Wichtige Instabilitätstheorie zur Reduzierung des Risikos von Steinschlägen und zur Verbesserung der Sicherheit von Kohlebergwerken

Bei Gesteinsbrüchen, die häufig mit Kohlebergbauaktivitäten einhergehen, wird elastische Energie aus Gesteinsmassen abrupt freigesetzt. Sie stellen weltweit eine große Herausforderung in der Bergbautechnik und Felsmechanik dar und können zur Zerstörung unterirdischer Gänge, Schäden an der Ausrüstung und sogar zu Todesfällen führen.

Bis heute mangelt es jedoch noch an mathematischen und mechanischen Modellen und Kriterien für die Auslösung von Gesteinsbrüchen. Darüber hinaus muss noch ein technisches System zur Überwachung und Verhinderung von Gesteinsschlägen etabliert werden, das auf der Theorie des Auftretens von Gesteinsbrüchen basiert.

In einer in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Geogefahrenmechanik, führte ein Team chinesischer Forscher die Theorie der Störungsreaktionsinstabilität für Gesteinsbrüche ein. Sie erläuterten außerdem ein von ihnen entwickeltes Ansatzsystem zur Verhinderung von Steinschlägen, das bei der Risikobewertung, Überwachung, Vorbeugung, Kontrolle und dem Entwurf bruchsicherer Stützen in steinschlaggefährdeten Straßen helfen kann.

„Die Theorie bezieht sich auf die Instabilität der Störungsreaktion bei Gesteinsbrüchen in Kohlebergwerken. Wir haben die kritischen Spannungs- und Kapazitätsbedingungen identifiziert, die für das Auftreten dieser Stöße erforderlich sind. Bei Straßen wird die Stabilität des sich verformenden Kohlegesteinsmassensystems von mehreren Faktoren beeinflusst.“ : die einachsige Druckfestigkeit der Kohle, der Berstenergieindex, der Radius der Fahrbahn und die Stützspannung“, sagte Mitautorin der Studie Aiwen Wang, Professorin am Disaster Rock Mechanics Institute der Universität Liaoning.

„Im Wesentlichen können Gesteinsbrüche als eine Instabilität im Deformationssystem der Kohlegesteinsmasse angesehen werden, die aufgrund verschiedener Kontroll-, Störungs- und Reaktionsvariablen entsteht.“

Basierend auf der Störungsreaktions-Instabilitätstheorie von Steinschlägen untersuchte diese Studie die entscheidenden Faktoren, die das Auftreten von Steinschlägen bestimmen. Dazu gehören Bergbaustress, Geostress und die Berstneigung von Kohlematerial. Es integriert den Prozess der Steinschlagprävention und -kontrolle, der die Bewertung, Überwachung, Prävention und Kontrolle des Katastrophenrisikos sowie die Gestaltung bruchsicherer Stützen für steinschlaggefährdete Straßen umfasst.

Folglich wird diese Instabilitätstheorie den Grundstein für ein umfassendes System legen, das sich mit dem Mechanismus, der Vorhersage und der Prävention von Steinschlägen befasst.