Факторы, повышающие опасность проявления газодинамических явлений в угольных шахтах

Разнообразие горно-геологической составляющей угольных месторождений, их индивидуальность, сложные геодинамические условия отработки угольных пластов с учётом скоростного ведения проходческих и добычных работ являются факторами рисков, требующих постоянного изучения. Нередко возникают ситуации, на которые нельзя дать однозначного ответа, а для их разрешения требуются нелинейные подходы. Технические и технологические решения должны быть направлены на локализацию рисков геодинамической природы. Высокая вероятность дестабилизации состояния массива горных пород, прогрессирующей вследствие техногенного воздействия, требуют своевременных действий для предотвращения катастрофических последствий. Актуальной в подобных случаях становится идентификация форм рисков, использование проверенных и адекватных приёмов для исследования реакции среды и фиксации (контроля) развития сложноорганизованных природных процессов и «нетипичных» (особых) форм их проявления. С 2014 года угольные предприятия с подземной добычей работают в режиме использования многофункциональной системы безопасности — МФСБ, что обеспечивает применение дополнительных средств контроля с проведением адаптационных испытаний новых технологий, методов прогноза и предотвращения газодинамических явлений на угольных месторождениях. Основополагающую роль в реализации на практике геодинамического мониторинга при широкомасштабных исследованиях играет сформированный набор средств и методов контроля, предельно точно и эффективно пополняющий структуру МФСБ действующего угледобывающего предприятия. 

Бондарев А. В., Шабаров А. Н., Шванкин М. В., Василенко Т. А.  Факторы, повышающие опасность проявления газодинамических явлений в угольных шахтах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2025. — № 11-1. — С. 77—95. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_111_0_77.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (FSRW-2023-0002 Фундаментальные междисциплинарные исследования недр Земли и процессов комплексного освоения георесурсов).

Бондарев Алексей Владимирович¹ — ведущий инженер лаборатории геодинамической безопасности Научного центра геомеханики и проблем горного производства, alex_bondarev78@mail.ru, SPIN-код: 2904−4066, AuthorID: 689415, https://orcid.org/0009-0006-9363-701X;
Шабаров Аркадий Николаевич¹ — докт. техн. наук, директор Научного центра геомеханики и проблем горного производства, Shabarov_AN@pers.spmi.ru, AuthorID: 108771, ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-7925-3163;
Шванкин Михаил Васильевич¹ — канд. техн. наук, заведующий сектором лаборатории геодинамической безопасности Научного центра геомеханики и проблем горного производства, vnimi-sgu@yandex.ru, AuthorID: 479112;
Василенко Татьяна Анатольевна¹ — докт. техн. наук, главный научный сотрудник лаборатории геодинамической безопасности Научного центра геомеханики и проблем горного производства, tvasilenko@mail.ru; AuthorID 57212244174, https://orcid.org/0000-0003-4290-1520;
¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Бондарев Алексей Владимирович, e-mail: alex_bondarev78@mail.ru.

1. Сидоренко А. А., Дмитриев П. Н., Ярошенко В. В. Комплексное обоснование технологической структуры угольной шахты // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2021. — № 8. — С. 5–22. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_8_0_5.
2. Черданцев Н. В. Параметры опорного давления около очистной выработки с двумя вариантами учёта свойств обрушенных пород // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. — 2024. — № 1. — С. 23–31. DOI: 10.25558/VOSTNII.2024.11.82.003
3. Данильев С. М., Секерина Д. Д., Данильева Н. А. Локализация участков развития геомеханических процессов в подземных выработках по результатам трансформационно-классификационного анализа сейсморазведочных данных // Записки Горного института. — 2024. — Т. 266. — С. 260–271. 
4. Мулев С. Н., Рукавишников Г. Д., Мороз Д. И., Пашкова В. И., Мороз Н. Е. Мониторинг напряженного состояния сейсмическими и расчетными методами на шахтах АО «Воркутауголь» // Уголь. — 2022. — № 12(1161). — С. 88–93. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-12−88−93.
5. Сашурин А. Д., Мельник В. В. Природно-техногенные катастрофы на горных предприятиях: истоки и пути предупреждения // Проблемы недропользования. — 2020. — № 4(27). — С. 5–13. DOI: 10.25635/2313−1586.2020.04.005.
6. Выговский Д. Д., Выговская Д. Д. Влияние горного давления на величины смещения боковых пород в горных выработках при различных способах подготовки выемочных полей // Проблемы горного давления. — 2022. — № 1–2 (42–43). — С. 48–55. 
7. Локтюкова О. Ю., Кравчук А. В. Методика прогнозирования тектонических нарушений на основе переинтерпретации данных геологоразведочных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2025. — № 2. — С. 114–129. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_2_0_114.
8. Nosov V. V., Borovkov A. I., Artyushchenko A. P. Predicting rock bursts in rock mass blocks using acoustic emission // Resources. 2022, vol. 11(10). DOI: 10.3390/resources11100087.
9. Киряева Т. А., Рукавишников Г. Д. О влиянии землетрясений и мощных технологических взрывов на газодинамическую активность угольных шахт // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2021. — № 2. — С. 385–395.
10. Батугин А. С., Мороз Н. Е. История развития и перспективы дальнейшего применения метода геодинамического районирования // Горная промышленность. — 2024. — № S3. — С. 14–19. DOI: 10.30686/1609-9192-2024-3S-14−19.
11. Фуникова В. В., Дудлер И. В. Проблема нарастающей опасности техногенных изменений геологической среды и пути ее решения // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. — 2022. — № 1. — С. 3–12. DOI: 10.31857/S0869780922010052.
12. Корнилов М. Ф., Мишин Н. И., Панфилов А. Л. Структурно-геологические модели месторождений как основа оценки ресурсов и запасов полезных ископаемых // Недропользование XXI век. — 2007. — № 3. — С. 60–62.
13. Сидоров М. С., Лебедев И. М., Мулев С. Н., Тюхрин В. Г. Обеспечение геодинамической безопасности на угольных шахтах // Горная промышленность. — 2024. — № S3. — С. 37–43. DOI: 10.30686/1609-9192-2024-3S-37−43.
14. Кабанов Е. И. Анализ риска аварий на угольных шахтах с учетом человеческого фактора // Горный журнал. — 2023. — № 9. — С. 48–54. DOI: 10.17580/gzh.2023.09.07.
15. Иванов Л. А., Туманов В. В., Савченко А. В. Структурно-геодинамические предпосылки использования микросейсм для поиска аномальных скоплений метана // Труды РАНИМИ. — 2022. — № 16–17(31–32). — С. 46–57.
16. Зыков В. С., Лазаревич Т. И. Классификация динамических явлений в угольных шахтах // Уголь. — 2016. — № 11(1088). — С. 47–53. DOI: 10.18796/0041-5790-2016-11−47−53.
17. Feng F., Yang D., Jiang Q. A data-driven method for the deformation analysis of layered rocks // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2025, vol. 186, p. 106030. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2025.106030.
18. Вербило П. Э., Карасев М. А., Шишкина В. С. Прогноз геомеханического состояния структурно нарушенных породных целиков с учетом запредельного их деформирования // Горный журнал. — 2025. — № 3. — С. 41–47. DOI: 10.17580/gzh.2025.03.06.
19. Радченко А. Г. Анализ современных взглядов на формирование и проявление внезапных выбросов угля и газа на шахтах Донбасса // Проблемы горного давления. — 2024. — № 1–2 (46–47). — С. 56–70.
20. Багаутдинов И. И., Шабаров А. Н., Локтюкова О. Ю. Горные удары и их связь с геолого-структурными особенностями массива // Горный журнал. — 2025. — № 03. — С. 53–60. DOI: 10.17580/gzh.2025.03.08. 
21. Батугин А. С. Геодинамические эффекты предельно напряженного состояния земной коры // Горная промышленность. — 2023. — № S1. — С. 14–21. DOI: 10.30686/1609−9192−2023-S1−14−21.
22. Петухов И. М. Горные удары на угольных шахтах. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: ВНИМИ, 2004. — 238 с.
23. Кротов Н. В., Дупак Ю. Н., Вернигор В. М., Веселов А. П. Геодинамическая оценка отработки мульдовой части Воркутского месторождения // Проблемы геодинамической безопасности. II Международное рабочее совещание, 24–27 июня 1997 г. — СПб.: ВНИМИ, 1997. — С.120–122. 
24. Шванкин М. В., Бондарев А. В. Особенности отработки удароопасных пластов в условиях труднообрушаемых кровель // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. — 2019. — № 2. — С. 81–88. DOI: 10.25558/VOSTNII.2019.10.2.010.
25. Казанин О. И., Ильинец А. А. Обеспечение устойчивости выемочных выработок при подготовке выемочных участков пологих угольных пластов тремя выработками // Записки Горного института. — 2022. — Т. 253. — С. 41–48. DOI: 10.31897/PMI.2022.1.
26. Зубов В. П., Фук Л. К. Разработка ресурсосберегающей технологии выемки пологих угольных пластов с труднообрушающимися породами кровли (на примере шахт Куангниньского угольного бассейна) // Записки Горного института. — 2022. — Т. 257. — C. 795–806. DOI: 10.31897/PMI.2022.72. 
27. Klishin V. I., Opruk G. Yu. The methods of hydraulic fracturing of a rock massif to provide coal mining safety // Coal Chemistry and Ecology of Kuzbass: XII International Russian-Kazakh Symposium, Kemerovo, July 03–06, 2023, p. 48.
28. Дудин А. А., Лысенко М. В., Аушев Е. В., Карасев В. А., Ногаев С. Н., Валешный Р. Ю., Мороз Д. И., Шильников Д. В. Опыт внедрения направленного гидроразрыва для управления труднообрушаемой кровлей на каменноугольных месторождениях АО «Воркутауголь» // Уголь. — 2023. — № 8 (1170). — С. 87–95. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-8-87−95. 
29. Клишин В. И., Тайлаков О. В., Уткаев Е. А. [и др.] Мониторинг геомеханического состояния угольных пластов // Развитие производительных сил Кузбасса: история, современный опыт, стратегия будущего: международная научно-практическая конференция: в 4 т., Москва, 17–23 ноября 2023 года. — М.: Российская академия наук, 2024. — С. 161–166.
30. Баловцев С. В. Аэрологические риски высших рангов в угольных шахтах // Горные науки и технологии. — 2022. — Т. 7. — № 4. — С. 310–319. DOI: 10.17073/2500-0632-2022-08−18.
31. Говорухин Ю. М., Кубрин С. С. О проницаемости обрушенных и дезинтегрированных пород в выработанном пространстве выемочных участков при высокоинтенсивной отработке пластов угля // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. — 2025. — № 1. — С. 5–20. DOI: 10.25558/VOSTNII.2025.86.87.001.
32. Xu Li, Guangyao Si, Wenzhuo Cao, Wu Cai, Joung Oh, Ismet Canbulat. A sequence of seismic event triggering in longwall coal mines based on the aftershock cascade theory // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2024, vol. 182, p. 105883. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2024.105883. 
33. Noskov V. A., Tsirel S. V., Korchak P. A. Investigation of the impact of geodynamic risk on the financial and economic activities of mining enterprises // Rock Mechanics for Natural Resources and Infrastructure Development Proceedings of the 14th International congress on rock mechanics and rock engineering, Foz Do Igvassu, Brazil, 13–18 sept. 2019 — Foz Do Igvassu, Brazil: Taylor & Francis Group pic Typeset by Integra Software Serv ices Pvt. Ltd., Pondicherry, 2020, pp. 330–335. 
34. Морозов К. В., Демехин Д. Н., Бахтин Е. В. Методика использования многокомпонентных датчиков деформаций для первичной оценки и мониторинга напряженно-деформированного состояния массива горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2024. — № 11−1. — С. 25–38. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_111_0_25.
35. Зуев Б. Ю. Методология моделирования нелинейных геомеханических процессов в блочных и слоистых горных массивах на моделях из эквивалентных материалов // Записки Горного института. — 2021. — Т. 250. — С. 542–552. DOI: 10.31897/PMI.2021.4.7.
36. Sidorenko A. A., Sidorenko S. A., Ivanov V. V. Numerical modelling of multiple-seam coal mining at the Taldinskaya-Zapadnaya-2 mine // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2021, vol. 16(5), pp. 568–574.