Трещиноватость горных пород

Трещиноватость горных пород — это явление разделения горных пород земной коры трещинами различной протяжённости, формы и пространственной ориентировки. По происхождению трещиноватость горных пород разделяется на 3 типа — нетектоническую, тектоническую и планетарную. трещиноватость горный порода брекчирование.

Нетектонические трещиноватости горных пород — следствие растрескивания горных пород в процессе охлаждения (для магматических пород), уплотнения, дегидратации, развития экзогенных процессов (гравитационного оползания, резких колебаний температуры), ведения горных работ («технологическая» трещиноватость) и т. п.

Тектоническая трещиноватость горных пород развивается в связи с напряжениями, возникающими в горных породах под влиянием глубинных тектонических сил. Выделяются трещины отрыва и трещины скалывания, которые образуют системы, закономерно ориентированные по отношению к крупным тектоническим структурам; в связи с развитием последних происходит растрескивание горных пород.

При планетарной трещиноватости горных пород напряжения в земной коре возникают под действием планетарных явлений (например, изменения частоты вращения и формы Земли, «твёрдых приливов» и т. п.).

Трещины служат путями миграции и являются коллекторами подземных вод, газа, нефти — более половины мировой добычи нефти производят из коллекторов нефти трещинного типа. Трещины используются для выявления и изучения складок, разломов, восстановления древних и современных полей тектонических напряжений.

По степени проявления трещины могут быть открытые, закрытые и скрытые. Блоки и глыбы, на которые горные породы делятся трещинами, называются отдельностями. По положению в пространстве различают вертикальные, наклонные и горизонтальные трещины. В слоистых толщах пород по отношению к слоистости трещины могут быть поперечными, диагональными или параллельными.

Существует несколько классификаций горных пород по трещиноватости, в основу которых положены генетические, морфологические, горнотехнические и другие признаки. В настоящее время при определении горного давления, расчетах крепи, определении удельного расхода взрывчатых веществ в горном деле пользуются классификацией, представленной в таблице 1.

Табл. 1

Трещиноватость или сеть трещин — это совокупность всех трещин, совместно развитых в конкретном объеме горной породы.

Система трещин — это совокупность трещин, совместно развитых в конкретном объеме породы и имеющих близкую пространственную ориентировку. Как правило, одновременно бывает развито несколько систем трещин. Но встречаются массивы горных пород с одной системой трещин или бессистемной (хаотичной) трещиноватостью.

Отдельность — это характерная форма блоков (глыб, кусков) горной породы, образующаяся при раскалывании породы. Размеры блоков различны — от нескольких сантиметров до сотен метров в поперечнике. Отдельность обусловлена наличием пересекающихся систем трещин. Поэтому вид отдельности и размеры блоков пород определяются ориентировкой, интенсивностью и частотой систем трещин. Например в осадочных породах и. в частности, в угленосных толщах распространены кубическая, параллелепипедальная. плитчатая, призматическая, сферическая, чешуйчатая отдельности.

Рисунок 2. Матрицевидная отдельность.

Рисунок 3. Плитчатая отдельность.

Рисунок 4. Шаровая отдельность.

Глубже изучая данную тему можно выделить:

Зоны трещиноватости — это линейно вытянутый участок земной коры, в пределах которого трещины развиты более интенсивно, чем в окружающих породах. Образуются обычно на небольшой глубине.

Зоны дробления (брекчировання) — это линейно вытянутый участок земной коры (независимо от размеров), в пределах которого горные породы разбиты трещинами на небольшие блоки, смещенные и повернутые относительно первоначального залегания. Образуются в условиях небольших глубин.

Явление трещиноватости имеет как положительные, так и отрицательные практические следствия. Рассечение горных пород трещинами способствует проницаемости земной коры для глубинных растворов несущих рудные компоненты, которые, откладываясь в трещинах, формируют месторождения полезных ископаемых. Глубинные горизонты трещиноватых пород могут быть коллекторами пресной воды, нефти и газа. Трещиноватость горных пород обеспечивает хорошее дробление горных пород при отбойке, способствует применению экономичных систем разработки с самообрушением руды. Трещиноватые породы лишены склонности к динамическим проявлениям горного давления*1*. Отрицательное влияние трещиноватости горных пород состоит в понижении устойчивости массивов горных пород. Прочностные характеристики массива трещиноватых горных пород повышают цементацией, силикатизацией, битумизацией и смолоинъекционным упрочнением (см. сноски 2,3,4).

• *1*Горное Давление — напряжения, возникающие вмассиве горных пород, вблизи стенок выработок, скважин, в целиках, на поверхностях контакта порода — крепь в результате действия главным образом гравитационных сил, а также тектонических сил и изменения температуры верхних слоев земной коры.
• *2*Цементизация— искусственное заполнение трещин, пор и пустот в горных породах цементными растворами, нагнетаемыми под давлением (до 5 МПа и выше). Уплотнившиеся и затвердевшие растворы придают горным породам большую прочность, устойчивость, плотность и газоводонепроницаемость. Применяются цементации в скальных крупно-, среднеи мелкотрещиноватых, крупнообломочных несвязных, гравийно-галечниковых горных породах. Впервые применена в Германии в конце 19 в. при проходке шахтных стволов в трещиноватых водоносных породах.
• *3*Глинизация — искусственное заполнение глиной пустот и крупных трещин в массиве горных пород (карстовых известняков, доломитов и т. п.). Предназначена для создания гидроизоляционных завес при строительстве горных выработок и подземных сооружений различного назначения. Осуществляется при больших объёмах пустот с целью сокращения расхода более дорогостоящих тампонажных материалов (например, цемента).
• *4*Битумизация горных пород — искусственное заполнение пустот и трещин в массиве горных пород расплавленным битумом. Предназначена для создания гидроизоляционных завес при строительстве горных выработок и подземных сооружений различного назначения. Битумизация горных пород впервые применена в США в 1926 при строительстве плотины на реке Теннесси, в СССР — в 1936 на строительстве фундаментов Дворца Советов СССР.

Список используемых источников

• 1. Сайт http://www.mining-enc.ru/ - Горная Энциклопедия
• 2. Сайт https://yandex.ru/images/ - Яндекс Картинки
• 3. Ермолов В. А. Геология. Часть I. Основы геологии: учебник В. А. Ермолов. Л. Н. Ларичев. В.В. Мосейкин
• 4. Ермолов А. А. Месторождения полезных ископаемых: учебник В. А. Ермолов. Л. Н. Ларичев. В. В. Мосейкин — М.: МГУ. 2003. — 407с.
• 5. Карлович И. А. Геология: учебное пособие И. А. Карлович — М.: — Академический проект. ТРИКСТА, 2005. -703с.
• 6. Невский В. А. Трещинная тектоника рудных полей и месторождений; учебник В. А. Невский — М.: Недра. 1979. — 224с.