Техника - молодёжи 2008-02, страница 15

А сжатая горная порода — не пассивный передатчик тектонических сил, а подобие динамита!

деревенские ходики приводит в движение не сжатая пружина, как в обычных механических часах, а гиря. Необходимую для хода часов энергию она даёт, опускаясь из верхнего положения в нижнее. Чтобы высвободилось определённое количество гравитационной энергии, необходимо, чтобы масса пород опустилась относительно своего исходного положения в направлении центра Земли — «вниз», как мы говорим, — на величину, которая соответствует выделенной энергии. Количество энергии, которое можно получить за счёт опускания — или падения — груза с определённой высоты, можно вычислить. И обратно: если нам известно количество высвобожденной энергии, можно вычислить, насколько груз опустился.

При разработке рудных месторождений камерным способом в теле Земли образуются громадные пустоты. Бывали случаи, когда такие пустоты самопроизвольно обрушались. Породы всей массой шли вниз, как поршень в цилиндре гигантского насоса. По рассказам очевидцев, напором воздуха при этом вагонетки гнало по выработкам, как пули в духовом ружье, а тела людей процеживало сквозь стволовые решётки.

На поверхности момент обрушения выглядит впечатляюще. Он подобен ядерному взрыву с образованием облака пыли классической грибообразной формы. При этом в земле образуются провалы до семидесяти метров глубиной.

Не так давно на одном из рудников Кривого Рога подсчитали энергию, высвобождаемую таким обрушением. Она примерно втрое больше, чем та, что должна была бы высвободиться при обрушении такой массы...

Если бы энергетическим источником шахтной сейсмичности, например, Североуральского бокситового рудника (СУБРа), был вес горных пород, падающих — или просто опускающихся — в подземные пустоты, то сейсмический процесс сопровождался бы грандиозными просадками поверхности. Между тем, прецизионные геодезические съёмки, проведённые на поверхности в пределах шахтных полей высокосейсмичных шахт СУБРа, показали: просадок поверхности практически нет.

Коварство горного удара

Горный удар — явление, известное любому горняку. Он может разрушить сотни метров подземных выработок, обрушить в них тысячи кубометров разбитой в куски породы. Гибнут люди, техника, выходят из строя целые участки горнодобывающих предприятий, а то и предприятия в целом. На поверхности удар ощущается, как землетрясение. Среди специалистов не сыскать такого, кто, даже располагая исчерпывающими данными о геологии и технологической схеме будущей шахты, смог бы с уверенностью определить наперёд, появятся в нём горные удары в процессе эксплуатации или нет.

Горный удар — это лишь один из представителей довольно большого

семейства динамических явлений, самопроизвольного взрывоподобного разрушения пород, сопровождающегося излучением упругих волн. Слабые потрескивания относят к акустической шумности пород, а события посильней— к шахтным землетрясениям. На долю собственно горных ударов приходится всего 2% от энергии, сбрасываемой шахтными землетрясениями.

Примерно до 70-х гг. прошлого века горняки полагали, что запас упругой энергии в горных породах создают силы гравитации — вес вышележащих толщ пород. Однако количественные оценки и анализ природных ситуаций приводят к другому выводу: для столь сильной энергонасыщенности пород сил гравитации недостаточно. Скажем,

13