Влияние солнечной активности на распределение газодинамических явлений в угольных шахтах во времени Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

|— Коротко об авторах

Грабский А.А. - Московский государственный горный университет.

- © Б.М. Иванов, А.В. Харченко,

С.В. Индыло, А.В. Колесов, 2006

УДК 622.4:502.3

Б.М. Иванов, А.В. Харченко, С.В. Индыло, А.В. Колесов

ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ ВО ВРЕМЕНИ'

Большая советская энциклопедия в разделе солнечно-земные связи представляет информацию о реакции нашей планеты Земли на изменение солнечной активности, уровень которой изменяется с периодом около 11 лет, а мак-

* Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 05-05-65065) и гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых № МК-3042.2005.5

291

симумы 11-летнего цикла - периодом около 90 лет [1]. Солнечная активность представлена совокупностью явлений, наблюдаемых на Солнце и связанных с образованием солнечных пятен, факелов, протуберанцев вспышек, увеличением ультрафиолетового, рентгеновского, корпускулярного излучения и др. Интенсивность явлений солнечной активности характеризуют условными индексами, в частности, относительным числом солнечных пятен (числа Вольфа) [2, 3], которые коррелируют например, с числом землетрясений, колебаниями уровня озер, эпидемиями гриппа, тифа, холеры, числом сердечно-сосудистых заболеваний и др. В горном деле взаимосвязь солнечной активности с проявлением внезапных выбросов угля и газа наиболее последовательно прослеживали в своих публикациях профессора В.Н. Пузырев, И.М. Петухов и Б.Г. Тарасов [4, 5].

Изменение циклов солнечной активности представлено на рис. 1. Нумерация солнечных циклов началась с 1749 года, когда начались регулярные ежедневные наблюдения числа солнечных пятен. Солнечные пятна обладают сильным магнитным полем и меняют полярность на противоположную в течение цикла (примерно 11 лет). Это означает, что полный магнитный цикл Солнца состоит из двух одиннадцатилетних - четного и нечетного.

292

Рис. 1. Активность солнечных циклов (по числу Вольфа)

Нами сделана попытка проследить взаимосвязь и влияние солнечной активности и лунных приливов на горные удары, внезапные выбросы угля и газа, динамические разломы пород почвы горных выработок, внезапных выбросов породы и газа и метановоздушных взрывов в угольных шахтах.

На рис. 2 показаны примерные схемы газодинамических явлений (ГДЯ) в угольных шахтах. На рис. 2, а показан внезапный выброс на шахте «Западная» пл. /3 «Суходольский», спровоцированный сотрясательным взрыванием (СВР); на рис. 2, г - динамический разлом пород почвы с повышенным газовыде-

293

б) Горный удар, ш. Центральная, Кизеловский бассейн. Вент. штрек лавы №772 25.06.1970 г.

20

О 20 1>0м

II шшшщ

угщъ <SN ,

в) горный удар, ш. №8 им.В.И.Ленина, Шурабское месторождение, орт-квершлаг №19бис. 27.12.1966 г.

го о го 40м

Рис. 2

294

г) динамический разлом пород почвы, ш. «Суходольская», 31.05.1983

г.

-1*

Рис. 2. Примерные схемы ГДЯ (продолжение)

лением на шахте «Суходольская» на сопряжении 5-го зап. конв. штрека с 4-й зап. лавы пл.121.

Взаимосвязь показателя солнечной активности W (числа Вольфа) и количества ГДЯ по годам можно проследить на рис. 3.

На рис. 3, а в 18-19 циклах солнечной активности показана обратно пропорциональная взаимосвязь чисел Вольфа W и количества горных ударов N. В 20-21 циклах такого соответствия уже не наблюдается. На рис. 3, б также в 18-19 циклах солнечной активности наблюдается с 1-2х летним смещением соответствие максимума W минимальному значению внезапных выбросов угля и газа (собственно внезапных выбросов) и спровоцированных сотрясательным взрыванием и наоборот. В 20-21 циклах такого соответствия не прослеживается. На рис. 3, в в 20-21 и частично 22 циклах солнечной активности показано прямо пропорциональное соответствие максимумов и минимумов числа внезапных выбросов породы и газа с заметным общим снижением их числа.

На рис. 4 показано распределение ГДЯ, таких как горные удары (ГУ), внезапные выбросы угля и газа (ВВУГ), динамические разломы пород почвы (ДРПП), взрывы метановоз-

295

душных смесей (рис. 4, а), а также травматизма (рис. 4, б) по месяцам с 1943 по 1993 года.

296

100 1 N 80 60 40 20

W

^ ^ ^ ^ — N - горные удары —д

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

^ ^ ^ W - число Вольфа

350 300 250 200 150 100 50 0

Числа Вольфа W

Внезапные выбросы угля и газа

Вн

500 450 400 350 300 250 200 150 100 50

Внезапные выбросы породы Число Вольфа

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995

Рис. 3. Взаимосвязь числа Вольфа и количества ГДЯ по годам

0

297

Рис. 4. Распределение ГДЯ по месяцам с 1943 по 1993 гг.

Выводы

1. Графики распределения ГДЯ (внезапных выбросов угля и газа, горных ударов, динамических разломов пород почвы горных выработок) в сопоставлении с уровнем солнечной активности (числа Вольфа) показывают обратно пропорциональную взаимосвязь, сопоставление W с количеством вне-

298

запных выбросов породы и газа показывает прямо пропорциональную связь. В 21 и 22 циклах солнечной активности такой четкой связи не наблюдается

2. Распределение названных ГДЯ, а также взрывов ме-тановоздушных смесей и числа жертв аварий по месяцам за последние 50 лет показывает их приуроченность к IV и I кварталам (периодам осеннего и весеннего равноденствия), а по взрывам метановоздушных смесей дополнительно в июле и сентябре.

3. Следует поддержать предложения проф. И.М. Петухо-ва и В.Н. Пузырева для повышения безопасности ведения горных работ учитывать наиболее неблагоприятные дни и месяцы по лунно-солнечным приливам и (возможно) приступить к разработке соответствующего технического регламента.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чебатарев Т.А. Небесная механика. Планеты. Космогония. - М. БСЭ.: 1976. - Т.24. - с.143-155

2. Ишков В.Н., Кононович Э.В. Солнечная активность. Вселенная и мы. М.:

1993.

3. Мирошниченко Л.И. Космические лучи в межпланетном пространстве. М.: 1973.

4. Пузырев В.Н. К вопросу о закономерностях проявления внезапных выбросов угля и газа в шахтах, обусловленных периодическими изменениями космических факторов. / ФТПРПИ №4, 1968

5. Батурина И.М., Тарасов Б. Г., Яковлев Д.В. Роль некоторых глобальных факторов в проявлении горных ударов и землетрясений. //Кн.: Петухов И.М. Горные удары на угольных шахтах. / С-Пб., МНЦ ВНИМИ, 2004. - с.106-159.

— Коротко об авторах

Иванов Б.М. - доктор технических наук, профессор, Харченко А.В. - кандидат технических наук, ИПКОН РАН,

Индыло С.В. - горный инженер, Колесов А.В. - горный инженер, ОАО «Гуковуголь».

299