Лекции.ИНФО


Геометризация трещиноватости массива горных пород.



Виды трещин и их классификация

Трещины— разрывные нарушения в горных породах, по которым не происходило видимых смещений..

Трещины возникают вместе с горной породой, существуют и изменяются в ней на протяжении всей ее истории. В горных поро­дах они составляют сложные пространственные сети. Строение се­тей трещин определяет деформационные, прочностные, фильтраци­онные и другие свойства массивов горных пород и слоистых толщ, закономерности размещения и технологию разработки месторож­дений многих полезных ископаемых. Трещины могут быть запол­нены водой, газами, минеральными и органическими веществами. Трещины разнообразны геометрически, по морфологии и генезису.

По характеру проявления различают трещины:

1) Открытые трещины с хорошо видимой полостью

2) Закрытые трещины полость по разрыву неразличима

3) Скрытые – полость заполнена каким-то материалом полость можно обнаружить только при специальном изучении.

Методы наблюдения трещиноватостей:

Прямые – 1) натурные наблюдения – изучение керна и натурные наблюдения в горных выработках 2) Геофизические методы: микросейсмические методы, акустический метод, микромагнитометрические, электрометрические, радиоволновой метод

Гидрогеологические методы: проницаемость горных пород, по скорости бурения, по прочности массива горных пород.

Для полной оценки трещиноватости используются показатели:

1) Основанные по прямым методам наблюдения: а) интенсивность трещиноватости – число трещин на отрезке или на участке б) удельная трещиноватость – число трещин на отрезок в 1м в) средний размер структурного блока – это среднее расстояние между трещинами, образующими формы отдельности.

2) Основанные на косвенных методах: а) акустический показатель трещиноватости б) коэффициент структурной ослабленности

 

 

Различают геометрическую (рис. 9.1), генетическую (рис. 9.2) и морфологическую (рис. 9.3) классификации трещин. В первую заложено пространственное положение и размер трещин, во вто­рую — происхождение, в третью — форма и строение трещин

 

Геометрические показатели трещиноватости:

1) Ориентировка трещин: азимут и угол падения плоскости трещин и азимут простирания

2) Раскрытие или ширина трещины

3) Протяжённость

4) Частота трещин – расстояние по нормали между соседними трещинами.

 

По способу образования трещины делят на трещины ска­лывания, возникающие под действием максимальных касатель­ных напряжений, и трещины отрыва, образующиеся перпенди­кулярно к направлению максимального растягивающего на­пряжения.

Для трещины скалывания характерна прямолинейность, ров­ность, притертость поверхностей, большая протяженность и со-путствие оперяющих трещин, наличие тектонической глинки и брекчии. В природе они занимают господствующее положение и распространяются на большие глубины.

Для трещины отрыва характерна криволинейность, неров­ность поверхности, они быстро выклиниваются по простира­нию и падению, заполнены обломками вмещающих пород. Раз­виты на поверхности земли, и с глубиной исчезают.

По технологическому фактору трещины разделяются на продольные (разность углов простираний трещины и плоскости обнажения или откоса не более 20°); диагональные (разность уг­лов простираний в пределах 21°—70°); поперечные (разность уг­лов простираний больше 70°).

Трещины возникают из-за уменьшения объема горных по­род при диагенезе осадков и при остывании изверженных по­род. Эти трещины носят название эндогенных, или контракци-онных, первичных, трещин усыхания или трещин отдельности. В рудных месторождениях гидротермального типа они распо­лагаются часто параллельно направлению движения рудообра-зующих растворов. В пластовых месторождениях такие трещи­ны располагаются перпендикулярно к напластованию и обра­зуют, как правило, две системы: основную, параллельную про­стиранию пластов, и торцевую, параллельную падению пластов (рис. 9.4). Основная трещиноватость эндогенного происхожде­ния образуется в результате скалывания, торцевая — в резуль­тате отрыва. Основная трещиноватость имеет гладкие поверх­ности, торцевая — шероховатые. Так как трещины этого вида располагаются почти перпендикулярно к напластованию, их на­зывают также прямоколющими. Образованию этого вида тре­щин способствовали также напряжения, возникавшие при вол­новом движении земной коры, и напряжения неравномерного прогибания фундамента осадочных отложений.

Частота и выраженность эндогенных трещин связаны с пет­рографическим составом горных пород. При одинаковой мощности слоя трещины располагаются чаще в породах менее проч­ных, хрупких.

В слоях одного и того же петрографического состава час­тота трещин увеличивается с уменьшением мощности слоя. При меньшей частоте нередко наблюдается большее зияние трещин.

В каменном угле основная трещиноватость выражается бо­лее отчетливо, чем торцевая. Местами трещиноватость по основ­ной системе проявляется настолько интенсивно, что весь уголь­ный пласт представляется состоящим из тонких пластинок.

Протяженность эндогенных трещин ограничивается, как пра­вило, контактами литологических разностей. При постоянных элементах залегания напластования элементы залегания этих трещин хорошо выдерживаются. Эндогенные трещины вместе с плоскостями напластования образуют правильные отдельности параллелепипедальной формы. Вместе с изменением положения слоев в пространстве в результате тектонических процессов из­меняются и элементы залегания эндогенных трещин. Отсюда, зная строение месторождения, можно заранее определить ори­ентировку этого вида трещин. Исключением являются замки складок, где нарушается параллельность трещин, и достовер­ность прогнозов может быть небольшой.

Трещины, появляющиеся в результате тектонических уси­лий на уже сформировавшуюся породу при образовании раз­личных тектонических структур, называются экзогенными или тектоническими.

Тектонические трещины также образуются как трещины от­рыва и скола. Трещины отрыва возникают только при наличии растягивающих напряжений. Трещины скола образуются под не­которым углом к направлению наибольших сжимающих уси­лий. По отношению к пласту такие трещины большей частью располагаются косо, поэтому получили также название кососе-кущих. Они образуют от­дельности различных форм. Трещины тектонического происхож­дения могут накладываться на складчатость, если они сформи­ровались по завершении складкообразования и могут быть со­пряженными с отдельными геометрическими элементами скла­док, если они сформировались в процессе складкообразования. В последнем случае тектонические трещины образуют опреде­ленный угол с осевой плоскостью складки.

Экзогенные трещины обычно не связаны с напластованием, имеют хорошо выраженные поверхности, на которых обнаружи­ваются зеркала скольжения, следы притирания. По форме по­верхность трещин бывает ребристой, изогнутой, волнистой, не всег­да строго параллельной друг другу. Сцепление по ним невелико.

Экзогенные трещины не ограничиваются контактами лито-логических разностей, но проявляются в них различно. В пла­сте угля, например, они проявляются весьма отчетливо, тогда как в боковых породах обнаруживаются значительно труднее, что объясняется различными критическими скалывающими на­пряжениями угля и боковых пород. Элементы залегания в раз­личных литологических разностях изменяются незначительно.

Экзогенные трещины оказывают наибольшее влияние на про­цессы сдвижения горных пород, распределения давления боко­вых пород и отбойку угля.

Трещины выветривания, или гипергенные, возникают в ре­зультате химического и физического выветривания горных по­род и закладываются обычно по скрытой, но уже возникшей внутри массива трещиноватости. Проявляются они в основном на поверхности в зоне выветривания.

Трещины давления образуются под влиянием горного дав­ления и взрывания при проведении горных выработок и выемке

полезного ископаемого, когда возникающие на участках напря­жения горных пород превышают предел упругости. Такие тре­щины обычно являются трещинами отрыва. Поверхности их весьма неровны, извилисты. Распространяются они неравномер­но ине образуют систем трещин.









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-09; Просмотров: 204;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная