Тріщинуватість гірських порід
Тріщинуватість гірських порід (рос. трещиноватость горных пород, англ. natural fracture pattern of mine rock, rock jointing, rock fissuring; нім. Zerklüftung f der Gesteine) –
Загальна характеристика
- 1) Порушення монолітності порід тріщинами або сукупність тріщин, що є у породному масиві; лінії, що розділяють зони породи з порушеними міжатомними зв'язками та область непорушеної породи. Тріщини можуть бути ендогенними, екзогенними та штучними; заповнені водою, газами, мінеральними та органічними речовинами або пусті. Геометричні параметри Т.г.п. можна поділити на кутові та лінійні; кутові параметри – кут простягання і кут падіння тріщин, системи тріщин. Лінійні – середні відстані між поверхнями ослаблення; середні відстані між сусідніми тріщинами (LT) по нормалі в окремій системі. Т.г.п. суттєво впливає на показники очисних робіт.
- 2) Явище розділення земної кори нетектонічними, тектонічними і планетарними тріщинами. Нетектонічні Т.г.п. – наслідок розтріскування в процесі охолоджування (для магматичних порід), ущільнення, дегідратації, розвитку екзогенних тріщин, ведення гірн. робіт і т. ін. Тектонічні Т.г.п. розвиваються в зв'язку з напруженнями, що виникають в г.п. під впливом глибинних тектонічних сил. Виділяються тріщини оперення, відриву і тріщини сколювання, які утворюють системи, закономірно орієнтовані по відношенню до великих тектонічних структур; у зв'язку з розвитком останніх відбувається розтріскування г.п. При планетарній Т.г.п. напруження в земній корі виникають під дією планетарних явищ (наприклад, зміни частоти обертання і форми Землі, “твердих припливів" і т.і. Явище Т.г.п. має як позитивні, так і негативні наслідки. По-перше, розколювання г.п. тріщинами сприяє проникності земної кори для глибинних розчинів (флюїдів), які несуть рудні компоненти, відкладаючись у тріщинах, формують родовища корисних копалин. Глибинні горизонти тріщинуватих порід можуть бути колекторами прісної води, нафти і газу. Подруге, Т.г.п. забезпечує хороше дроблення г.п. при їх видобутку та переробці. Негативні наслідки Т.г.п. виявляються у зниженні стійкості масивів гірських порід.
Класифікація
Існує ряд класифікацій тріщин.
За походженням виділяють тектонічні і нетектонічні тріщини. Перші кількісно переважають.
За генетичними ознаками розрізняють тріщини: розтягнення, сколювання, розширення, вивільнення, розсування, вигину, розриву тощо.
За геометричними ознаками розрізняють тріщини: згідні, січні, напластування, поперечні, радіальні, поздовжні та інші.
Тріщини розкритістю менше 3 см – це тріщини кліважу. Тріщини з розкриттям менше 100 мкм – мікротріщини.
Параметри тріщин
Густота(щільність) тріщин
ГУСТОТА (ЩІЛЬНІСТЬ) ТРІЩИН ЛІНІЙНА – відношення кількості тріщин до довжини нормалі, що проведена до поверхонь, які утворюють тріщини. Г.т.л. (або рівень тріщинуватості, частота тріщин, лінійна частота) переважно становить 5—15 м-1, не перевищуючи 40 м-1 (за винятком тонкошаруватих різновидів порід). Величина, обернена Г.т.л. – відстань між тріщинами. Густота мікротріщин змінюється від 10 до 100 м-1, а макротріщин – від 1 до 10 м-1.
Характеристика порід за тріщинуватістю
| Порядок | Характеристика і генезис тріщин | Довжина тріщин, м | Розкриття, м | LT, м |
|---|---|---|---|---|
| Перший | Внутрішньокристалічні: вакансії, дислокації, порожнини | 10-9—10-2 | 10-9—10-5 | 10-8—10-3 |
| Другий | Міжкристалічні: тріщини між кристалами і у цементі | 10-4—10-2 | 10-6—10-3 | 10-5—10-2 |
| Третій | ||||
| Ендогенні (розрив): тріщини вистигання і всихання | 10-1—100 | 10-5—10-3 | 10-1—100 | |
| Тріщини нагромадження осадів | 10-1—103 | 10-6—10-4 | 10-1—100 | |
| Екзогенні (зсув, розрив): тектонічні тріщини | 100—105 | 10-6—100 | 10-4—10-1 | |
| Кліваж | 10-1—101 | 10-9—10-5 | 10-4—10-3 | |
| Гіпергенні (розрив): штучні тріщини | 10-2—101 | 10-6—10-1 | 10-1—100 | |
| Тріщини розтискання | 100—102 | 10-3—10-1 | 10-1—100 | |
| Тріщини вивітрювання | 10-1—102 | 10-5—10-1 | 10-2—100 | |
Найкоротшу відстань між стінками тріщини називають розкритістю тріщини.
СИСТЕМА ТРІЩИН
Сукупність тріщин, що утворювалися при певному напруженому стані гірських порід, внаслідок дії дотичних чи нормальних напружень, єдиних для всієї системи. Розподіл напрямків тріщин підкоряється певним закономірностям. Так, у момент свого утворення всі тріщини однієї системи в даній точці структури належать до так званого розподілу Мізеса, що близький до нормального закону. Дією наступних процесів цей первісний розподіл може бути порушений. С.т. зображується на діаграмах тріщинуватості (точкових, прямокутних).
Окремі різновиди тріщин
ТРІЩИНА БОРТОВОГО ВІДПОРУ – у кар’єрах, балках тощо – розрив в гірській породі зі значним розкриттям, що виник в прибровочній частині крутих схилів внаслідок зняття навантаження в масиві і дії сил гравітації.
ТРІЩИНА КОРОДОВАНА – тектонічна або нетектонічна Т. в карстових породах, стінки якої зазнали розчинення.
ТРІЩИНА ТИСКУ – у шахтах, печерах, свердловинах тощо – розрив суцільності порід (відрив та зсув) під дією гірничого тиску.
Див. також
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
- Інженерна геологія (з основами геотехніки): підручник для студентів вищих навчальних закладів /Колектив авторів: В. Г. Суярко, В. М. Величко, О. В. Гаврилюк, В. В. Сухов, О. В. Нижник, В. С. Білецький, А. В. Матвєєв, О. А. Улицький, О. В. Чуєнко.; за заг. ред. проф. В. Г. Суярка. — Харків: Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 2019. — 278 с.
Посилання
- Тріщинуватість // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.