Источник: Источник: Rock Mechanics as a Guide for Efficient Utilization of Natural Resources, Khair,1989 Balkema, Rotterdam.
Для горной промышленности наибольший интерес представляет трещиноватость горных пород.От неё зависит безопасность ведения горных работ с точки зрения выделения газа ,обрушения ,неустойчивости кровли и т.д. Не меньший интерес этот вопрос интересен для геологов,т.к. на краях трещин происходит вторичная минерализация ,с накоплением ценных компонентов. Эта статья направлена на изучение безопасности и представляет результаты исследований магнитных свойств в нетронутом массиве,которые тесно связаны с углом внутреннего трения(именно он характеризует разрушение горных пород и является важным элементом для предсказания развития трещиноватости).
В полевых условиях были отобраны образцы как на поверхности,так и внутри горного массива(Австрия), для исследований магнитных свойств пород ,где при прохождении тоннелей через Альпы очень часто возникает выброс газа. Образцы ,которые отбирались были испытаны на установках трехосного сжатия. В процессе этих исследований оказалось,что трещины возникают вдоль оси нагружения. Породы были представлены,в основном доломитами.Именно они обладают высокой хрупкостью,что позволяет противостоять сдвигам.Внутри массива эти параметры очень сложно определить экспериментально.
Используя магнитный метод, были определены углы разрушения и угла внутреннего трения в пределах 30 градусов и 20 градусов соответственно, и величины деформаций ,которые происходили в нетронутом массиве под действием тектонических сил и направление необратимых сдвижений вдоль плоскостей скольжения.
Тесная взаимосвязь между деформацией и анизотропией магнитной восприимчивости, т.н.эллипсоидами магнитной восприимчивости была описана во многих работах ранее.Если эллипсоид магнитной восприимчивости растянут равномерно во все направления,то представляет собой шар.
Неоднородности в напряженном состоянии в горном массиве связаны с направлениями главных напряжений по формам эллипсоидов: сплюснутых по вертикали и горизонтали.
Данные показывают прямую корреляцию между соотношением прямых деформаций в пределах конкретной литологической разности. В свете этих тесных соотношений и преимуществом этого магнитного метода, который реализуется быстро и надежно, и дешево .На основании этого есть смысл его широкого применения для получения дополнительной информации на счет тектонических и структурных показателей , которые не могут быть полностью получены в натурных условиях из-за отсутствия геологической информации . Эта статья показывает исследования магнитной восприимчивости. Главной проблемой было определение направления, в котором происходило сдвижение пород. Эта задача имеет важное значение,потому что некорые части шахт,отрабатывающих свинец и цинк склонны к горным ударам.Выбросы пород происходят из-за трещиноватости доломитов и известняков , под действием тектонических напряжений.
В работе было доказано,что метод магнитной восприимчивости не может предсказать величину напряжений,однако, с его помощью легко определяется угол внутреннего трения,который является важным показателем прочности горных пород.
Магнитная восприимчивость определяется в виде эллипсоида пространственного с тремя осями.Величина и форма этого эллипсоида выражается в параметрах анизотропии.
Взятые на поверхности образцы показывают,что эллипсоиды сплюснуты по вертикали,в направлении с севера на юг действуют максимальные сжатия.Остальные образцы были взяты с подземных штолен.Анализ вокруг плоскости сместителя вблизи нарушения показал ,что существовало три плоскости вращения эллипсоида .Субвертикальная плоскость вдоль плоскости смещения . Был установлен угол сдвига, под которым происходило разрушение,перемещение вдоль сдвига и угол внутреннего трения.Они показали,что нет преимущественно однородного поля напряжений.Локальные изменения обусловлены местными структурными геологическими условиями и физическими свойствами горных пород .Однако существует определенный режим,который имеет общие черты для всего региона в независимости от горизонтальных напряжений . Средний градиент напряжений является существенной информацией для оценки устойчивости горных пород к выбросам ,горным ударам.На первоначальном этапе можно оценить только начальные напряжения,хотя существует большая вариация этих напряжений .Следовательно ,определение напряжений в нетронутом массиве в качестве исходных параметров для численного моделирования остаются еще существенной задачей всех шахт.