Д.т.н., проф. Машанов А.А., Сарыбаев М.А., Арзуева Э.В.

Казахский национальный университет им. К.И. Сатпаева, Казахстан

Определение параметров структурных отдельности по кернам

При проектировании карьеров стенового и облицовочного камня необходимо произвести оценку месторождения. В отличие от рудных месторождений, где основную роль играет содержание руды и ее запасы, на карьерах блочного камня основной компонент – структура массива горных пород.

Массив горных пород, слагающих месторождения блочного камня, разбит системами трещин на структурные (естественные) отдельности. Эти отдельности и составляет объект добычи на карьерах мрамора, мраморизованного известняка, гранита, габбро и т.д. При добыче мрамора из структурных отдельностей выпиливают блоки в форме прямоугольного параллелепипеда, а при добыче гранита, габбро и др. из массива, которые служат товарной продукцией.

Таким образом, геометрические параметры структурных (естественных) отдельностей имеют решающее значение при оценке месторождений блочного камня.

Плановое расположение систем трещин, а, следовательно, размеры и форма структурных отдельностей можно определить по результатам съемки на поверхности. Параметры отдельностей в профиль можно определить по столбикам керна.

Структурные отдельности месторождений блочного камня имеют следующие параметры [1].

Объем структурной отдельности определяются по формуле:

(1)

где W₁, W₂ – расстояние между сопряженными крутоподающими системами трещин на поверхности (частота, образцов);

W₃ – расстояние между пологопадающими трещинами третьей системы.

Расстояние между крутопадающими трещинами первых двух систем W₁ и W₂ можно определить по результатам съемки на поверхности. Расстояние между пологопадающими трещинами третьей системы W₃ можно определить по столбикам кернов, полученных в ходе разведочного бурения. Высоты столбика керна ограничивается плоскостями смежных пологопадающих трещин третьей системы (рис 1).

Рисунок 1 – К определению частоты трещин третьей системы

Углы параллелограмма АВСД образованного системами трещин составляют

(2)

где ρ – угол внутреннего трения.

Таким образом, частота (густота) трещин третьей системы W₃ будет равна:

(3)

где АВ – длина керна; β – угол между осью керна и секущей плоскостью.

Таким образом, имея результаты съемок систем трещин на поверхности и керны из скважин, пробуренных во время геологоразведочных работ, можно с достаточной достоверностью определить геометрические параметры структурных (естественных) отдельностей, слагающих массив блочного камня. После чего, в зависимости от потребностей и ГОСТа, реально оценить месторождение, а также выбрать рациональное направление развития горных работ на будущем карьере.

Литература

1. Машанов А.А. Трещиноватость горных пород Алматы КазНТУ. 2000г.120стр.

2. Машанов А.А., Касымханова Х-К.М. Геомеханика Алматы КазНТУ. 2006г. 175стр.