results
and efficiency of the preventive measures; in risk seams with index “Danger” according to the current forecast;
and when driving the roadways in the prone-to-outburst coal seams.
The shock blasting is used in mines with wide range of mining and geological conditions. In the especially
dangerous-by-outburst seams, while using the shock blasting, it is recommended to apply methods, which
reduce intensity and frequency of gas and coal outbursts: greater depth of unloading zone in the face area of
the coal bed; pilot loosening of enclosing rocks; advanced blasting; blasting of blast-hole charge in the enclos-
ing rocks; pilot loosing (camouflet blasting) of the coal mass. Besides, passport of drilling and blasting opera-
tions with formation of the piled blocking retaining wall is applied. Area of the unloading zone in the face area
is increased by the coal mass pilot shooting and pilot hydroblasting.
Using the shock blasting mode in the mining operations is proved to be one of the safest methods for
escaping the gas-dynamic phenomena. At the same time, this method, as a rule, is one of the most cost-ineffi-
cient especially when continuous operation of the coalmine is needed. Therefore, the basic research should be
continued having in mind reduction of the method costs and improvement of its efficiency.
Keywords: mode, shock blasting, use, face driving, gas-dynamic phenomena, forecast
Статья поступила в редакцию 11.05.2017
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук, проф. В.П. Франчуком
|