Snowmelt water breakthrough into coal mine

Н.A.  Милетенко; В.Н.  Одинцев; Е.В.  Федоров

doi:10.51301/ejsu.2025.i6.06

Авторы

Н.A. Милетенко Институт комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН), Россия
В.Н. Одинцев Институт комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН), Россия
Е.В. Федоров Институт комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН), Россия

DOI:

https://doi.org/10.51301/ejsu.2025.i6.06

Ключевые слова:

подземная добыча полезных ископаемых, земная поверхность, провал (карстовая воронка), паводковые воды, техно-генные напряжения в горных породах, естественный гидроразрыв, фильтрация, прорыв воды

Аннотация

В работе рассматривается механизм прорыва паводковых вод из техногенного провала земной поверхности в подземную выработку. На основе компьютерного моделирования показано, что в зоне влияния подземных горных работ формируется область растягивающих напряжений. Под действием растягивающих напряжений и гидростатического давления воды может развиваться естественный гидроразрыв горных пород от провала к горной выработке. Опасный приток воды в подземную выработку может быть связан как с непосредственным выходом трещины гидроразрыва в выработку, так и с предварительным интенсивным фильтрационным притоком воды из трещины в выработку в случае замедления развития трещины. При приближении к выработке рост трещины может прекращаться вследствие локального сжатия пород вблизи выработки. Моделирование показало, что реальная картина катастрофического притока воды в вентиляционную галерею не может быть объяснена только фильтрационным механизмом. Катастрофический прорыв воды может быть обусловлен развитием крупной водопроводящей трещины, растущей от естественной морозной трещины в днище провала в сторону подземной выработки.

Библиографические ссылки

The Ministry of the Russian Federation for Civil Defence, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disas-ters. (2000). Guidelines for the Organization and Carrying out of the Actions Directed on Reduction of Consequences of Spring Floods and Freshets. Moscow

The Ministry of Regional Development of the Russian Federa-tion. (2011). The Building Codes and Regulations «SNiP 2.01.09-91. Buildings and structures on the undermined territo-ries and subsidence soil». Moscow

Mironenko, V., & Strelsky, F. (1993). Hydrogeomechanical problems in mining. Mine Water and the Environment, 112, 35-40

Luckner, L., & Shestakov, V. (1991). Migration Processes in the Soil and Groundwater Zone. CRC Press, Boca Raton

Iophis, M.A. (2002). The nature and mechanism of formation of water-conducting fractures in the rock mass. Mining Informa-tional and Analytical Bulletin, 4, 33-34

Xing, M., Li, W., Wang, Q., & Yang, D. (2015). Risk Predic-tion of Roof Bed-Separation Water Inrush in Coal Mine, China. Electronic Journal of Geothechnical Engineering, 20(1), 301-312

Liu, Y., Liu, Q., Jin, Z., Cai, L., & Cui, X. (2014). A simulation study of support break-off and water inrush during mining un-der high confined and thick unconsolidated aquifer. Open Jour-nal of Geology, 4(12), 5990611. https://doi.org/10.4236/ojg.2014.412044

Odintsev, V.N., & Miletenko, N.A. (2015). Water inrush in mines as a consequence of spontaneous hydrofracture. Journal of Mining Science, 51(3), 423-434

Grechishchev, S.E., Chistotinov, L.V. & Shur, Y.L. (1984) Fundamentals of modeling of cryogenic physical-geological processes. Nauka

Gorbachevskij, A.Y. (2007). Development of residual reserves of the Yunyaginsky deposit by the open method in the Arctic. Mining Informational and Analytical Bulletin, 1, 258-265

Kostarev, A.P., & Mitishova, N.A. (2000). Improving the effec-tiveness of measures to prevent water breakouts in coal mines. Occupational Safety in Industry, 1, 35-38

Miletenko, N.A. (2007). On the issue of water breakthroughs in underground mining. Mining Informational and Analytical Bul-letin, 6, 107-111

Odintsev, V.N., & Miletenko, N.A. (2015). Water inrush in mines as a consequence of spontaneous hydrofracture. Journal of Mining Science, 51(3), 423-434, https://doi.org/10.1134/S1062739115030011

Stavrogin, A.N., & Protosenya, A.G. (1985). Rock Strength and Stability of Mine Openings at Great Depths. Nedra, Moscow

Iophis, М.А. (2006). On the issue of forecasting and preventing the consequences of the collapse of tunnels. Tunnel Association of Russia. Moscow

Iophis, M.A., Odintsev, V.N., Blokhin, D.I. & Sheinin, V.I. (2007). Experimental investigation of spatial periodicity induced deformation in a rock mass. Journal of Mining Science, 43(2), 21-27