Головна

Структурних неоднорідностей

  1.  Аналіз структурних і фазових перетворень протікають при хіміко-термічної обробки виробу
  2.  Питання 2. Об'єкти безпеки життєдіяльності. Класифікація структурних рівнів безпеки і їх характеристика.
  3.  Зображення структурних схем у вигляді графів
  4.  Вивчення впливу структурних зрушень на динаміку середньої заробітної плати.
  5.  Вивчення структурних змін в промисловості Республіки Білорусь
  6.  Індекс структурних зрушень.
  7.  Індекси змінного і фіксованого складу. Індекс структурних зрушень

Для правильних уявлень про властивості якогось конкретного масиву порід недостатньо мати дані про механічні характеристики обсягів, що вміщають структурні неоднорідності різного типу. Необхідно мати уявлення про закономірності просторового розташування і ступеня поширення структурних неоднорідностей, особливо це стосується структурних неоднорідностей низьких порядків, для яких застосовується диференційний шлях вивчення міцності.

З фізичної точки зору переважна більшість структурних неоднорідностей (геологічних порушень, контактних зон, тріщинуватості і ін.) З достатньою для практичних цілей точністю може інтерпретуватися плитчастих тілами, обмеженими двома паралельними площинами при досить невеликих відстанях (потужностях) між ними. В цьому випадку для їх вичерпної геометричній характеристики необхідно визначити просторове положення обмежуючих площин (азимут лінії простягання або лінії падіння, кут падіння), а також їх видиму довжину і потужність заповнення.

Вивчення закономірностей просторового розташування структурних неоднорідностей має супроводжуватися вивченням виду заповнення і характеру контактуючих поверхонь структурних неоднорідностей. Адже саме від виду і стану мінералів - наповнювачів тріщин або інших типів структурних неоднорідностей, а також від ступеня шорсткості і звивистості поверхонь контактів залежать механічні характеристики по поверхнях структурних неоднорідностей.

З огляду на сказане, методику визначення геометричних характеристик неоднорідностей необхідно доповнювати спеціальними дослідженнями, спрямованими на створення класифікацій структурних неоднорідностей розглянутого масиву, в першу чергу по типу мінералів-наповнювачів.

Методи вивчення геометричних характеристик структурних неоднорідностей зручно розглянути на прикладі природної тріщинуватості, хоча все викладене в повній мірі можна застосувати і до будь-яким іншим видам структурних неоднорідностей низьких порядків.

Завдання вивчення геометричних характеристик структурних неоднорідностей полягає у виявленні систем тріщинуватості (або інших неоднорідностей) масиву і їх просторового орієнтування, визначенні протяжності тріщин різних систем по простяганню і падінню, густоти (щільності) тріщин з метою правильного тлумачення спостережуваних явищ і обліку цих даних при вирішенні практичних питань геомеханіки.

Виявлення систем тріщинуватості масиву, визначення їх просторового орієнтування і оцінку ступеня сталості цієї орієнтування в межах досліджуваного масиву виробляють за допомогою масових вимірювань трещиноватости. Вимірювання ведуть зазвичай гірським компасом точно так же, як і вимірювання елементів залягання пластів порід.

Вимірам неодмінно повинен передувати візуальний огляд порід у виробках. В результаті такого огляду попередньо встановлюють загальний характер і ступінь розвитку тріщинуватості породного масиву. При цьому оцінюють, наскільки однорідна і рівномірно розвинена трещиноватость порід в межах досліджуваного масиву.

Масові вимірювання трещиноватости можуть виконуватися:

1. на окремих представницьких ділянках масиву - спостережних станціях;

2. методом суцільної зйомки.

У першому випадку якщо масив за даними візуального огляду характеризується відносно рівномірним розвитком тріщинуватості, всю досліджувану площу (шахтне поле, горизонт і т. Д.) Покривають рівномірної мережею станцій спостереження, розташованих в декількох десятках метрів одна від одної. Якщо розвиток тріщинуватості нерівномірно, то відстані між наглядовими станціями вибирають диференційовано для різних її типів.

Найбільш повні і об'єктивні дані можуть бути отримані при вимірах трещиноватости в трьох взаємно ортогональних площинах. В цьому випадку для спостережень доступні оголення по трьом сторонам просторового прямокутного паралелепіпеда, і вимірювання трещиноватости по ним дозволяють правильно охарактеризувати розвиток тріщин всіх напрямків в даній точці масиву. Тому зручно використовувати для вимірювань ніші або ділянки сполучень виробок.

Розміри станцій спостереження слід по можливості приймати такими, щоб в межах станції було не менше 8-10 тріщин кожної системи. Однак можливості варіювання розмірів станції в підземних умовах зазвичай обмежені висотою виробок, внаслідок чого залишається можливим лише обрати протяжність спостережної станції уздовж виробки. У більшості випадків розміри станцій по протяжності і висоті приймають близько 2 м.

На кожній спостережній станції вимірюють елементи залягання всіх без винятку тріщин, фіксують нормальні відстані між тріщинами однойменних систем, встановлюють характер тріщин (відкриті, закриті), їх розкриття, заповнення тріщин мінералами, характер поверхонь тріщин (рівні, нерівні стінки, наявність дзеркал і штрихів ковзання та ін.), протяжність тріщин, ступінь викривлення їх поверхонь.

Крім того, для детального вивчення речового складу мінералів-наповнювачів тріщин, від якого в першу чергу залежать характеристики міцності по їх контактам, необхідно спеціально відбирати проби для виготовлення шліфів. Практика виконання подібних робіт свідчить про те, що при виготовленні шліфів тендітні і вельми неміцні мінерали-наповнювачі часто фарбували. У цих випадках застосовують спеціальні прийоми (проварка зразків в суміші ксилолу і каніфолі, просочення смерековим бальзамом і ін.). Якщо ж і це не приносить успіху, то мінерали визначаються з соскобов зі стінок тріщин в іммерсійних рідинах.

У разі, якщо досліджуються закономірності розвитку крупноблокового трещиноватости, що розчленовує масив на структурні блоки з лінійними розмірами більше 1-2 м, виконують суцільну зйомку тріщин на протяжних ділянках виробок. При цьому необхідно прагнути до того, щоб протяжності виробок, де виконується зйомка, у всіх трьох ортогональних напрямках масиву порід можна було порівняти. Зазвичай найбільші труднощі виникають із забезпеченням цієї умови у вертикальній площині, тобто з організацією вимірювань в вертикальних виробках.

Результати масових вимірювань піддають статистичній обробці і представляють у вигляді графіків, що характеризують просторове орієнтування і ступінь вираженості систем тріщинуватості.

Просторове орієнтування систем тріщинуватості наочно виражають за допомогою різних діаграм тріщинуватості (рис. 6.20). Зіставлення діаграм по суміжних наглядовою станціям дозволяє легко порівнювати результати вимірювань тріщин і судити про ступінь мінливості їх просторового орієнтування і ступеня вираженості на різних ділянках шахтного поля.

Рис 6.20. Типи діаграм тріщинуватості масиву в изолиниях.

а - сферограмма на сітці Вальтер - Шмідта; б - прямокутна діаграма; в - прямокутна діаграма з вільним вибором розгортки.

Відносне число тріщин,%: 1 - 0; 2 - <1; 3 - 1-2; 4 - 2-3: 5 - 3-4; 6 - 4-5; 7 - 5-6; 8 - 6-7; 9 - 7-8; 10 - 8-9; 11 -> 9.

I-IV - системи тріщинуватості.

Для вираження в изолиниях отриманих результатів масових вимірів тріщинуватості дані всіх вимірювань наносять за параметрами азимута лінії падіння Апад і кута падіння d на діаграму у вигляді точок.

Потім методом ковзного статистичного вікна виробляють згладжування і підрахунок відносної щільності числа вимірюваних тріщин. Розмір статистичного вікна приймають рівним 1% площі діаграми. На отриманому поле значень відносних густин проводять ізолінії рівних відносних густин, в результаті чого наочно виявляються домінуючі системи тріщин. Середні параметри просторового орієнтування цих систем безпосередньо визначають по діаграмі.

У тих випадках, коли потрібно простежити закономірності зміни одного будь-якого параметра, наприклад тільки азимута або тільки кута падіння тріщин, за результатами масових вимірювань складають гістограми частот (або частостей) даного параметра.

Вельми часто для вирішення практичних питань, наприклад оцінки стійкості оголенні порід, крім відносних показників ступеня поширеності тих чи інших систем тріщин в досліджуваному масиві потрібні абсолютні значення зазначених параметрів, т. Е. Ймовірностей появи тих чи інших структурних неоднорідностей в розглянутій точці вироблення. З цією метою на кожній спостережній станції число тріщин (або інших структурних неоднорідностей) окремих систем відносять до загальної кількості виміряних тріщин і таким чином оцінюють частоту (в межі - ймовірність) появи тієї чи іншої системи. Однак при цьому можливі суттєві похибки внаслідок того, що наглядові станції не в рівній мірі охоплюють весь простір досліджуваного масиву. Наприклад, при розташуванні станцій спостереження в горизонтальних виробках слабо відбивається поширення пологих і горизонтальних тріщин.

Більш коректно визначати ступінь поширеності тих чи інших систем тріщин, грунтуючись на статистичному аналізі відстаней між окремими тріщинами в кожній системі.

Крім того, відстані між тріщинами служать вихідними даними для встановлення середніх розмірів і форми структурних блоків, утворених тріщинами різних систем.

Як приклад на рис. 6.21 представлені результати обробки натурних вимірювань геометричних параметрів природних тріщин в дистен-гранат-біотитових гнейсах масиву одного з родовищ Слюдоносние пегматитов Північної Карелії.

Мал. 6.21. Геометричні параметри тріщинуватості дистен-гранат-біоти-вих гнейсов родовища "Гребля".

а - діаграма трещиноватости; б - гістограми розподілу відстаней між тріщинами.

Системи тріщин: I - меридиональная, II - північно-західна, III - субширотна, IV - широтная, V - похила, VI - полога, грубо збігається зі Сланцеватая гнейсов.

1-8 - число тріщин на одиницю площі діаграми.




 Визначення властивостей гірських порід |  Методи визначення плотностних властивостей. |  Акустичних властивостей. |  Методи визначення міцності властивостей. |  Методи визначення позамежних характеристик. |  Методи випробувань порід при динамічних навантаженнях. |  Методи визначення реологічних параметрів. |  Структурних неоднорідностей низьких порядків. |  Методи визначення плотностних властивостей. |  Методи визначення деформаційних властивостей. |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати