Массив горных пород как объект инженерно-геологического исследования.

На основе инженерно-геологических данных массива горных пород выбирают оптимальные проектные решения разработки месторождения, в связи с чем затраты на инженерно-геологические работы оправдываются при строительстве и эксплуатации шахт и карьеров.

Эффективность и безопасность разработки месторождения в значительной мере зависят от достоверности и надежности исходных данных, используемых при проектировании карьеров и в период их строительства и эксплуатации.

Достоверность и надежность исходных данных о геологическом строении месторождения в значительной степени зависят от геометрически правильного выбора сети геологоразведочных и инженерно-геологических скважин, которая оказывает существенное влияние на достоверность изучения инженерно-геологических условий месторождения. Большое влияние на выбор сети опробования, кроме литолого-фациальной изменчивости разреза угленосной формации в плане и с глубиной, оказывает пространственная изменчивость физико-механических свойств углевмещающих пород, которые лежат в основе проектирования горнодобывающих предприятий. Поэтому оценка пространственной изменчивости свойств массива горных пород является крайне актуальной задачей.

Назовите факторы, определяющие поведение массива горных пород

При взаимодействии с инженерными сооружениями.

В зависимости от горно-геологических условий и характера проектируемых горных работ поведение и свойства горных пород массива приближённо отображают механическими закономерностями различных идеализированных классических сред. В условиях высоких трёхосно-сжимающих нагрузок (на больших глубинах разработки в удалении от свободных обнажений) механическое состояние массива с достаточной мерой приближения оценивается положениями механики сплошной среды. Условием корректного приложения к массиву этих положений является применение их к участкам массива, достаточно большим по сравнению с размерами структурных элементов. При масштабном соотношении этих размеров не менее чем 15-20-кратном неоднородность массива приближённо рассматривают как квазиоднородность. Механические свойства массива в расчётах его сопротивления и деформаций характеризуют соответствующими показателями монолитной породы, скорректированными коэффициентами структурного ослабления, зависящими от меры нарушенности массива (частоты и связности трещин) и от вида и уровня напряжённого состояния. В условиях высоких трёхосно-сжимающих напряжений и при значительном превышении размеров нагруженных зон массива по сравнению с размерами структурных элементов, значения коэффициентов структурного ослабления массива близки к единице. В условиях, близких к одноосному или двухосному напряжённому состоянию (например, в нешироких целиках и вблизи выработок), значимость структурных ослаблений (трещин, контактов) преобладает и значения коэффициента структурной ослабленности значительно меньше единицы.

Трещиноватость массивов горных пород: классификация трещин,

Оценка трещиноватости, меры борьбы.

Степень трещиноватости пород вместе с другими тектоническими нарушениями характеризует структуру массива горных пород, ее пространственную неоднородность и анизотропность свойств. Она влияет на прочность и устойчивость пород: деформируемость, водопроницаемость, влагоемкость, буримость и другие характеристики. Количественная оценка трещиноватости, даже приближенная, представляет значительный интерес. (Подробнее о методике количественной оценки трещиноватости пород, а также классификация горных пород по трещиноватости.) При изучении отдельных трещин и их систем обращают внимание на их длину и прерывистость, устанавливают степень раскрытости трещин, определяют их ширину и ее изменение по простиранию и с глубиной, фиксируют степень заполненности трещин и состав заполнителя. Кроме того, устанавливают генетические типы трещин, дают оценку степени нарушенности и устойчивости горных пород, а также определяют возможное локальное или региональное влияние их на физико-механические свойства пород.

Совокупность трещин, разбивающих массивы пород, называют трещиноватостью горных пород. Степень трещиноватости вместе с другими тектоническими нарушениями характеризует структуру массива пород, ее пространственную неоднородность и анизотропность свойств, влияет на прочность и устойчивость пород (деформируемость, водопроницаемость, влагоемкость, сейсмостойкость, твердость, буримость).

Критерии оценки степени трещиноватости

Критерием количественной оценки степени трещиноватости выбирают показатели, учитывающие размеры и густоту трещин.

Различают три вида показателей:

• линейные (количество и размеры трещин на единицу длины обнажения, горной выработки, скважины)
• распределенные по площади (количество, размеры и раскрытость трещин на единицу площади)
• объемные (количество, площадь стенок и объем трещин на единицу объема породы)

По исследованиям ВИТРа наиболее полно трещиноватость проявляется в степени раздробленности керна на столбики и обломки. Показателем раздробленности может служить удельная кусковатость К_уд (число кусков, обломков или столбиков на 1 м выхода керна). Чем выше выход керна, тем достовернее оценка трещиноватости породы по удельной кусковатости керна. Этот показатель отражает истинную трещиноватость породы в массиве и меньше зависит от технологии бурения, чем такой показатель, как выход керна В_к. Между удельной кусковатостью керна и основными показателями бурения существует корреляционная связь, коэффициенты которой находятся в пределах 0, 71- 0, 96.

Приближенно трещиноватость пород можно оценивать по выходу керна, который, однако, не является показателем, характеризующим только трещиноватость породы. Поэтому за основной критерий, позволяющий оценивать степень трещиноватости пород при бурении, принята удельная кусковатость керна, в качестве косвенного - выход керна.

Для более точного определения степени трещиноватости породы (например, при экспериментальных исследованиях) используется еще один дополнительный критерий - показатель трешиноватости породы W, который вместе с удельной кусковатостью керна позволяет более точно оценивать нарушенность горных пород, их структурные и текстурные особенности:

W=D_kK_уд λ / tgβ

где D_к - диаметр керна, м; К_уд - удельная кусковатость керна, шт/м; λ - опытный коэффициент, учитывающий степень вторичного дробления породы; для расчетов среднее значение этого показателя может быть принято равным 0, 7; β - угол встречи плоскости трещины с осью скважины, градус.

35. Назовите основные виды трещин. Показатель трещинной пустотности. (количественная оценка) – определение. Каковы меры борьбы с

Трещиноватостью горных пород при строительстве?

Трещиноватость, fissuring (англ.), Klü ftung (нем.) - свойство горных пород, нарушенность монолитности породы трещинами; этим термином также называется совокупность трещин в породном массиве.

Разновидности трещин

Трещины представляют собой плоские разрывы сплошной среды в случае, если их величина на порядок и больше превосходит межатомные расстояния в кристаллической решетке. Выделяют трещины трех порядков:

· трещины первого порядка - внутрикристаллические, возникают в процессе роста и развития кристалла;

· трещины второго порядка - между кристаллами и в соединяющем отдельные кристаллы межкристаллическом цементе;

· трещины третьего порядка - образуются в результате тектонических процессов и при ведении горных работ. Поэтому при взрывной отбойке учитывают естественную трещиноватость как начальную, и возникающую при работе техники как дополнительную.

Трещины могут быть заполнены трещиннными водами (грунтовыми безнапорными или напорными, что может быть опасно для горняков), газами (к примеру, метаном или углекислым газом, что также потенциально опасно), разными минеральными и органическими веществами.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: