31. Трещиноватость горных пород: характеристики, значение, классификация.
Трещиноватость, fissuring (англ.), Klüftung (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.
Характеристики трещиноватости
От степени трещиноватости зависит правильный выбор системы разработки и параметров буровзрывных работ. В старину трещиноватость оценивали акустическим методом, ударяя по породе молотком и выслушивая полученный звук. С появлением ультразвуковой техники и математических методов обработки результатов ультразвуковых исследований стали применять акустический показатель трещиноватостиА1 - геофизическую характеристику, численно равную:
А1=(Ср/Сро)2, где:
Ср - скорость распространения продольных упругих волн в массиве, определенная сейсмоакустическим методом;
Сро - скорость распространения продольных упругих волн в образцах (отдельностях) из массива, определенная ультразвуковым методом.
Характеристики трещиноватости скальных массивов
Категория трещиноватости[1] |
Степень трещиноватости (блочности) массивов |
Среднее расстояние между естественными трещинами всех систем, м |
Модуль трещиноватости, м-1 |
Максимальный размер отдельности (блока) в массиве, м |
Акустический показатель трещиноватости А1 |
Удельное водопоглощение, л/мин |
I |
Чрезвычайно трещиноватые (мелкоблочные) |
До 0.1 |
Более 10 |
0.6 |
Менее 0.1 |
Более 10 |
II |
Сильнотрещиноватые (среднеблочные) |
0.1 - 0.5 |
2 - 10 |
0.6 - 1.2 |
0.1 - 0.25 |
1 - 10 |
III |
Среднетрещиноватые (крупноблочные) |
0.5 - 1.0 |
1 - 2 |
1.2 - 1.9 |
0.25 - 0.4 |
0.1 - 1 |
IV |
Малотрещиноватые (весьма крупноблочные) |
1.0 - 1.5 |
1 - 0.65 |
1.9 - 3.5 |
0.4 - 0.6 |
0.01 - 0.1 |
V |
Практически монолитные (исключительно крупноблочные) |
Свыше 1.5 |
Менее 0.65 |
Более 3.5 |
0.6 - 1.0 |
До 0.01 |