![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Можно ли прогнозировать устойчивость подземных выработок, не спускаясь в шахту |
Гликман А.Г. Опять произошло обрушение пород кровли в руднике, и погибли люди. На этот раз, в Норильске. Если посмотреть в интернете на поисковике, то можно увидеть, что беда эта происходит в подземном пространстве регулярно и неотвратимо, во всех точках Земли, независимо от уровня техники и исполнения правил техники безопасности. По статистике, при ведении подземных работ по этой причине происходит 50% травматизма. Потому обрушение и называется внезапным, что люди смирились с тем, что спрогнозировать его нельзя. Впрочем, не совсем так. В Горно-технологической лаборатории Горного факультета Ленинградского горного института (ЛГИ) с 1977-го до 1993-го года проводилась научно-исследовательская работа (НИР) по созданию аппаратуры и методики прогнозирования обрушения пород кровли в угольных шахтах. Вообще говоря, такая же НИР перманентно проводится во всех горняцких НИИ во всем Мире, но ссылаться на них никто не будет, так как успехов там нет, и, как мне кажется, не предвидится. В ЛГИ же произошло несколько иначе. Там в 1977-м году родился, на правах незаконнорожденного, новый геофизический метод, с помощью которого оказалось возможным обнаруживать поверхности потенциального и/или фактического расслоения углевмещающих пород. Угленосная породная толща - принципиально слоистая среда, и, надо полагать, немалую роль в поведении этой толщи играет прочность контакта ("склеивания") соседних слоев. И действительно, использование нового (получившего в дальнейшем название спектрально-сейсморазведочного) метода при исследовании горных пород, залегающих в кровле угольного пласта, позволило выявить закономерности, которые сейчас нам кажутся, как говорят, тупо очевидными, но тогда, 25 лет назад - неожиданными, и даже парадоксальными. Так, нам удалось установить, что обрушению пород кровли предшествует их расслоение. Или, иначе говоря, пока породы не расслоятся, обрушения не будет. А если мы с помощью метода ССП (спектрально-сейсморазведочного профилирования) можем сказать, где именно идет расслоение, то, по-видимому, следует говорить о прогнозе обрушения пород. В самом деле, если вам сообщат, что у вас над головой, скажем, полуметровый породный слой не имеет сцепления с вышележащими породами, то вы на основании этого уже можете принять решение - подкрепить ли кровлю в данном месте, обрушить ли этот слой или просто оградить опасное пространство. То есть, обрушение перестало быть внезапным. Этот подход проверялся шахтными геологами лет пять, после чего, по их требованию (!), началось массовое производство аппаратуры, реализующей его. Аппаратура получила название "Резонанс", и к 1993-му году ею пользовались уже во всех угольных регионах СССР. Для справки, сообщу следующее. Передо мной "памятка шахтеру", представленная американской угольной наукой в 1990 году на выставку "Уголь-90", проходившую в Донецке. Там рекомендуется шахтеру постоянно оценивать устойчивость кровли следующим способом. Прижав левую руку к кровле, правой рукой наносить удары молотком по кровле на расстоянии примерно 1 метра. Если левой рукой мы не ощутим вибрации от удара, значит, кровля прочная.
Увы, этот способ не уменьшил статистики травматизма от обрушения пород кровли. У нас же на шахтах, использовавших аппаратуру "Резонанс", внезапного обрушения уже быть не могло. Нельзя сказать, что работа над физикой этого метода и внедрение аппаратуры "Резонанс" были безоблачными. Известно ведь, что если вы сделаете хотя бы один самостоятельный шаг в науке, то вас немедленно постараются заставить шагнуть обратно. Здесь же мне пришлось бы долго шагать назад. Первый шаг - это обнаружение нового, ранее неизвестного физического эффекта. Эффект этот был обнаружен еще в 1977 году и заключался в том, что породный слой проявляет свойства колебательной системы, собственная частота которой однозначно связана с толщиной (мощностью) этого слоя. А дальше от нас уже ничего не зависело. Дело в том, что, в соответствии с законами методологии, новый физический эффект обязательно становится основой нового исследовательского метода (каковым и стал метод ССП). Далее, согласно законам методологии, метод, основанный на новом физическом эффекте, обязательно становится источником принципиально новой информации. Вот как раз первая порция этой информации и позволила нам подойти к решению проблемы прогнозирования устойчивости кровли в угольных шахтах. Принципиальная новизна заключалась в том, что с помощью наших измерений выявлялись поверхности, по которым может идти или уже идет расслоение. Поверхности эти другими методами не идентифицируются1 . В большинстве случаев, эти поверхности ОМК формировались сверхтонкими углистыми прослоями, которые, оказывая решающее влияние на устойчивость кровли, не выявлялись не только геофизикой, но даже и при разведочном бурении. При выбуривании, керн в тех местах, где он пересекает углистый прослой, ломается, а сам углистый материал вымывается промывочной жидкостью, не оставляя никаких следов. С 1993 года по независящим от нас причинам мы в угольной науке не работали. Как в дальнейшем оказалось, именно этот момент позволил нам разобраться с одним очень существенным явлением. Дело в том, что, занимаясь прогнозированием обрушения пород кровли с помощью аппаратуры "Резонанс", мы иногда встречались со случаем, когда кровля, сложенная прочным песчаником большой мощности, при полном отсутствии в нем поверхностей ОМК, тем не менее, оказывается неустойчивой. Песчаник при этом высыпается, будучи разбитым как бы на плиточки. Каждая плиточка в отдельности очень прочна, и до причин такого разрушения столь прочного материала мы тогда так и не додумались. Это был очень крупный камень в наш огород, так как если метод, предназначенный для сохранения жизни людей, пусть и очень редко, но может дать неправильную информацию об устойчивости кровли, причем, в сторону ее завышения относительно реальной, то это может иметь катастрофические последствия. С тех пор прошло 10 лет. За это время приведенные выше законы методологии проявили себя в полной мере. Применяемый нами с поверхности (поскольку в шахтах мы работать в течение этого периода не могли) метод ССП оказался действительно неиссякаемым источником информации о строении и свойствах земной толщи.
В частности, нам удалось обнаружить фактор, из-за которого происходят необъяснимые разрушения инженерных сооружений. Но и здесь получилось так, что результаты наших исследований противоречили устоявшимся взглядам. Во-первых, оказалось, что основным геологическим объектом, подлежащим выявлению с помощью метода ССП, являются тектонические нарушения. Первоначально, когда мы это поняли, особого удовлетворения никто не испытал, потому что, если обратиться к геологической и геофизической литературе, то оттуда можно узнать, что практически все известные геофизические и геологические методы претендуют на то, что с их помощью эти геологические объекты выявляются. Однако когда мы стали исследовать зоны тектонических нарушений, то оказалось, что свойства их радикальным образом отличаются от тех, которые им приписывались до сих пор. Так, согласно учебной, научной и нормативной литературе, при достаточно большой мощности осадочного чехла тектонические нарушения не оказывают никакого влияния на инженерные сооружения. Вместе с тем, согласно результатам, полученным с помощью метода ССП, оказалось, что внезапные разрушения инженерных сооружений2 происходят практически всегда в зонах тектонических нарушений. Многие сотни измерений, сделанные нами с помощью метода ССП, однозначно доказывают, что при всех существующих мощностях осадочного чехла (во всяком случае, до 8000 м) горные породы в зонах тектонических нарушений обладают вполне определенными свойствами, о которых никто никогда даже и не предполагал. Строго говоря, горные породы, находящиеся непосредственно над разрывным тектоническим нарушением, на всю мощность осадочного чехла и породами-то назвать нельзя. О состоянии их можно судить хотя бы потому, что при попадании разведочной скважины в эту зону, керн взять не удается, настолько они разрушены. Дело в том, что на всю толщу осадочного чехла геологический материал в зонах тектонических нарушений не слеживается в породу, поскольку частицы этого материала находятся в постоянном микроперемещении сверху вниз, участвуя в бесконечном процессе залечивания пород кристаллического фундамента, находящегося в разрушенном состоянии. Более того, как оказалось доказанным учеными Института Горного дела УрАН (отделом прогнозирования техногенных катастроф, ), породы в пределах зон тектонических нарушений находятся в состоянии постоянной пульсации. Все вместе, это объясняет физику разрушения инженерных сооружений в зонах тектонических нарушений. Причем независимо от того, находятся ли эти сооружения на поверхности или в подземном пространстве. Что касается подземного пространства, то летом нынешнего, 2003 года нами был осуществлен эксперимент по оценке горно-геологической ситуации в угольной шахте с помощью метода ССП при профилировании по поверхности, в пределах шахтного поля. Измерения проводились на поле шахты, испытывавшей в течение последних месяцев серьезные затруднения при ведении очистных работ. Эти затруднения заключались в повышенном вывалообразовании пород кровли. Профили ССП проходили над выработками через участки, где имели место осложнения.
Из всего этого следует, что сказки и мифы оставили нам четкую карту знаний и практик прошлого и путь, которым нужно следовать в настоящем. На этом заканчивается четвертое испытание безрукой девицы можно было бы сказать, что девичья часть спуска завершена, поскольку она стала королевой жизни и смерти. Теперь она лунная женщина, которая знает, что происходит ночью; даже само Солнце должно прокатиться мимо ее подземных владений, чтобы обновиться для следующего дня. Но это еще не lysis, не конец. Мы лишь на середине превращения это место, где нас задерживает любовь и откуда мы медленно ныряем в следующую бездну. Итак, вперед! Этап пятый: терзания души Король отправляется на войну в дальние страны и просит мать позаботиться о молодой королеве, а также наказывает ей послать ему весть, когда супруга родит дитя. Молодая королева производит на свет здорового младенца, и радостная весть уже в пути. Но гонец засыпает у реки, и тут снова появляется дьявол и подменяет письмо, которое теперь гласит: "Королева родила полуребенка-полусобаку"
1. Можно ли утверждать, что литература сегодня воспитывает читателя?
2. Пахнет ли роза, если ее никто не нюхает
3. Можно ли утверждать, что литература сегодня воспитывает человека?
4. Можно ли обучить творчеству?
9. Мутации и новые гены. Можно ли утверждать, что они служат материалом макроэволюции?
10. Можно ли воспитать лидера и как это сделать?
11. Как вы считаете, можно ли говорить о кризисе морали в современном российском обществе
12. План горных работ для улучшения проветривания выработок II блока шахты "Северная"
13. Знаете ли вы историю... Или почему мы не учимся на чужих ошибках?
14. Устойчива ли Солнечная система?
15. Процветает ли Китай и почему не стоит перенимать китайский опыт для России?
16. Не погас ли сегодня огонь Прометея, или актуален ли альтруизм
17. Есть ли жизнь во вселенной
18. Одиноки ли мы во Вселенной?
19. Одиноки ли мы во Вселенной?
20. Анализ устойчивости и поддержание орбитальной структуры космической системы связи
21. Структура и состояние водоснабжения и водосброса, подземных вод и артезианских скважин города Киева
25. Нелегальная миграция в России и методы борьбы с ней
26. Роль Великой Октябрьской революции для России и мира. Была ли альтернатива февральской революции
27. Почему позицию Аввакума можно назвать изоляционистской и национально-консервативной?
28. Проблема нераспространения и не использования оружия массового уничтожения (ОМУ)
29. Может ли Интернет нанести вред демократии?
30. Может ли Интернет нанести вред демократии?
31. Статья: "пойду ли я на дискотеку"
32. "Освобожден народ, но счастлив ли народ ?" по поэме Некрасова "Кому на Руси жить хорошо"
33. Что стало бы с литературой, если бы не было музыки
34. Быть или не быть книге (интернет против книг)
35. Лермонтов во многом еще не открыт. Он – до сих пор тайна…
36. "...Мне не стало хватать его..." (о творчестве В.С. Высоцкого)
37. Д.И.Менделеев: не наукой единой
41. Есть ли пределы развития и миниатюризации компьютеров?
42. Чего не может компьютер, или Труднорешаемые задачи
43. Исследования устойчивости и качества процессов управления линейных стационарных САУ
44. Проверка устойчивости системы автоматического управления
45. Решение задач - методы спуска
47. Бронхиальная астма и лечебная физкультура при ней
48. Загрязнение подземных вод Москворецкого бассейна
49. Могут ли восстанавливаемые виды энергии полностью заменить фоссильные топлива?
50. Концепции устойчивого развития как выражение взаимоотношений "общество- природа"
51. Расчет подземных инженерных сетей
52. Перевод электроснабжения подземных участков шахты "Интинская" на U=1140В
53. Подземные дворцы (Петербургское метро)
58. Исчезнет ли человек как вид?
59. Путешествие в прошлое и будущее. Возможно ли это?
60. Финансовая устойчивость коммерческих банков
61. Характеристика продукции лесного комплекса и цен на нее
62. Структура организации, влияние на нее законов теории организации
63. Учет и анализ платежеспособности и финансовой устойчивости предприятия
64. Анализ платежеспособности и финансовой устойчивости несостоятельного предприятия
65. Управление финансовой устойчивостью на предприятии
66. Играют ли деньги главенствующую роль в современной экономике России
67. Нужна ли новой экономике новая концепция конкуренции ?
68. Протекционизм и фритредерство: следует ли искать "золотую середину"?
69. Почему в России не уважают законы
73. Готовился ли Сталин к войне с Германией
74. Почему Деникин не взял Москву
76. Пётр Великий, действительно ли он великий
77. ОАО ГАЗ не только автомобили
78. Христианство - не значит пацифизм
79. Является ли Россия европейской страной?
80. Североафриканская кампания во второй мировой войне и роль в ней фельдмаршала Эрвина Роммеля
81. Наступит ли конец эпохи огнестрельного оружия?
82. Возможен ли искусственный интеллект
83. В списках не значился. Васильев Б.Л.
84. Трое в лодке, не считая собаки. Джером К. Джером
85. Джемс. Существует ли сознание
89. "Не только самурай и гейша"
90. А была ли античная литература?
92. «Когда ум с сердцем не в ладу...»
93. Будь или не будь
94. “Сказка ложь, да в ней намек!..”
95. «Настоящую нежность не спутаешь...» (любовь в лирике А. А. Ахматовой)
96. “Сказка ложь, да в ней намек!..” (А.С. Пушкин)
97. Согласны ли вы с А. С. Пушкиным в том, что “России определено было высшее назначение”?
98. "Мы живем, под собою не чуя страны..."
99. "Что же такое жизнь, как не машина, которую приводят в движение деньги?"