книги из ГПНТБ / Мещеряков, С. В. Известняк-ракушечник Мангышлака и Устюрта

100 ж, реже достигает 300 ж. Прослои окремненных извест­ няков обнаруживаются в единичных скважинах, мощность их не превышает 0,5 ж.

Четвертичные отложения имеют большое развитие. Они представлены суглинками, желтовато-серыми супесями с включениями щебня новокаспийского образования, мощ­ ность их в пределах месторождения колеблется от 0,3 до

2,0 ж.

Геологический разрез рассматриваемого месторождения представлен (снизу вверх) следующими породами:

1) глина желтовато-бурая, коричневая, зеленовато-серая, плотная, песчанистая, карбонатная, мощность колеблется от 0,5 до 4,0 ж ;

2) известняк-ракушечник розовато-серый, мелко- и сред­ нераковинный, пористый, крепкий, местами трещиноватый, глинистый с пропластками мергелей, зеленовато-серых плот­ ных мергелистых глин (4,0— 6,0 ж);

3)известняк-ракушечник розовый, розовато-серый, мелко-

исреднераковинный, плотный, массивный, крепкий, одно­ родный (от 3 до 10 ж);

4)суглинок желтовато-бурый, плотный, иногда загипсо­

ванный, известковистый (0,5— 1,0 ж, редко достигает 4,0 ж). В пределах разведанной площади приведенный разрез почти не претерпевает изменений. Из двух выделенных раз­ ностей известняков-ракушечников лучшим по качеству явля­ ется верхний слой, представленный розовыми известнякамиракушечниками. Он выдержан по составу и структуре, а глав­ ное, обладает повышенной прочностью. Продуктивный пласт залегает горизонтально, мощность его составляет 6,0— 9,0 ж.

Грунтовые воды разведочными выработками не вскрыты. Геологоразведочные работы производились скважинами

механического колонкового бурения. Расстояние между разведочными скважинами для категории А равнялось ЮОХЮО ж, В— 200X200 ж, С— 400X400 ж.

Скважины проходились до глубины 15 ж. Всего пройдено 68 скважин объемом 723,1 ж. Пробы отбирались из всех раз­ ностей известняков-ракушечников через 1 ж. Для 123 проб был проведен полный комплекс исследований, для 746 проб определен предел прочности при сжатии .

По данным лабораторных исследований, известняки-ра­ кушечники характеризуются следующими свойствами:

предел прочности при сжатии ракушечника по отдельным пробам колеблется от 11,46 до 179 кг!см2 (камни месторож­ дения отвечают марке «50»);

предел прочности камня в насыщенном водой состоянии колеблется от 14 до 97,88 кг/см2 (в среднем 45,48 тсг/сж2);

40

среднее значение коэффициента размягчения—0,66; пористость ракушечника — от 21 до 39%, водопоглоще-

ние — от 2,32 до 4,37 % ;

удельный вес — от 2,66 до 2,78 Гс/см3, объемный вес — от 1,4 до 2,1 г/см3. Образцы материала выдерживали 15 цик­ лов попеременного замораживания и оттаивания без види­ мых разрушений и трещин.

В результате проведенных геологоразведочных работ на Жетыбайском месторождении известняка-ракушечника, фи­ зико-механических исследований и химических анализов (табл. 1 и 2) установлено, что известняки-ракушечники на площади, вошедшей в подсчет запасов, являются вполне при­ годными для использования их в качестве стенового камня. Они могут быть использованы также для получения строи­ тельной извести и заполнителя для бетонов марки «200».

Условия залегания полезного ископаемого, незначитель­ ная мощность вскрыши, отсутствие грунтовых вод позволя­ ют вести разработку месторождения открытым способом с применением камнерезных машин. Запасы известняка-раку­ шечника, рассчитанные среднеарифметическим методом, для добычи стенового камня составляют 28 944 721 ж3, в том чис­ ле по категории А — 2 253 774 ж3, В — 6 836 891 ж3 и Ci— 19 854 056 ж3.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ

ИСТРОИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ИЗВЕСТНЯКА-РАКУШЕЧНИКА УСТЮРТА

ИМАНГЫШЛАКА

Известняк-ракушечник представляет собой зоогенную горную породу, состоящую как из целых раковин различных форм, так и их отдельных частиц, сцементиро­ ванных кальцитовым цементом.

В районе плато Устюрт и п-ва Мангышлак встречаются резко отличающиеся между собой его разновидности от крупно- и мелконоздреватого строения до оолитовых и плот­ ных мшанковых разностей, обусловленные характером об­ разования отложений ракушечника. Оолитовые образования выявлены в небольшом количестве в виде отдельных прос­ лоев. Встречаются окремненные прослойки ракушечника с высокой механической прочностью (предел прочности при сжатии доходит до 200—300 кг/см2). Прочные окремненные разности обнаруживаются и на поверхности обнаженных пластов известняка-ракушечника (рис. 7).

На некоторых месторождениях в районе Форт-Шевченко, Мынсуалмас и других имеются доломитизированные

41

ми красками так же, как это наблюдается и при окраске из­ вестковыми красками, дает бледные и относительно мало­ стойкие тона. Масляные краски меньше подвергаются внешним воздействиям и сохраняют свои тона. Краски, применявшиеся для окраски орнаментов и рисунков в ка­ захских мавзолеях и на могилах, с использованием альбуми­ нов, местных минеральных пигментов и органических кра­ сителей, очень устойчивы и в некоторых случаях сохрани­ лись более ста лет.

Химический состав известняков-ракушечников изменя­ ется незначительно в пределах одного и того же месторож­ дения и тем более пласта. Они относятся к чистым известня­ кам, содержание углекислого кальция в них доходит до

90— 98%.

Согласно химическим анализам, в мангышлакских из­ вестняках-ракушечниках содержится окиси кальния в пре­ делах 46,12— 53,21%, окиси магния— 1,08— 11,34%, потери при прокаливании составляют 38,92— 42,60%. Примесей серного ангидрида в них находится 0,08—0,3%, содержание кремнекислоты небольшое— 0,8— 2,8 %.

В пластах известняка-ракушечника, сцементированных известково-глинистым цементом, и в окремненных разно­ стях встречаются примеси кремнекислоты от 2,4 до 6% и по­ луторных окислов от 1,72 до 4,65%* Включения галечно­ гравийных материалов и других твердых пород наблюдают­ ся очень редко.

Удельный вес наиболее чистых разностей устюртского из­ вестняка-ракушечника, определенный пикнометрическим способом, составил от 2,69 до 2,71 и мангышлакского — от 2,68 до 2,72. Полученные результаты незначительно отлича­ ются от данных удельного веса чистого кристаллического известняка, в частности кальцита (2,71) и известняка-раку­ шечника Черноморского побережья.

Объемный вес известняка-ракушечника в сухом состоя­ нии изменяется в очень больших пределах — от 1300 до 1850 кг/м3, в среднем же — от 1600 до 1650 кг/м3, а для гли­ нистых и окремненных разностей доходит до 2100 кг/м3. Эти колебания объясняются как структурой, строением из­ вестняков и характером цементирующего вещества, так и на­ личием примесей. Объемный вес казахстанского известнякаракушечника превосходит объемный вес крымского (Мамайское месторождение) (800— 1400 кг/м3) и одесского {1100

— 1300 кг/м3). Это свидетельствует о более высокой механи­ ческой прочности устюртского и мангышлакского известня­ ков-ракушечников, о меньшей его воздухопроницаемости.

43

Плотность известняка-ракушечника, определяемая по объемному и удельному весу, имеет следующие значения: для устюртского— 50— 58% и мангышлакского— 52—61%; пористость соответственно равняется 32— 50 и 30— 48%, ха­ рактеризуется в основном открытыми, сообщающимися меж­ ду собой порами. Закрытая пористость составляет около 30% от открытой. Эти данные свидетельствуют, что пори­ стость казахстанского известняка-ракушечника значительно меньше пористости ракушечника Черноморского побережья, равной 45— 73%. Меньшей пористостью известняка-раку­ шечника обусловлены другие его физико-механические свойства, которые отличаются меньшими водопоглощением, звукопроводностью и воздухопроницаемостью. Однако сле­ дует отметить, что известняки-ракушечники с повышенной пористостью имеют хорошее сцепление с различными кла­ дочными и штукатурными растворами.

Водостойкость известняка-ракушечника хорошая: он неразмокаем в воде. Водостойкими являются даже разности с известково-глинистым цементом. Водопоглощение зависит от особенностей структуры известняка-ракушечника, фор­ мы его пор, соотношения объема закрытых и открытых пор, от давления и температуры окружающей среды и от продол­ жительности характера воздействия водной среды на испы­ туемый образец. При испытании образцов установлено, что в первую минуту они поглощают до 75% воды, если за 100%

Судя по данным таблицы, методика ГОСТа 7025-67, ре­ комендующая выдерживать образцы в воде в течение 48 ч, дает, в частности для известняка-ракушечника, только при­ ближенные значения, отличающиеся от данных полного водопоглощения и мало расходящиеся с данными водопог­

44

лощения за 1 ч. Это обстоятельство играет большую роль при производстве строительных работ, особенно в условиях жар­ кого климата.

Блоки из известняка-ракушечника при кладке стен и других конструктивных элементов поглощают значительное количество воды из раствора, затрудняя схватывание и твердение растворов, поэтому их желательно смачивать перед укладкой, а растворы применять более жидкой конси­ стенции.

Водопоглощение устюртского и мангышлакского извест­ няков-ракушечников колеблется в среднем в пределах от 8,13 до 20,0%, и в этом отношении он также выгодно отлича­ ется от крымского с водопоглощением от 16 до 32% и одес­ ского (15— 30%).

Влагоотдача, определяемая скоростью высыхания образ­ ца известняка-ракушечника определенных размеров, на­ сыщенного водой при температуре окружающего воздуха 20° и относительной влажности 60 %, зависит от характера и ве­ личины пор камня. Скорость высыхания необходимо знать для установления сроков выдерживания выпиленных кам­ ней в карьере с целью повышения их механической прочно­ сти, а также для разработки пластов ракушечника, при этом нужно учитывать, что просохший ракушечник труднее под­ дается обработке.

Скорость высыхания вновь выстроенных сооружений за­ висит от влагоотдачи. Влагоотдача для известняка-ракушеч­ ника значительно выше, чем для других местных горных по­ род (песчаники и др.). Так, в летнее время в районе ФортШевченко влажность разрабатываемых в карьере пластов ракушечника достигает 10— 15%. Блоки практически высы­ хают за 3— 4 дня. В зимнее время при отсутствии осадков выдержка пиленых блоков может доходить до двух недель.

В строительной практике Гурьевской области замечено, что неоштукатуренные стены вновь построенных зданий в летнее время высыхают довольно быстро, за 1,5— 2 месяца.

Механическая прочность для устюртского и мангышлак­ ского известняков-ракушечников в среднем значительно вы­ ше, чем для черноморских.

Марка известняка-ракушечника, добываемого в районе Одессы, колеблется от «7» до «10», в Молдавской ССР — от «8» до «100» (в среднем прочность равняется 20— 25 кг/см2). В Крыму для желтого ракушечника (евпаторийского) пре­ дел прочности составляет 4, 7, 10 и реже 15 кг!см2, для бе­ лого (керченского) — 7, 10, 15 и реже 25 кг/см2; для мягкого

45

Мангышлакский известняк-ракушечник из карьеров Жетыбай, Шевченко, Бейнеу и других имеет предел прочности при сжатии от 15 до 120 кг!см2, в среднем 35— 55 кг!см2, от­ дельные окремненные и плотные сцементированные разно­ сти — до 150— 240 кг/см2.

Высокой механической прочностью обладает также и устюртский известняк-ракушечник. Пробы его, отобранные на сравнительно небольшой глубине (до 1,5— 2 ж), в различных месторождениях дают следующие значения предела прочно­ сти при сжатии: на Джильтау — 24— 65 кг/см2; Тюемуюнчапке — 18—52 кг/см2; Мынсуалмас — 22— 79 кг/см2; за­ падном чинке Устюрта — 15— 120 кг/см2.

Наиболее высокие значения предела прочности при сжа­ тии имеют, как правило, известняки-ракушечники плотного строения, а наименьшие — пористые. Предел прочности при сжатии зависит от расположения плоскостей слоистости и направления сжимающего усилия. При сжатии образцов пер­ пендикулярно слоистости он меньше, чем параллельно слои­ стости, примерно на 10— 35%.

Пористость так же, как и макроструктура, влияет на механическую прочность известняка-ракушечника. Чем боль­ ше пористость, тем меньше механическая прочность. Это под­ тверждается данными исследования лабораторных образцов в виде кубиков 10ХЮ ХЮ см>выпиленных из проб ракушеч­ ника месторождения Форт-Шевченко, с различной пористо­ стью: при пористости 30— 32% предел прочности при сжатии составляет 100— 120 кг/см2; при 38— 40% — 64—96 кг/см2; при 48— 50% — 52— 64 кг/см2.

Коэффициент размягчения колеблется от 0,57 до 0,9. Бо­ лее высокие значения относятся к разностям известняка-ра­ кушечника, имеющим большую механическую прочность.

Характерно, что известняк-ракушечник лучше сопротив­ ляется изгибу и растяжению, чем другие каменно-строитель­ ные материалы. Предел прочности при изгибе устюртского ракушечника составляет 0,4—0,71, мангышлакского— 0,45

— 0,75 от предела прочности при сжатии. Это свойство нахо­ дит свое выражение в повышенных значениях коэффици­ ента конструктивного качества. В зданиях из известняка-ра­ кушечника, как правило, не наблюдается трещин при осад­ ке фундаментов. Предел прочности его при растяжении равен для устюртского 0,20— 0,40 и мангышлакского—0,20

— 0,35 от предела прочности при сжатии. Причем более вы­ сокие значения этих соотношений относятся к известнякуракушечнику плотного строения.

Такая повышенная прочность известняка-ракушечника при сжатии, растяжении и изгибе позволяет применять при

46