автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Оценка влияния процессов криогенного выветривания на устойчивость откосов бортов угольных карьеров Южной Якутии

На правах рукописи

Забелин Алексей Викторович

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССОВ КРИОГЕННОГО ВЫВЕТРИВАНИЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ БОРТОВ УГОЛЬНЫХ КАРЬЕРОВ ЮЖНОЙ ЯКУТИИ

Специальность 05.15.11 - "Физические процессы горного производства"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Хабаровск 2000

Работа выполнена в Техническом институте (филиал) Якутского государственного университета им. М.К. Аммосова

Научный руководитель; д-р техн. наук, проф. Самохин Анатолий Васильевич

Официальные оппоненты:

д-р техн. наук, проф. Мороз Владимир Филиппович к-т техн. наук, стар, научн. сотрудник Ермаков Сергей Александрович

Ведущее предприятие - ГУЛ "Якутуголь"

Защита диссертации состоится "'т " июля 2000 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 003.92.01 в Институте горного дела Дальневосточного отделения РАН по адресу:

680000, г. Хабаровск, ул. Тургенева, 51. Факс (4212) 32-79-27.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института горного дела ДВО РАН.

Автореферат разослан " {О" июня 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук — И.Ю.Рассказов

Ид \0.Z-4~02\0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Перспективы развития угледобывающей отрасли на юге Республики Саха (Якутия) связаны с открытой разработкой новых и эксплуатируемых месторождений.

Одним из главных вопросов горного дела является обеспечение устойчивости откосов уступов и бортов карьеров. Последняя существенно зависит от склонности горных пород к выветриванию. Воздействие процессов выветривания приводит к изменению физико-механических свойств и вещественного состава горных пород, их общей дезинтеграции, Недоучет фактора выветривания горных пород при проектировании приводит к развитию нежелательных физико-геологических процессов, значительным деформациям горнотехнических сооружений, что в свою очередь усложняет проведение горных работ, увеличивает их объем и снижает уровень безопасности. Поэтому изучение, количественная оценка и учет интенсивности процессов выветривания является одной из важных задач, как на стадии проектирования, так и для всего срока эксплуатации горнотехнического объекта.

В частности, отработка угольных месторождений Южно-Якутского бассейна ведется при практически вертикальных откосах уступов. Вопросы оценки влияния процессов выветривания на их устойчивость при дальнейшей эксплуатации этих карьеров на сегодняшний день приобретают всё больший практический интерес.

Суровые условия резко континентального климата Южной Якутии (среднегодовое количество осадков - 520—550 мм/год, среднегодовая температура воздуха - -7,6-^-9,4°С при амплитуде колебаний среднемесячных температур 45-55°С, количество переходов температуры через О°С - 80-100) определяют в целом по региону активное развитие процессов криогенного выветривания, отличающегося относительно других типов выветривания - высокой интенсивностью его воздействия на горные породы.

Поэтому всестороннее изучение влияния криогенного выветривания на углевмещающие породы Южно-Якутского каменноугольного бассейна является актуальной научной задачей, решение которой позволит прогнозировать изменение свойств пород во времени, а также оценить влияние криогенного выветривания на устойчивость откосов бортов карьеров с учетом срока их эксплуатации.

Цель работы - оценить степень влияния криогенного выветривания на устойчивость откосов бортов угольных карьеров Южно-Якутского бассейна.

Основная идея работы заключается в том, что изменения физико-механических свойств, трещиковатости и вещественного состава горных пород под воздействием криогенных процессов, необходимо учитывать при проектиро-зании и эксплуатации горнотехнических объектов.

Задачи исследований:

- экспериментально исследовать воздействие криогенного выветривания на разрушение углевмещающих пород в натурных и лабораторных условиях;

- выполнить исследования по оценке сезонных изменений прочностных свойств пород;

- разработать методику и изучить процесс криогенного трещинообразования;

- выявить основные процессы вещественных преобразований, влияющие на изменение физико-механических свойств углевмещающих пород при криогенном выветривании;

- показать, что полученные результаты исследований позволяют совершенствовать методику расчета предельной высоты устойчивого откоса для условий криогенного выветривания углевмещающих пород Южно-Якутского бассейна.

Объектом исследований являлись углевмещающие породы (песчаники и алевролиты) нижнемелового и средне- верхнеюрского возраста Южно-Якутского каменноугольного бассейна.

Предмет исследований - воздействие криогенного выветривания на физико-механические свойства углевмещающих пород Южно-Якутского бассейна и устойчивость откосов бортов карьеров, сложенных этими породами.

Методы исследований. Реализация поставленной цели и вытекающих из неё задач осуществлялась с использованием комплекса методов, включающих: анализ и обобщение известных результатов исследований, выполнение натурных и лабораторных экспериментальных исследований, обработку экспериментальных данных на основе законов физики, теорий упругости и прочности твердых тел с привлечением методов математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту:

- закономерности изменения физико-механических свойств углевмещающих пород в бортах карьеров зависят от их вещественного состава, геологического возраста, степени литификации, предразрушенности и срока воздействия процессов криогенного выветривания;

- сезонные изменения прочностных свойств пород характеризуются минимальными её значениями в весенний и осенний период, максимальными в зимний;

- криогенное трещинообразование в приповерхностной части массива определяется распространением акустического поля и шириной раскрытия трещин.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и результатов исследований обеспечивается корректной постановкой задач на основе законов физики, теории упругости и прочности твердых тел, методов математической статистики, а также большим объемом экспериментальных данных и их хорошей сходимостью.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлены закономерности и количественно оценено воздействие криогенного выветривания на изменения физико-механических свойств углевмещаю-щих пород Южно-Якутского бассейна;

- количественно оценен годичный цикл сезонных изменений прочностных свойств углевмещающих пород в условиях резко континентального климата Южной Якутии;

- разработана методика количественной оценки криогенного трещинообразова-ния в приповерхностной части вскрытого массива;

- впервые выполнена количественная и качественная оценка изменения минера-лого-петрографического состава осадочных горных пород Южно-Якутского каменноугольного бассейна под воздействием криогенного выветривания;

- впервые дана количественная оценка влиянию процессов криогенного выветривания на устойчивость откосов бортов угольных карьеров Южной Якутии.

Личный вклад автора заключается в:

- непосредственном участии в проведении натурных и лабораторных исследований криогенного выветривания углевмещающих пород;

- организации и проведении натурных наблюдений за сезонными изменениями прочностных свойств пород: постановка задачи, выбор методики;

- разработке методики количественной оценки процессов трещинообразования на поверхности вскрытого массива;

- уточнении предельной высоты устойчивого откоса с учетом воздействия на углевмещающие породы криогенного выветривания.

Обработка результатов исследований, анализ и интерпретация выполнены штором лично.

Практическое значение работы состоит в том, что результаты проведенных «следований позволяют принимать научно обоснованные решения по обеспече-шю устойчивости откосов бортов угольных карьеров с учетом срока его экс-тлуатации.

Реализация работы. Результаты исследований использованы в производст-¡ениой деятельности ГУЛ «Якутуголь» для решения проблем эффективной и Зезопасной разработки каменноугольных месторождений Южной Якутии. Прак--ичсская реализация полученных результатов подтверждена актом внедрения на-"шо-исследовательских работ в производство.

Апробация. Основные результаты диссертационной работы докладывались 1а: заседаниях научных семинаров и конференциях Технического института 1кутского государственного университета (1998-2000 гг.), научно-технических юветах ГУП «Якутуголь» (г. Нерюнгри, 1998-2000 гг.), научно-практической' :онференции «Народы севера: пути и проблемы развития» (г. Нерюнгри, 1998 г.),

научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития угледо бывающей отрасли Республики Саха (Якутия)» (г. Нерюнгри, 1999 г.), Междуна родной научной геологической конференции, посвященной «XII Керуленско! международной геологической экспедиции».(г. Иркутск, 1999 г.), городское конференции аспирантов и молодых ученых «Новые идеи на рубеже XXI века) (г. Нерюнгри, 1999 г.), расширенном заседании лаборатории инженерной геоди намики Института мерзлотоведения СО РАН (г. Якутск, 2000 г.), республикан ской научно-практической конференции «Пути эффективного использовани: экономического и промышленного потенциала Южно-Якутского региона в XX веке» (г. Нерюнгри, 7-8 апреля 2000 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения 6-ти глав, заключения и списка использованной литературы из 146 наименова ний, изложенных на 196 страницах машинописного текста, включая 38 рисунко и 19 таблиц.

За ценные советы и критические замечания при работе над диссертацие: автор искренне признателен кандидату геолого-минералогических наук Гриб; Николаю Николаевичу и доценту кафедры Горного отделения Нерюнгринског филиала ЯГУ, кандидату геолого-минералогических наук Хворостина Алексавд ру Андреевичу, главному геологу ГУП «Якутуголь» Серебренникову Леонид Ивановичу за организационную помощь на этапе постановки исследований н разрезе «Нерюнгринский». Автор также выражает глубокую благодарность дс центу кафедры «Геологии и разведки месторождений полезных ископаемых Геологоразведочного факультета ЯГУ Семенову Владимиру Павловичу за пс мощь и консультации при проведении минерапого-петрографических исследовг ний.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Интенсивность и степень изменения свойств и состава пород при крис генном выветривании оценивается влиянием большого количества факторов.

Определяющее значение при оценке интенсивности процессов криогеннс го выветривания в естественных и техногенных обнажениях имеют физике географические и динамические условия. Влияние физико-географических услс вий представляется возможным рассмотреть с трех основных позиций: reoMoj фологических, геолого-генетических и климатических условий.

Геоморфологическое направление исследований достаточно полно осв< щено в работах Г.С. Ананьева, С.С. Воскресенского, Н.Ф. Григорьева, Э.Д. Е( шова, С.П. Качурина, В.К. Лапердина, E.H. Оспенникова, JI.A. Пластинина, EJ

Преснякова, Ю.Г. Симонова, B.JI. Суходровского, Г.А. Чернова, В.Г. Чигир, П.Ф. Швецова, Д.М. Шестернева, H.A. Шило, Ю.В. Шумилова, Г.М. Эпштейна, W.D. Blimel, Н. Hagedorn, I.A. Mattheuy, R.A. Shakesby и др. Полученные ими результаты региональных исследований показывают взаимосвязь процессов криогипер--енеза и рельефа субарктических районов, в которых также рассматривается злияние криогенного выветривания на скорость разрушения горных пород в боргах карьеров и естественных обнажениях, что имеет важное значение для решения задач горного производства. Также выполнены отдельные эксперименты по моделированию криогенного выветривания в лабораторных условиях.

Тема влияния геолого-генетических факторов на динамику развития криогенных процессов раскрывается в работах Г.С. Ананьева, Э.Д. Ершова, М.И. Яверновой, И.А. Каревской, Ю.Д. Матвеева, E.H. Оспенникова, Л.А. Пластини-ia, „Рекомендации по изучению влияния ...", В.П. Солоненко, B.JI. Суходров-:кого, А.Г. Черняховского, Д.М. Шестернева, H.A. Шило, Ю.В. Шумилова. Их «¡следования позволили определить значения скорости разрушения различных штолого-петрографических разностей горных пород в условиях криогенного ¡ыветривания в зависимости от их вещественного состава и степени предразру-ценности.

Изучение влияния климатических условий на динамику и закономерности швития процессов криогипергенеза нашло отражение в работах В.Б. Выркина, \.П. Горбунова, E.H. Оспенникова, „Рекомендации по изучению влияния ...", З.Л. Суходровского, Л.А. Сычовой, Н.И. Труш, В.Г. Чигир, Ю.В. Шумилова и фугих авторов. В них рассмотрено влияние таких факторов как количество пе-1еходов температуры через 0°С, количество выпадаемых осадков и их сезон-гость, среднегодовая температура воздуха, радиационный режим на интенсив-юсть криогенного выветривания горных пород.

Влияние динамических условий: сейсмичность, режим выноса продуктов ыветривания, действие гидро-, ветро- и гравитационных процессов - рассмот-ено в работах П.С. Миронова, В.П. Солоненко, H.A. Шило и других авторов.

Результаты исследований, вышеперечисленных авторов, указывают на решающее значение условий криогенного выветривания в разрушении горных по-од, но в данных исследованиях отмечается недостаточная изученность вопросов риогенного выветривания техногенных обнажений, представленных углевме-¡агощими породами осадочного комплекса, в климатических условиях, прибли-:енных к субарктическим районам.

Исследованиям изменчивости физико-механических свойств горных по-од при криогенном выветривании посвящено большое количество работ. Связа-о это с обеспечением устойчивой эксплуатации и безаварийной работы объек-ов горной промышленности. В этом плане следует отметить работы В.Т. Бало-

баева, Л.И. Барон, В.А. Войлошникова, O.K. Воронкова, А.П. Горбунова, А.П. Дмитриева, М.И. Иверновой, C.B. Кагермазовой, Н.Ф. Кривоноговой, В.Д. Лом-тадзе, Ю.Д. Матвеева, П.В. Овсянникова, В.П. Портновой, „Рекомендации по изучению влияния ...", Т.В. Ростомян, Ю.Б. Тржцинского, Л.Ф. Ушаковой, Т.В. Ушаковой, Д.М. Шестернева, Г.Е. Ядрищенского. В этих работах выявлены закономерности изменения физико-механических свойств и морозостойкости скальных горных пород в ходе криогенного выветривания в натурных условиях и при его лабораторном моделировании, предложены аналитические зависимости для оценки этих изменений. Однако результаты выполненных исследований имеют обобщающий характер и требуют коррекции с учетом региональных особенностей эксплуатации горнотехнических объектов.

Методические аспекты исследований деформаций оттаивающих массивов крупнообломочных пород рассмотрены в работах М.В. Ведерникова, М.В. Водо-лазкина, И.Н. Вотякова, C.B. Вялова, В.П. Давиденко, В.П. Ушкалова и др. Деформации криогенного пучения массивов изучались В.О. Орловым, О.В. Соколовой и др. Авторами предлагаются статистические и эмпирические математические модели прогноза осадок пород в зависимости от их льдистости. На уровне региональных исследований следует отметить работу группы авторов Г.Л. Фи-сенко, Г.Р. Глозмана, C.B. Кагермазовой, Т.К. Пустовойтовой и Е.П. Валуева, i которой на основе изучения геокриологической обстановки разреза «Нерюн-гринский» авторами предлагаются рекомендации по сохранению устойчивости нерабочих бортов. Проблема оценки влияния степени изменения физико-механических свойств пород на устойчивость вскрытых массивов в этих работа:» решалась на качественном уровне. Некоторые вопросы оценки влияния процес сов выветривания на устойчивость бортов карьеров в условиях умеренных ши рот, где проявление процессов криогенного выветривания имеет минимальны} характер, освещены в работах А.И. Ильина, „Методическое пособие по изучении ...", Р.П. Окатова, И.И. Попова, М.В. Рац, Г.Л. Фисенко, С.Н. Чернышова и др.

Вопросы вещественных преобразований при криогенном выветриванш горных пород отражены в работах Н.П. Анисимовой, Ш.Ш. Гасанова, И.И. Гинз бурга, К.Д. Глинки, В.М. Гуревич, Э.Д. Ершова, В.Н. Конищева, К.И. Лукашева В.Н. Макарова, Б.А. Оловина, А.И. Перельмана, В.Н. Разумовой, И.А. Тютюнова А.Е. Ферсмана, С.Л. Шварцева, Н.А. Шило, Ю.В Шумилова и др. Однако отме чается слабая изученность вопросов вещественных преобразований на техноген ных обнажениях осадочных углевмещающих пород в условиях криогенного вы ветривания, В большинстве работ изучение преобразований вещественного со става выполнено на геохимическом уровне без рассмотрения преобразована структурных связей, оказывающих существенное влияние на степень изменени; физико-механических свойств горных пород.

На основании изложенного сформулированы цель и задачи исследований.

Исследования по оценке влияния процессов криогенного выветривания на >изико-механические свойства углевмещающих пород Южно-Якутского бассей-а выполнялись на Нерюнгринском и Сьшлахском месторождениях.

В результате опробования борта карьера «Нерюнгринский», вскрытого в 974 г., и скважины, пробуренной на этом же борту в 1998 г. (рис.1), установлено нижение прочности песчаников при сжатии после 25-ти лет воздействия крио-гнного выветривания на 40-50 %, увеличение прочности при растяжении стречными сферическими инденторами - до 60 %, связанного с образованием

4

жт

ж?

[?р.З

I

Т»

от иг

гТв

В. 9

1рч гг.о

Пр. 5

Пр. 6

210

я. о

Лр'/ Ш7 чз.о

АО 7Х

бЯ

ггм

гв.о

35.0

410

пмся

, мощный •

« а

I ^

I

пмс 1ГТ7Г

м

т-п>

Пт/з

т

упс

УГОЛЬ

СКВ. »53

вег. ч!

СКВ. 67.45

в 60. вз ска. 13/5

Ш. 09'

Рис. I Геологический разрез и схема размещения скважин на экспериментальном участке.

1. ПР.1-7 - номера отобранных проб политологическим горизонтам; 2. Наименование пород: ПМС - песчаник мелкосреднезернистый, Пт/з - песчаник тонкозернистый, ПМ - песчаник мелкозернистый, ПСК-Гр. - песчаник сред-некрупнозернистый с примесью гравия, УПМ - песчаник мелкозернистый с включениями углистого материала, УПС - песчаник среднезернистый с включениями углистого материала; 3. СКВ. 6755 - номер скважины; 4. 855,30 - высотная отметка.

в их структуре новых минеральных агрегатов в криогенных условиях. Упрочне ние песчаников обусловлено образованием в их структуре - анкерита и кальцита а разупрочнение - с про явлением процессов гидрослютизации полевых шпатов I образованием гидрослюд. В ходе испытаний образцов выветрелого песчаника т прочность при сжатии в некоторых случаях при нагружении на начальной стадш выявлены элементы пластичного разрушения скальных пород. Появление новы: свойств в выветрелых песчаниках, не свойственных скальным породам, связано I глубокими минералого-структурными преобразованиями этих пород, а именно I высокой степенью гидрослютизации, как кластического материала, так и цемент; песчаников. Исследуемые породные интервалы относятся к песчаникам холод никанской свиты нижнего отдела меловой системы.

Влияние криогенного выветривания на прочностные свойства пород со размерно с изменениями значений скорости распространения упругих продоль ных волн в соответствии с их начальными значениями и временем его воздейст вия. Снижение скорости продольных волн в песчаниках холодниканской свить составляет 10-30 %. Анализ коэффициентов анизотропии выявил в различно! степени снижение этого показателя (максимально с 0,93 до 0,65), что указывав-на то, что действие процессов криогенного выветривания в породах песчаноп комплекса имеет большую интенсивность в направлении слоистости, чем в на правлении, перпендикулярном слоистости. Преобладающее действие процессо выветривания направлено в зоны структурных нарушений, определяющими фак торами которых являются текстурные особенности и вещественный состав по род. Изменение плотности песчаников находится в пределах 10-12 % при увели чении коэффициентов пористости с 3—4 % до 8-12 %.

Исследования на Сыллахском каменноугольном месторождении проводи лись методом сравнительного анализа изменений физико-механических свойст кернов углевмещающих пород, вскрытых при бурении скважин в 1983 г., 1988 г и керна скважины, пробуренной в 1998 г. Сравниваемые горизонты относятся кабактинской свите среднего отдела юрской системы и соответствуют межпла стьям угольных пластов К4 и К|2. Результаты исследований указывают на сниже ние прочности песчаников при сжатии и растяжении в среднем на 30-40 % поел 15-ти лет криогенного выветривания и на 30-35 % после 10-ти лет криогенног выветривания. Значения скорости продольных волн понизились в среднем н 200-700 м/сек. Изменение плотности песчаников оценивается величиной 0,01 0,02 г/см3.

Эксперимент по изучению влияния процессов циклического проморажи вания-оттаивания на физико-механические свойства горных пород в лаборатор ных условиях проводился на образцах кернов, отобранных при бурении скважи на детальной стадии разведки Нерюнгринского каменноугольного месторожде

ия. Контроль за изменением физико-механических свойств пород производился ерез 25, 50, 100, 200, 300 и 400 циклов замораживания-оттаивания. По геологи-ескому разрезу изучаемые породы относятся к Нерюнгринской свите верхнего тдела юрской системы.

В ходе лабораторных исследований с увеличением количества циклов загораживания-оттаивания наблюдалось с различной интенсивностью: снижение точности песчаников при сжатии и растяжении, снижение значений скорости фодольных волн, увеличение коэффициентов пористости пород, увеличение [лотности пород в водонасыщенном состоянии. Изменения свойств песчаников юсле 400 циклов замораживания-оттаивания оцениваются в среднем снижением [X прочности при сжатии и растяжении до 33 %, снижением скорости продоль-1ых волн - от 20 до 25 %, увеличением коэффициентов пористости с 2-3 % до 5-| %, увеличением плотности водонасыщенных песчаников по окончании экспе->имента на 0,04-0,06 г/см3. Максимальной степенью изменения физико-1еханических свойств в ходе эксперимента характеризуются алевролиты, для ко-орых после 100 циклов замораживания-оттаивания снижение прочности при жатии и растяжении составило 40-50 %, скорости продольных волн - 35—40 %, ■величение коэффициентов пористости на 25-30 % при увеличении плотности ¡одонасьиценных образцов на 0,06-0,08 г/см3.

Общей тенденцией в изменении прочностных свойств пород в ходе экспе-«мента является проявление максимальных значений снижения предела проч-юсти пород при одноосном сжатии в интервале испытаний от 200 до 300 циклов амораживания-отгаивания.

Наблюдения за величиной дезинтеграции образцов в ходе эксперимента юказали относительное снижение их массы после 400 циклов замораживания-лтаивания для песчаников в среднем от 4 до 5 %, для алевролитов после 100 шклов замораживания-оттаивания до 22 %.

Результаты выполненных исследований позволили сформулировать сле-[ующие выводы: криогенному выветриванию менее подвержены песчаники с 1елкозернистой структурой, а наибольшему - алевролиты крупнозернистые и гесчаники с включениями детрита и растительных остатков, приуроченные к гровле угольного пласта или близповерхностным литологическим горизонтам, юдверженным действию глубоко проникающих процессов физического вывет-швакия вследствие техногенного обнажения последних; изменения физических свойств пород обусловлены не только действием процессов криогенного вывет-швания на механическом уровне, но и проявлением криогенного химического (Ыветривания, связанного с гидрослютизацией, карбонатизацией, выщелачива-тем и окислением железосодержащих компонентов из состава песчаников; стернь изменения физических свойств зависит от срока воздействия процессов

криогенного выветривания и устойчивости минерального состава пород к ег проявлению.

Оценка сезонных изменений прочностных и акустических свойств поро проводилась на образцах заданной формы, представленных тремя литологич« скими разностями песчаников Кабактинской свиты среднего отдела юрской си< темы Денисовского каменноугольного месторождения. Испытания на прочност и измерения скорости продольных волн проводились при естественной влажж сти пород и температуре образцов, равной температуре окружающего воздуха.

Соотношение влияния температуры и влажности на свойства пород в год< вом цикле неодинаково и имеет ярко выраженный сезонный характер, в которо проявляется доминирующая роль одного из факторов. Выполненными исслед< ваниями установлено, что минимальные значения прочности пород отмечаются осенний, а особенно в весенний период. Это связано, прежде всего, с изменение влажности в испытываемых образцах. В осенний период за счет выпадени большого количества жидких осадков, а в весенний период - за счет снеготаяни: Колебания влажности образцов отчетливо иллюстрируются изменениями скор« сти продольных волн, которая в эти периоды имеет в образцах максимальны значения (табл. I).

Максимальные значения прочности песчаников отмечаются в начале зи\ него периода при понижении температуры пород до отрицательных значенш что подтверждается увеличением значений скорости продольных волн в октябр< ноябре месяце на 20-25 %. Дальнейшее понижение температуры в зимний пер! од, максимально до -35 °С, характеризуется незначительным увеличением про' ности при одновременном постоянном снижении скорости продольных вол! связанном с процессами сублимации льда из стенок испытываемых образцо) Летний период характеризуется значениями прочности пород и скорости прс дольных волн, близкими к таковым для песчаников, испытываемых в состояни высушенных до постоянной массы пород.

Также были оценены изменения физико-механических свойств песчанике кабактинской свиты при криогенном выветривании в натурных условиях за год.

Снижение значений прочности песчаников при сжатии для трех выделе? ных литологических разностей составило от 5 до 25 %, прочности при растя ж ( нии встречными сферическими инденторами - от 8 до 30 %. При этом отмечают ся незначительные изменения коэффициентов хрупкости и размягчения. Измен< ние плотностных свойств песчаников при криогенном выветривании за 1 год н< значительно и составляет 0,01-0,02 г/см3.

Снижение скорости продольных волн составило от 2 до 30 %. Максимам ное снижение значений прочностных и акустических свойств относятся к круг

1аолица I

Годовой цикл сезонных изменений ряда физико-механических свойств

песчаников Денисовского каменноугольного месторождения

Наим. пород Свойства пород Месяцы

IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII IX

1 °С 1исп > ~ 15 -1 -23 -25 -38 -24 -10 2 12 14 24 10 4

мелкозернистый песчаник % 0,92 1,43 0,85 0,67 0,67 0,60 0,65 1,68 0,85 0,76 0,60 0,74 1,16

&СЖЛ МПа 66,9 47,8 81,1 84,5 92,0 86,8 77,6 44,7 55,9 65,6 66,8 64,2 52,4

°Р-сф.> МПа 5,4 3,6 4,7 4,7 4,8 4,5 4,1 2,9 3,7 5,1 5,9 5,0 4,6

Ур, м/сек 3634 4030 4170 3670 3731 3536 3577 4070 3625 3582 3564 3652 3740

среднезернистый | песчаник И'», % 0,97 2,32 1,14 1,31 1,35 1,25 1,38 2,62 1,12 0,92 0,80 1,13 1,38

^СЖ.» МПа 57,3 36,4 66,6 67,4 69,6 62,7 49,3 38,9 43,2 54,0 54,3 49,8 38,4

а,р.сф.) МПа 3,6 2,1 3,2 3,3 3,8 3,0 2,3 1,8 2,4 2,6 2,5 2,1 1,9

Ур, м/сек 3167 3740 4050 3300 3470 3346 3150 3940 3360 3150 3100 3250 3380

крупно-среднезернистый песчаник 1,16 2,81 2,91 2,42 2,35 2,06 2,40 3,25 2,52 1,82 1,34 1,49 1,68

&СХ, МПа 24,0 13,8 35,0 35,9 41,2 32,6 21,7 10,2 17,6 21,4 26,0 17,3 11,7

МПа 1,8 0,8 1,4 1,4 1,8 1,2 1,0 0,7 1,2 1,2 1,4 и 0,6

Ур., м/сек 2857 3201 3506 2390 2480 2110 2212 2663 2308 2089 2074 2204 2087

Примечание: !ис„ - температура испытаний; - естественная влажность образцов песчаника; сгсж - предел

прочности песчаников при сжатии; <Урсф - предел прочности песчаников при растяжении встречными сферическими инденторами; Ур - скорость распрос гранения ультразвуковых продольных волн в образце.

носреднезернисым песчаникам. Это объясняется, прежде всего, малой относительно других литологических разностей, их начальной прочностью (асж--25 МПа) и высоким коэффициентом пористости (К„=8,5 %), способствующими максимальному развитию в них процессов криогенного выветривания.

«Потери массы» образцов в натурных условиях после 1 года испытаний для средне- и мелкозернистых песчаников составляют в среднем 3—4 %. Для крупносреднезернистых песчаников эта величина равна 27 %. Такое большое различие в значениях «потерь массы» объясняется, как низкими показателями прочности и высокими значениями коэффициентов пористости, так и наличием в песчаниках карбонатного типа цемента, способствующего активной дезинтеграции образцов.

Результаты проведенного эксперимента позволяют сделать следующие выводы; сезонные изменения температурно-влажностн ых условий закономерно влияют на прочностные и акустические свойства пород; интенсивность воздействия криогенного выветривания на исследуемые песчаники определяется литоло-го-структурными особенностями пород и их исходными физико-механическими свойствами.

С целью оценки процессов криогенного трещинообразования в припо-верхносной части вскрытого массива горных пород в карьерах «Денисовский» и «Эрэл ЛТД» были организованы 4 наблюдательные площадки.

Методика изучения заключалась в наблюдении за изменениям акустических свойств горных пород по вертикальному и горизонтальному направлениям относительно плоскостей напластования в массиве, где в ходе эксперимента наблюдаются нулевые показания скорости волн, как следствие произошедшей деструкции песчаников. Также производятся наблюдения за шириной раскрытия развивающихся: трещин и изменением их длины. Изменение трещиноватости массива оценивалось величиной удельной густоты трещин (Гуд).

Осенний период характеризуется повышенными значениями скорости продольных волн при одновременном повышении влажности пород. С понижением температуры до отрицательных значений в ноябре наблюдается резкое увеличение скорости продольных волн по горизонтальному и вертикальному профилям вследствие замерзания свободной влаги. В дальнейшем наблюдается постепенное снижение скорости продольных волн по профилям в связи с развитием процессов сублимации и испарения льда в приповерхностной части массива, о чем свидетельствует понижение влажности отбираемых с поверхности массива образцов.

Значительное увеличение влажности приповерхностной части массива I марте, а особенно в апреле, способствует значительному увеличению скорости продольных Ьолн, значения которых имеют максимальные в годовом цикле I

близки значениям скорости волн, определенным в состоянии предельного естественного водонасыщения.

Летний период характеризуется минимальными в годовом цикле значениями скорости продольных волн при одновременном снижении влажности образцов до значений равным, таковым в зимний период.

В результате выполненных исследований установлено, что развитие процессов трещинообразования наиболее активно происходит на протяжении осен-не-зимне-весеннего периодов, в которых действуют различные механизмы выветривания (рис. 2). В осенний период в зависимости от степени увлажнения пород при их циклическом промораживании-отгтаивании преобладает развитие

IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII IX

Рис. 2 Динамика изменения величины удельной густоты трещин. 1 - площадка №1 (песчаник мелкозернистый, J3kb); 2 - площадка №2 (песчаник среднезернистый, Jjkb); 3 - площадка №3 (песчаник крупносреднезерни-стый, J3kb); 4 - площадка №4 (песчаник среднезернистый, J2dr).

криогидратационного или морозного механизма выветривания, при испарении свободной влаги и развитии процессов сублимации льда в зимние месяцы имеет место преимущественное развитие температурного типа трещинообразования. В весенний период структурные нарушения, приобретенные породой зимой, активно разрабатываются морозными-механизмами выветривания.

В ходе наблюдений выявлена различная степень устойчивости, представленных на наблюдательных площадках литологических разностей пород, к развитию в них процессов криогенного трещиноообразования. По результатам наблюдений установлено, что наиболее подвержены этим процессам песчаники ка-бактинской свиты с крупносреднезернистыми структурами и карбонатным типом

цемента. Минимальное увеличение трещиноватости массива относится к песчаникам дурайской свиты среднего отдела юрской системы, представленным на карьере «Эрэл ЛТД».

Увеличение длины наблюдаемых трещин соотносится с максимальной шириной их раскрытия, которая наблюдается в период максимального охлаждения массива в зимние месяцы и в весенний период с развитием морозного выветривания. В ходе наблюдений установлено, что ширина раскрытия трещин имеет сезонный характер и зависит от температуры и степени увлажнения пород. Разница измерений ширины раскрытия трещин в осеиний и зимний период может достигать 3-4-кратного значения, в некоторых случаях в 6 раз.

С учетом результатов выявленных сезонных изменений физико-механических свойств был выполнен суточный цикл измерений скорости продольных волн на поверхности массива по вертикальному и горизонтальному профилям и ширины раскрытия наблюдаемых трещин. В ходе эксперимента контролировались температура поверхности пород и температура воздуха.

В результате выполненных наблюдений установлено, что изменение скорости продольных волн в течение суток может достигать значительных величин, порядка 100-150 м/сек. Этот процесс имеет волнообразный характер и сопровождается периодичным увеличением анизотропии пород, проявление которой наблюдается с охлаждением массива ночью и его прогреванием в утренние часы при перепаде температур между дневным и ночным периодом 13 °С и определяется действием тепло- массообменных процессов.

Результаты суточного цикла наблюдений за шириной раскрытия трещин показали четкую зависимость ширины раскрытия трещин от температуры пород. Максимальная ширина раскрытия наблюдаемых трещин соотносится соответственно с максимальным понижением температуры поверхности пород массива. При перепаде дневных и ночных температур порядка 13 "С значение ширины раскрытия трещин увеличилось в среднем в 1,5-2,0 раза.

Изменения физико-механических свойств пород неразрывным образом связаны с существенным влиянием процессов криогенеза на их вещественный состав (минеральный, химический, гранулометрический).

Оценка вещественных преобразований углевмещающих пород проводилась по результатам опробования песчаников с поверхности борта карьера «Не-рюнгринский», вскрытого в 1974 г., и скважины № 6755, пробуренной в 1998 г.

Результаты выполненных минералого-петрографических и химико-аналитических исследований песчаников позволяют выделить три ведущих типа последовательно, стадийно развивающихся гипергенных преобразований: гидро-слютизация (пелитизация), обусловленная гидролитическим разложением полевых шпатов, неустойчивых обломков алюмосиликатных пород, а также первич-

юго глинистого цемента; карбонатизация с образованием пелитоморфного анке-эита и кальцита; лимонитнзация («ожелезнение»), связанное с поверхностным и злизповерхностным окислением железосодержащих карбонатов (анкерита, редко ¡идерита), в меньшей степени слоистых силикатов (хлорит, биотит).

Благоприятными предпосылками для этого являются: неустойчивый к химическому разрушению существенно полевошпатовый состав песчаников, со-1ержание которых достигает до 50 % всего состава представленных в разрезе тесчаников; относительно слабая степень регионального раннекатагенетического треобразования пород, которая относится к «зоне слабоизмененного глинистого демента»; специфический химизм вод криолитозоны, отличающихся существен-10 гидрокарбонатным или ультракислым составом и агрессивными щелочными и шслотными свойствами; наличием в изучаемом массиве зон повышенной капил-ирной проницаемости, микро- и макрогрещиноватости, в том числе криогенной.

В условиях развития сезонно-мерзлых пород выветривание полевых шпатов сопровождается слабым или интенсивным формированием гидрослюды. Этот процесс приурочен к наиболее активным периодам весенне-летнего увлаж-зения и таяния массива, носящих полицикличный, многоразовый характер. В за-зисимости от степени гидрослютизации песчаного материала, описанный процесс сопровождается общим разупрочнением массива, снижением его прочност-«гх и упругих характеристик. Гидрослютизация полевых шпатов и других обломочных компонентов сопровождается процессами, аккумулирующими наиболее юдвижные продукты выветривания - карбонаты, бикарбонаты.

Поэтому широко распространенным химическим преобразованием песчаников экспериментального блока является их неравномерно, но достаточно интенсивная наложенная анкеритизация. Для выветрелых песчаников характерно избирательное замещение порового и порово-пленочного глинистого цемента его соррозионными типами. Образование контактов между зернами такого типа обеспечивает им очень прочную цементацию, придавая песчаникам повышенную трочность.

Вблизи кровли угольного пласта локально проявляется более поздняя, неимущественно прожилковая, кальцитизация. Содержание кальцита предельно уценивается 25-30 % и уменьшается в более выветрелых песчаниках борта каръ-;ра за счет поверхностного выщелачивания. Наиболее активно реакции карбона-гизации протекают в песчаниках в осенний период, когда фазовые переходы во-1Ы в лед и последующее охлаждение массива создают повышенный щелочной эезерв. Дальнейшее, более глубокое охлаждение поверхности массива способст-5ует осаждению карбонатных новообразований - анкерита, кальцита.

Более массовое развитие в песчаниках, слагающих борт карьера, имеют троцессы поверхностного и близповерхностного окисления железосодержащих

карбонатов — анкерита, редко сидерита с образованием охристых зон лимонити-зации. В меньшей степени окисляются песчаники, обогащенные обломочным биотитом, роговой обманкой или поровым хлоритом, что придает породе бурый, крапчатый облик.

В целом, объем химически переработанного алюмосиликатного материала достигает значительных величин и по предварительной оценке составляет 30-35 % от объема выветрелых пород.

Изменения химического состава песчаников при криогенном выветривании выражается в перераспределении химических элементов, составляющих продукты выветривания полевых шпатов. Общее изменение содержания в песчаниках кальция максимально оценивается до 80 %, изменение содержания натрия в некоторых случаях может достигать четырехкратного значения, изменение содержания калия составляет максимально до 70 %, изменение содержания магния и марганца в выветрелых песчаниках по отношению к песчаникам, отобранным из скважины, находится в пределах 70-80 %. Изменение содержания окислов таких элементов, как фосфор, титан, алюминий находится в пределах до 20 %. В целом, для всех выделенных типов песчаников наблюдается перераспределение закисного и окисного железа в сторону увеличения последнего.

Изменение гранулометрического состава при криогенном выветривании заключается в диспергировании частиц песчаной фракции и, как следствие, в увеличении содержания пылеватых и глинистых размерностей.

Выполненные исследования, в целом, указывают на высокую степень влияния криогенного выветривания на физико-механические свойства и вещественный состав углевмещающих пород.

Для оценки влияния процессов криогенного выветривания на устойчивость откосов, сложенных углевмещающими породами, были выполнены сравнительные расчеты предельной высоты откоса методом «связность-трение» (С-Т) в изотропной среде для пород, не подвергавшихся процессам криогенного выветривания, и их криогенно выветрелых аналогов.

В данной методике предлагается предельную высоту откоса определять с помощью следующего выражения:

Не

Нпр --, (1)

1 %<Р

ЧР

Нс = —~сц(45°-<р12), 12]

8У

где <р - угол внутреннего трения пород, *; /? - принимаемый угол наклона откоса - в среднем по данным проектной документации закладываемые углы откосов

действующих карьеров Южно-Якутского каменноугольного бассейна имеют значения 65-75"; С - сцепление пород, МПа; g - ускорение свободного падения, м/с2; у - плотность пород т/м3;*- зависит от угла ß (при /?=65-80" лг=2).

Величины сцепления и угла внутреннего трения пород были рассчитаны с использованием зависимостей, полученных на основе изучения прочностных свойств углевмещающих пород Южно-Якутского бассейна (H.H. Гриб, A.B. Са-мохин, 1999).

Общей тенденцией при оценке влияния процессов криогенного выветривания на расчетную величину предельной высоты устойчивого откоса является её снижение с увеличением сроков воздействия процессов криогенного выветривания на горные породы.

Максимальное понижение величины предельной высоты устойчивого откоса имеет место после 25-летнего цикла воздействия криогенного выветривания на углевмещающие породы. Эта величина составляет более 40 %. Результаты сравнительного анализа изменения расчетной величины предельной высоты устойчивого откоса для 15-, 10- и 5-летнего периода воздействия криогенного выветривания на горные породы указывают на практически одинаковое снижение этой величины, значения которой колеблются в пределах от 34 до 37 %. Несколько меньшее снижение этой величины, порядка 32 %, имеет место при 3-летнем цикле криогенного выветривания пород. Уменьшение расчетной величины высоты устойчивого откоса вычисленной по результатам лабораторного эксперимента, соотносимого с двухлетним и годичным сроком криогенного выветривания пород, составляет соответственно 19 и 10 %.

Особое внимание при расчете предельной высоты устойчивого уступа следует уделять породным интервалам, сложенным алевролитами. Результатами выполненных испытаний установлено, что для этих литологических разностей предельная высота устойчивого уступа должна быть снижена вдвое.

Величина предельной высоты устойчивого откоса при относительно коротком сроке воздействия криогенного выветривания на горные породы - 1 месяц требуют коррекции в пределах б %. Еще меньшей величиной снижения расчетной величины предельной высоты устойчивого уступа - 2,2 %, исследуемые породы характеризуются после 25 циклов замораживания-оттаивания. Влияние суточных изменений физико-механических свойств на предельную высоту уступа минимально и составляет 1 %.

Наибольшего внимания в годичном цикле наблюдений заслуживают месячные и сезонные изменения физико-механических свойств углевмещающих пород, оказывающие значительное влияние на расчетную величину предельной высоты устойчивого откоса. Разница оцениваемых высот устойчивого откоса на начало и кон'ец одного месяца (апрель) может достигать в среднем до 35 %. Се-

зонные изменения физико-механических свойств в оцениваемый нами период (март-май) влияют на величину предельной высоты устойчивого откоса в пределах 20 %.

Таким образом, сравнительный анализ результатов вычисленных значений предельной высоты устойчивого откоса для пород, не подвергавшихся процессам криогенного выветривания и их криогенно выветрелым аналогам, показал снижение этой величины соразмерно со временем его воздействия.

На основе полученных результатов исследований расчетов предельной высоты устойчивого откоса для углевмещающих пород Южно-Якутского бассейна установлен коэффициент криогенного выветривания пород, позволяющий корректировать высоту проектируемых откосов с учетом степени выветривания слагающих его пород в соответствии со сроком его службы.

Не

Нпр —-- Ккр, (3)

ЧР

где Ккр — коэффициент криогенного выветривания пород.

Значения коэффициента криогенного выветривания углевмещающих пород вычислены на основе сравнительного анализа изменчивости расчетной величины предельной высоты устойчивого откоса и приведены в табл 2.

Таблица 2

Значения коэффициента криогенного выветривания углевмещающих пород в зависимости от срока службы карьера

Наименование пород Срок стояния откоса

1 сут. 1 мес. 1 год 2 года 3 года 5 лет 10 лет 15 лет 25 лет

Разнозерни-стые песчаники с массивной ненарушенной текстурой 0,99 0,94 0,9 0,8 0,7 0,65 0,65 0,65 0,6

Алевролиты 0,99 0,75 0,5 — — — — — —

Полученные значения коэффициента криогенного выветривания указывают на то, что основное снижение устойчивости откосов, сложенных углевме-щающими породами, происходит за 5-летний период их эксплуатации и составляет величину порядка 30-35 %. В дальнейшем воздействие процессов криогенного выветривания на устойчивость откосов имеет затухающий характер. Максимальное снижение устойчивости откосов до 40 % соотносится со сроком эксплуатации месторождения порядка 25 лет.

Особое внимание при оценке устойчивости откосов угольных карьеров 1едует уделять породным интервалам, сложенным алевролитами и песчаниками эдошвы и кровли угольных пластов, которые более всего склонны к процессам ¡иогенного выветривания. Высокая интенсивность изменения их первоначаль->1Х свойств за относительно короткий период времени может способствовать »зданию активной поверхности скольжения, что приведет к непредвиденным лвалам, оползням и обрушениям.

Таким образом, полученные значения коэффициента криогенного вывет-шания позволяют дифференцированно корректировать расчетную величину зедельной высоты устойчивого уступа с учетом срока стояния и слагающих его геологических разностей углевмещающих пород.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основании выполненных исследований из-гнчивости физико-механических свойств, вещественного состава и изучения гацессов трещинообразования горных пород в процессе их многократного за-эраживания-оттаивания решена задача по оценке влияния процессов криоген->го выветривания на устойчивость откосов бортов угольных карьеров, имею-ая существенное значение в области изучения физических процессов массивов рных пород.

Основные результаты выполненных исследований заключаются в следую-

ем:

1. Степень изменения физико-механических свойств углевмещающих по-|Д в бортах карьеров зависит от их вещественного состава, геологического воз-ста, степени литификации, предразрушенности и определяется сроком воздей-вия процессов криогенного выветривания и может достигать величины 40-50

2. Сезонные изменения физико-механических свойств пород в течение го-определяются сменой температурно-влажностных условий, в которых пребы-

ет массив, и достигают 50-60 %. В весенний и осенний период горные породы, агающие массив, имеют минимальные значения прочности и максимальные ачения акустических свойств. С охлаждением массива до отрицательных тем-ратур в осенне-зимний сезон прочность пород и скорость распространения ьтразвуковых продольных волн в них увеличивается. Развитие процессов суб-мации льда в зимний период приводит к снижению их прочности и скорости спространения ультразвуковых волн.

3. Разработана методика наблюдений криогенного трещинообразования крытого массива с использованием акустических и оптических наблюдений,

позволяющая оценить динамику и получить количественные характеристи этого процесса.

4. Развитие трещиноватости вскрытого скального массива и величи ширины раскрытия трещин в зависимости от температурно-влажностш условий носят сезонный характер и определяются литолого-сгруктурньп особенностями пород. Увеличение длины трещин соотносится с максималь» величиной их раскрытая, превышающей первоначальные значения в зимы период в 4-5 раз, в весенний - в 2-3 раза.

5. Характер изменения физико-механических свойств пород, слагают: массив, зависит от ведущей роли процесса вещественных преобразована Разупрочнение пород связано с процессами гидрослютизации, упрочнение -анкеритизацией и лимонитизацией песчаников. Объем хлмичес переработанной минеральной части песчаников за 25-летний период в услови. криогенного выветривания может достигать величины 25-30 % от объе1 выветрелых пород. Преобразование минеральной части песчаников в хо. криогенного выветривания выражается в деформировании минеральных зере изменении химического состава и перераспределении его элементе составляющих продукты выветривания полевых шпатов, в диспергироваш частиц песчаной фракции и увеличении содержания пылеватых и глиаисп размерностей.

6. На основании результатов исследований изменчивости физик механических свойств и процессов криогенного трещинообразованкя получ-коэффициент криогенного выветривания для углевмещающих пород Южн Якутского бассейна, позволяющий корректировать расчетную величиг предельной высоты устойчивого откоса нерабочих бортов угольных карьеров зависимости от срока их службы. Основное снижение устойчивости откосс сложенных углевмещающими породами, происходит за 5-летний период i эксплуатации и составляет величину порядка 30-35 %. В дальнешш воздействие процессов криогенного выветривания на устойчивость otkoci имеет затухающий характер. Максимальное снижение устойчивости откосов i 40 % соотносится со сроком эксплуатации месторождения порядка 25 лет.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Забелин A.B. К вопросу изучения криогенного трещинообразования бортах угольных разрезов Южной Якутии. // Сб. докл. и науч. статей i материалам научно-практической конференции "Проблемы и перспектив угледобывающей отрасли Республики Саха (Якутия)" - Изд-во Якутского ун-т - 1999 г.-С. 195-196.

2. Самохин A.B., Забелин A.B., Гриб H.H. Воздействие криогенного ветривания на устойчивость бортов угольных разрезов Южно-Якутского ;сейна. / Материалы XII международной научно-технической конференции, священной 25-летию Керуленской международной геологической экспедиции еология и металлогения Центральной Азии". -Иркутск, 1999. - С. 108-111.

3. Самохин A.B., Семенов В.П., Забелин A.B. Влияние криогенного ветривания на вещественный состав горных пород. / Материалы XII ждународной научно-технической конференции, посвященной 25-летию руленской международной геологической экспедиции "Геология и таллогения Центральной Азии". - Иркутск, 1999. - С. 82-83.

4. Самохин A.B., Забелин A.B. Исследование сезонного ритмического Jдействия на горные породы в карьерах Южной Якутии. // Тез. докладов по гериалам Международной конференции "Ритмы природных процессов в яосфере Земли" - г. Пущино, Россия. - 2000 г. - С. 224-226.

5. Забелин A.B., Павлов С.С. Влияние криогенного выветривания на (технические системы Южно-Якутского региона. // Сб. науч. тр. эрнодобывающая Якутия на рубеже Ш-го тысячелетия" - Изд-во Якутского •та. - 2000 г. - С. 40-44.

ВВЕДЕНИЕ .;.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

1.1 Факторы криогенного выветрйвания горных пород в естественных обнажениях и карьерах

1.2 Изменение физико-механических свойств горных пород при криогенном выветривании

1.3 Преобразования минералого-петрографического и гранулометрического состава горных пород в процессе криогенного выветривания

1.4 Цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ ИЗМЕНЧИВОСТИ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УГЛЕВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД ПОД ДЕЙСТВИЕМ КРИОГЕННОГО ВЫВЕТРИВАНИЯ

2.1 Методика экспериментальных исследований

2.2 Оценка изменчивости физико-механических свойств горных пород в бортах карьера «Нерюнгринский».

2.3 Исследования на Сыллахском каменноугольном месторождении

2.4 Изучение изменчивости физико-механических свойств горных пород при циклическом промораживании-оттаивании в лабораторных условиях.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СЕЗОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД.

3.1 Методика экспериментальных исследований

3.2 Сезонные изменения прочностных и акустических свойств горных пород

3.3 Влияние криогенного выветривания на физико-механические свойства горных пород в натурных условиях

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ПРОЦЕССОВ КРИОГЕННОГО ТРЕЩИНО-ОБРАЗОВАНИЯ В БОРТАХ УГОЛЬНЫХ КАРЬЕРОВ.

4.1 Сущность метода и техника проведения наблюдений

4.2 Изменение акустических свойств горных пород

4.3 Динамика криогенного трещинообразования

ГЛАВА 5. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ГОРНЫХ ПОРОД В РЕЗУЛЬТАТЕ КРИОГЕННОГО ВЫВЕТРИВАНИЯ

5.1 Методика проведения исследований

5.2 Изменение минералого-петрографического состава горных пород

5.3 Изменения химического и гранулометрического состава горных пород

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ КРИОГЕННОГО ВЫВЕТРИВАНИЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ БОРТОВ УГОЛЬНЫХ КАРЬЕРОВ ЮЖНОЙ ЯКУТИИ.

6.1 Методика расчета предельной высоты откоса.

6.2 Влияние процессов криогенного выветривания на предельную высоту устойчивого откоса.

Основные результаты выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Степень изменения физико-механических свойств углевмещающих пород в бортах карьеров зависит от их вещественного состава, геологического возраста, степени литификации, предразрушенности и определяется сроком воздействия процессов криогенного выветривания и может достигать величины 40-50 %.

2. Сезонные изменения физико-механических свойств пород в течение года определяются сменой температурно-влажностных условий, в которых пребывает массив, и достигают 50-60 %. В весенний и осенний период горные породы, слагающие массив, имеют минимальные значения прочности и максимальные значения акустических свойств. С охлаждением массива до отрицательных температур в осенне-зимний сезон прочность пород и скорость распространения ультразвуковых продольных волн в них увеличивается. Развитие процессов сублимации льда в зимний период приводит к снижению их прочности и скорости распространения ультразвуковых волн.

3. Разработана методика наблюдений криогенного трещинообразования вскрытого массива с использованием акустических и оптических наблюдений, позволяющая оценить динамику и получить количественные характеристики этого процесса.

4. Развитие трещиноватости вскрытого скального массива и величина ширины раскрытия трещин в зависимости от температурно-влажностных условий носят сезонный характер и определяются литолого-структурными особенностями пород. Увеличение длины трещин соотносится с максимальной величиной их раскрытия, превышающей первоначальные значения в зимний период в 4-5 раз, в весенний - в 2-3 раза.

5. Характер изменения физико-механических свойств пород, слагающих массив, зависит от ведущей роли процесса вещественных преобразований. Разупрочнение пород связано с процессами гидрослютизации, упрочнение - с анкеритизацией и лимонитизацией песчаников. Объем химически переработанной минеральной части песчаников за 25-летний период в условиях криогенного выветривания может достигать величины 25-30 % от объема выветрелых пород. Преобразование минеральной части песчаников в ходе криогенного выветривания выражается в деформировании минеральных зерен, изменении химического состава и перераспределении его элементов, составляющих продукты выветривания полевых шпатов, в диспергировании частиц песчаной фракции и увеличении содержания пылеватых и глинистых размерностей.

6. На основании результатов исследований изменчивости физико-механических свойств и процессов криогенного трещинообразования получен коэффициент криогенного выветривания для углевмещающих пород Южно-Якутского бассейна, позволяющий корректировать расчетную величину предельной высоты устойчивого откоса нерабочих бортов угольных карьеров в зависимости от срока их службы. Основное снижение устойчивости откосов, сложенных углевмещающими породами, происходит за 5-летний период их эксплуатации и составляет величину порядка 30-35 %. В дальнейшем воздействие процессов криогенного выветривания на устойчивость откосов имеет затухающий характер. Максимальное снижение устойчивости откосов до 40 % соотносится со сроком эксплуатации месторождения порядка 25 лет.

Заключение

В диссертационной работе на основании выполненных исследований изменчивости физико-механических свойств, вещественного состава и изучения процессов трещинообразования горных пород в процессе их многократного замораживания-оттаивания решена задача по оценке влияния процессов криогенного выветривания на устойчивость откосов бортов угольных карьеров, имеющая существенное значение в области изучения физических процессов массивов горных пород.

1. Ананьев Г.С., Карецкая И.А. Роль выветривания и селективной денудации в формировании обособленных гранитных массивов. // Регион, типы процессов выветривания. Чита: Заб. ф-л геогр. об-ва СССР, 1970. - Вып. 41. -С. 15-23.

2. Ананян A.A. Исследование процессов перемещения влаги и образование сегрегационного льда в замерзающих и мерзлых породах. // Тр. Гидропроекта. 1960. - Вып. 3. - С. 42-56.

3. Анисимова Н.П. Криогидрогеохимические особенности мерзлой зоны -Новосибирск: Наука, 1981.-С. 11-35.

4. Батугин С.А. Анизотропия массива горных пород. Новосибирск: Наука, 1988.-86 с.

5. Власов H.A., Павлова Л.И. Влияние криогенных процессов на формирование гидрокарбонатных вод. // Геохимические материалы. 1969. -Т.51.-С. 76-82.

6. Войлошников В.А. Выветривание в таежном Приангарье. // Регион, типы процессов выветривания. Чита: Заб. ф-л геогр. об-ва СССР. 1970. - Вып. 41.-С. 22-26.

7. Воронков O.K., Ноздрин Г.И., Михайловский Г.В. Связь статических и динамических характеристик деформируемости мерзлых и талых скальных пород в образцах и массиве. // Изв. ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. 1977. Т. 117. -С. 114- 120.

8. Воронков O.K., Ростомян Т.В. Об определении предела прочности на одноосное сжатие, коэффициентов размокания и морозостойкости скальныхпород геофизическими методами. // Изв. ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 1973. Т. 101.- С. 222-234.

9. Воронков O.K., Ушакова Л.Ф. К прогнозу морозного выветривания и морозостойкости скальных пород на территории СССР. // Изв. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1980. Т. 137. - С. 86-92.

10. Воскресенский С.С. Геоморфология Сибири. М.: МГУ, 1962. - С. 269-304.

11. Воскресенский С.С. Динамическая геоморфология. М.: МГУ, 1971.228 с.

12. Выркин В.Б. Климатические факторы криогенного выветривания горных пород в Сибири и на дальнем Востоке. // Гляциология Восточной Сибири. Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 1983. - С. 103-109.

13. Выркин В.Б. Физическое выветривание пород и микроклимат возле снежников гольцов Прибайкалья и Северного Забайкалья. // География и природные ресурсы. 1980. -Вып.4. - С. 101-107.

14. Гаврилова М.К. Климаты холодных регионов Земли. Учебное пособие. Якутск: Изд-во СО РАН, 1998. - С. 95-96.

15. Гасанов Ш.Ш. Главнейшие особенности литогенеза в криосфере. // Тез. докл. Всесоюзн. совет, по мерзлотоведению. М.: МГУ, 1970. - С. 32-34.

16. Гасанов Ш.Ш. Криолитологический анализ. М.: Наука, 1981. - 196с.

17. Геологическая среда центрального участка зоны БАМ как объект хозяйственного освоения. / Под редакцией H.H. Романовского. М.: МГУ, 1985. -С. 9, 19, 70.

18. Геологический словарь. В 2 т. М.: Недра, 1978. - 456 с.

19. Гинзбург И.И. Стадийное выветривание минералов. // Вопросы минералогии, геохимии и петрографии. М.: Изд-во АН СССР, 1946. - С. 123— 133.

20. Гинзбург И.И. Типы древних кор выветривания, формы их проявления и классификация. // Кора выветривания. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - Вып.6 -С.71-102.

21. Глазовская М.А. Выветривание горных пород в нивальном поясе Центрального Тянь-Шаня. // Тр. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. M.-JI.: Изд-во АН СССР, 1950. - Т. XXXIV. - С. 28-48.

22. Глазовская М.А. Выветривание и первичное почвообразование в Антарктике. // Научн. докл. Высшей школы: геол.-географ. науки. 1958. - №1. -С. 63-76.

23. Горбунов А.П. Криогенные явления Памиро-Алтая. // Криогенные явления высокогорий. Новосибирск: Наука, 1978. - С. 5-25.

24. Горбунов А.П. Мерзлотные явления Тянь-Шаня. М.: Гидрометеоиздат, 1970. - 268 с.

25. ГОСТ 21153.2-84. Породы горные. Методы определения прочности при одноосном сжатии. М.: Изд-во стандартов, 1984. - 3 с.

26. ГОСТ 21153.3-85. Породы горные. Методы определения прочности при одноосном растяжении. М.: Изд-во стандартов, 1984. - 3 с.

27. Гравис Г.Ф. Склоновые отложения Якутии. М.: Наука, 1969. - 127 с.

28. Гречухин В.В. Петрофизика угленосных формаций. М.: Недра, 1990. -472 с.

29. Гриб H.H., Самохин A.B. Физико-механические свойства углевмещающих пород Южно-Якутского бассейна. Новосибирск: Наука, 1999. - 240 с.

30. Григорьев Н.Ф. Многолетнемерзлые породы Приморской зоны Якутии. М.: Наука, 1966. - 180 с.

31. Григорьев Н.Ф. Формирование рельефа и мерзлых горных пород побережья Восточной Антарктиды. -М.: АН СССР, 1962. 148 с.

32. Дербенева М.М. Криогенные физико-химические процессы и их влияние на прочность мерзлых пород и замороженных растворов: Автореф. дис. канд. геол.-минерал, наук. М., 1967. - 16 с.

33. Ершов Э.Д. Криолитогенез. М.: Недра, 1982. - 211 с.

34. Железняк М.Н. Геотермические условия криолитозоны западной части Алданской антеклизы. Якутск: Изд-во СО РАН, 1998. - С. 68-69.

35. Желинский В.М. Мезозойская угленосная формация Южной Якутии. -Новосибирск: Наука, 1980. С. 5-19.

36. Желинский В.М., Коробицына В.Н., Каримова С.С. Мезозойские отложения и генетические типы угольных пластов Южной Якутии. -Новосибирск: Наука, 1976. С. 7-43.

37. Зверева Т.С., Игнатенко М.В. Внутрипочвенное выветривание минералов в тундре и лесотундре (Севера, Северного Приобья, Таймыра, Чукотки). М.: Наука, 1983.-231 с.

38. Иверонова М.Н. Опыт количественного анализа процессов современной денудации // Изв. АН СССР, 1969. Сер. геогр. №2. - С. 13-24.

39. Ильин А.И. Теория и прогноз развития нарушений устойчивости откосов на карьерах. // Матер, совещания по вопросам изучения устойчивости откосов на карьерах. Белгород, 1968. -С. 19-29.

40. Инженерная геология. Т. 3. Восточная Сибирь. М.: МГУ, 1977.657 с.

41. Кагермазова С.В., Ермаков И.И., Глозман Г.Р. Выветривание многолетнемерзлых горных пород. // Тр. ВНИМИ. 1968. - Сб. 70. - С. 352-361.

42. Казанский Ю.П. Выветривание и его роль в осадконакоплении. М.: Наука, 1969. - 127 с.

43. Качурин С.П. Типы вечной мерзлоты Центрального и Восточного Забайкалья. // Тр. ин-та мерзлотоведения АН СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1950.-Т. 8.-С. 120-129.

44. Козлов А.Н., Труш Н.И., Волченков С.Ю Особенности выветривания докайнозойских пород Южной Якутии. // Мерзлотные исследования. М.: Изд-во МГУ, 1982. - Вып.20. - С. 171-181.

45. Кокин A.B. К проблеме криогенной миграции химических элементов (на примере Верхоянья). // Миграция химических элементов в криолитозоне. -Новосибирск: Наука, 1985. С. 40-50.

46. Конищев В.Н. Некоторые общие закономерности преобразования состава дисперсных пород криогенными процессами. // Проблемы криолитологии.- М.: МГУ, 1977. Вып. 6. - С. 12-18.

47. Конищев В.Н. Общие закономерности криогенной дезинтеграции минералов. // Мерзлые породы и снежный покров. М.: Наука, 1977. - С. 23-27.

48. Конищев В.Н. Покровные лессовидные образования юго-восточной части Болынеземельной тундры. // Проблемы палеогеографии и морфогенеза в полярных странах и в высокогорье. М.: МГУ, 1964. - С. 56-82.

49. Конищев В.Н., Рогов В. В. Экспериментальная модель криогенной устойчивости основных породообразующих минералов. // Проблемы криолитологии. М.: МГУ, 1978. - Вып. 7. - С. 36-42.

50. Конищев В.Н. Устойчивость минералов в зоне криолитогенеза. // Тр. III Междунар. конф. по мерзлотоведению. Эдмонт (Канада), 1978. - С. 152-160.

51. Конищев В.Н. Формирование состава дисперсных пород в криолитосфере. Новосибирск: Наука, 1981. - 197 с.

52. Конищев В.Н. Эволюция минерального вещества в криогенной зоне. // II Конгр. ИНКВА: Тез. докл. Междунар. Союза по изучению четвертич. периода, авг., 1982.-М, 1982.-Т.1.-С.126-127.

53. Кононова P.C. Криогенная метаморфизация подмерзлотных пород Восточно-Сибирской артезианской области. // Сов. Геология. 1974. - №3. - С. 106-115.

54. Кригер Н.И. Лёсс, его свойства и связь с геофизической средой. М.: Наука, 1965.-320 с.

55. Куваев H.H. Роль трещиноватости в устойчивости откосов и требования к методике её изучения. // Сб. статей. Л., 1964. - №51. - С. 185— 195.

56. Лапердин В.К. К вопросу морфолитогенеза и денудации в перигляциальном поясе Юго-Восточной Сибири. // География и природные ресурсы. 1985. -№ 1. - С. 54-61.

57. Лапердин В.К., Тржцинский Ю.Б. Экзогенные геологические процессы и сели Восточного Саяна. Новосибирск: Наука, 1977. - 104 с.

58. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Инженерная петрология: 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Недра, 1984. - 511 с.

59. Ломтадзе В.Д. Методы исследования физико-механических свойств горных пород. Л.: Недра, 1972. - 312 с.

60. Лукашев К.И Основы литологии и геохимии коры выветривания. -Минск: АН БССР, 1968. 287 с.

61. Ляховицкий Ф.М. О соотношении упругих и прочностных свойств горных пород. // Геофиз. исслед. М.: МГУ, 1964. - №1. - С. 294-306.

62. Мазуров Г.П., Тихонова Е.С. Преобразование состава и свойств грунтов при многократном замораживании. // Вест. ЛГУ. Сер. геол. и геогр. -1964. Вып.З. №18. - С. 27-44.

63. Макаров В.Н. Геохимические поля в криолитозоне. Якутск: Изд-во ин-та мерзлотоведения СО РАН, 1998. - 116 с.

64. Матвеев Ю.Д. Исследование скорости и глубины выветривания осадочных пород в инженерно-геологичсеких целях: Автореф. дис. канд. техн. наук.- М., 1970.- 17 с.

65. Матвеев Ю. Д. Динамика выветривания осадочных пород. М.: Наука, 1972. - 87 с.

66. Методическое пособие по изучению выветривания и осыпания пород в откосах карьеров. Л., 1970. - 36 с.

67. Минервин A.B. Роль криогенных процессов в формировании лёссовидных пород. // Проблемы криолитологии. М.: Изд-во МГУ, 1982. -№10.-С. 4-60.

68. Никитина И.Б. Геохимические особенности ультрапресных вод северо-таежных мерзлых ландшафтов Южной Якутии. // Геохимия ландшафтов и процесс гипергенеза. М.: Наука, 1973. - С. 24-35.

69. Овсянников П.В. О зависимости механических свойств андезито-базальтов от их reo лого-петрографических особенностей. // Тр. Дальневост. политехи, ин-та им. В.В. Куйбышева. Владивосток, 1959. - Т. 54. - С. 109-120.

70. Оловин Б.А., Медведев Б.А. Динамика температурного поля плотины Вилюйской ГЭС. Новосибирск: Наука, 1980. - 48 с.

71. Оловин Б.А. Фильтрационная проницаемость вечномерзлых грунтов. Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1993. - 257 с.

72. Окатов Р.П. Аналитическое определение и учет коэффициента запаса в вопросах устойчивости откосов скальных пород // Горный журнал. 1978. -№1.-С. 41-48.

73. Особенности образования россыпей в зоне развития вечной мерзлоты. // Советская геология. 1956. - №53. - С. 102-117.

74. Оспенников E.H., Труш Н.И., Чижов А.Б., Чижова Н.И Экзогенные геологические процессы и явления (Южная Якутия). М.: МГУ, 1980. - 228 с.

75. Открытые горные работы: Справочник. К.Н. Трубецкой, М.Г. Потапов, К.Е. Виницкий, H.H. Мельников, и др. М.: Горное бюро. 1994. - 590 с.

76. Парфенова Е.И. Исследование примитивных горно-луговых почв на диоритах хребта Магишо (Сев. Кавказ). // Тр. Почв, ин-та им. Докучаева. 1950. -Т. XXXIV.- С. 49-109.

77. Перельман А.И. Размещение геохимических типов коры выветривания. // Коры выветривания. М.: АН СССР, 1963. - Вып.5. - С. 28-57.

78. Пластинин JI.A., Плюснин В.М., Чернышов Н.И. Ландшафтно-аэрокосмические исследования экзогенного рельефообразования в Кодаро-Удоканском горном районе. Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 1993. -С. 59-67.

79. Полтев Н.Ф Изменение микроагрегатного и гранулометрического состава глинистых грунтов в процессе их замерзания-оттаивания. // Мерзлотные исследования. М.: МГУ, 1968. - Вып.8. - С. 266-272.

80. Полынов Б.Б. Избранные труды. М.:АН СССР, 1956.

81. Попов А.И. Мерзлотные явления в земной коре (криолитология). М.: МГУ, 1967.

82. Попов И.И., Окатов Р.П. Борьба с оползнями на карьерах. М.: Недра, 1980.-239 с.

83. Портнова В.П. О скорости выветривания алевролитовых пород (в условиях Центрального Забайкалья). // Изв. Заб. ф-ла геогр. об-ва СССР. 1968. -Т. IV. Вып. 1.-С. 105-110.

84. Пресняков Е.А. Об асимметрии долин в Сибири. // Вопросы геологии Азии. М.: АН СССР, 1955. - С. 15-80.

85. Приклонский В.А. Петрогенез и формирование инженерно-геологических свойств горных пород. // Тр. Совещ. по инженерно-геологическим свойствам горн, пород и методам их изучения. 1956. - Т. 1.

86. Разумова В.Н. Коры выветривания латеритового и каолинитового типа основных пород. М.: Наука, 1967. - 117 с.

87. Рац М.В., Чернышев С.Н. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород. М.: Недра, 1970. - 159 с.

88. Региональная криолитология: Учеб. пособие. / Под ред. А.И. Попова. -М.: МГУ, 1989.- 189 с.

89. Рекомендации по изучению влияния морозного выветривания на состояние и механические свойства скальных пород. Л.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1989. - 68 с.

90. Розенбаум М.А. Влияние отрицательных температур на прочность скальных пород // Колыма. 1990. - №11. - С. 14-17.

91. Романовский H.H. Формирование полигонально-жильных структур. -Новосибирск: Наука, 1977. 215 с.

92. Рухин Л.Б. Основы литологии. Л.: Гостоптехиздат, 1961.

93. Сергеев Е.М., Минервин A.B. Сущность процесса облессования в подзолистой зоне. // Вестник МГУ. 1960. - Сер. геол. №3. - С. 3-21.

94. Симонов Ю.Г. Региональные типы процессов выветривания и морфолитогенеза. // Регион, типы процессов выветривания. Чита.: Забайк. ф-л Географ, об-ва СССР, 1970. - С. 3-12.

95. Соколова Т. А. Химический и минералогический состав горноподзолистой почвы на гранитах Восточного Забайкалья. М.: Наука, 1964.

96. Солоненко В. П. Разрушение горных массивов и изменение свойств горных пород в высокосейсмических областях. // Тезисы докладов и сообщений 27 международного геол. конгресса. М., 1984. - Т. VII. - С. 155-156.

97. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. -М.: АН СССР, 1962.

98. Страхов Н.М. Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли. М. -Л.: Госгеолтехиздат, 1963

99. Суходровский В.Л. Рельефообразование в перигляциальных условиях. -М.: Наука, 1967.- 180 с.

100. Суходровский В.Jl. Роль криогенных процессов в формировании рельефа субарктических аллювиальных равнин. // Тез. докл. советских ученых к 9 конгрессу I № IQVA (Новая Зеландия). М., 1973. - С. 39-40.

101. Суходровский В.Л. Физическое выветривание горных пород в приледниковой зоне Земли Франца-Иосифа. // Исследование ледников и ледниковых районов. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - С. 215-228.

102. Суходровский В.Л. Экзогенное рельефообразование в криолитозоне. -М.: Наука, 1979.-278 с.

103. Таргульян В.О. Почвообразование и выветривание в холодных гумидных областях. М.: Наука, 1971. - 268 с.

104. Толстихин О.Н. Наледи и подземные воды Северо-Востока СССР. -Новосибирск: Наука, 1974. 164 с.

105. Тютюнов И.А. Введение в теорию формирования мерзлых пород. -М.; Изд-во АН СССР, 1961. 102 с.

106. Тютюнов И.А. Процессы изменения и преобразования почв и горных пород при отрицательной температуре (криогенез). М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 144 с.

107. Тютюнов И.А. Физико-химические изменения горных пород на Крайнем Севере. // Физико-химические процессы в промерзающих и мерзлых горных породах. М.: Изд-во АН СССР, 1961. - С.7-27.

108. Тютюнов И.А. Физико-химические процессы в промерзающих и мерзлых горных породах. М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 126 с.

109. Ушакова Л.Ф. Влияние морозного выветривания на некоторые характеристики физико-механических свойств скальных пород. // Изв. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1984. - Т. 172. - С. 86-89.

110. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. М.: Недра, 1965.-378 с.

111. Фисенко Г.Л., Глозман Г.Р., Кагермазова C.B., Пустовойтова Т.К., Валуев Е.П. Изученность мерзлотно-инженерно-геологических условий

112. Нерюнгринского угольного месторождения для решения вопроса устойчивости бортов разреза и отвалов. // Методика инженерно-геологических исследований и картирования области вечной мерзлоты: Тез. докл. науч. семинара. Якутск, 1977. -Вып.З. - С. 15-16.

113. Фотиев С.М. Сезонное промерзание и протаивание горных пород в южной части Алданского нагорья. // Многолетнемерзлые горные породы различных районов СССР/ Под ред. А.И. Ефимова. М.: Изд. АН СССР. 1963. -С. 31-62.

114. Чаповский Е.Г. Инженерная геология (Основы инженерно-геологического изучения горных пород). Учеб. пособие для студентов геолог, спец. вузов. М.: Высшая школа, 1975. - С. 103-115.

115. Чернов Г.А. Формы морозного выветривания девонских песчаников и конгломератов в Тиманской тундре. // Изв. Коми ф-ла Всесоюзного географ, об-ва. Сыктывкар: Коми книжн. изд-во, 1959. - Вып. 5. - С. 29-42.

116. Черняховский А.Г. Некоторые вопросы физического и физико-химического выветривания горных пород. // Кора выветривания. М., 1968. -Вып. 10.

117. Черняховский А.Г. Элювий и продукты его переотложения. М.: Наука, 1966.-200с.

118. Чигир В.Г. Физико-географические условия морозного выветривания в Северном Прикаспии, Предкавказье и проблема лёссов. // Проблемы криолитозоны. М.: МГУ, 1972. - Вып.2. - С. 11-15.

119. Чижов А.Б., Оспенников E.H., Пиотровский М.В. и др. Результаты изучения распространения криогенных явлений на территории Чульманского угленосного бассейна. // Инженерные изыскания и строительство. / Реф. информ. ЦИНИС. М., 1977. - Вып.8. - С. 27-34.

120. Чувилин Е.М, Смирнова О.Г. Миграция химических элементов в мерзлых породах. // Матер. I конфер. геокриологов России. М., 1996. - Кн. 2. 4.1.-С. 116-129.

121. Шварцев С.Jl. Геохимическая деятельность мерзлоты. // Природа — 1975.-№6.-С. 66-73.

122. Швецов П.Ф. Криогенные геохимические поля на территории многолетней мерзлоты. // Изв. АН СССР. 1961. - №1. - С. 46-51.

123. Швецов П.Ф. Об условиях выветривания и времени образования основных систем морозных трещин. // Исследование вечной мерзлоты в Якутской Республике. М.: Изд-во АН СССР, 1952. - Вып.З. - С. 21-26.

124. Швецов П.Ф. Основные понятия и термины геокриологии (мерзлотоведения). М.: Наука, 1956. - 16 с.

125. Швецов П.Ф., Корейша М.М. Об экзогенном процессе называемом нивацией. // Геоморфология. 1981. - №4. - С. 24-30.

126. Швецов П.Ф., Корейша М.М. Физико-геологическая сущность нивации. // II конгресс ИНКВА: Тез. докл. М.,1982. - Т.З. - С. 5-11.

127. Шепелев В.В. К понятию о криолитосфере Земли. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН, 1997. - 72 с.

128. Шестернев Д.М. Криогипергенез крупнообломочных и скальных пород криолитозоны. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН, 1997. - 120 с.

129. Шестернев Д.М., Ядрищенский Г.Е. Строение и свойства пород криолитозоны Удокана. Новосибирск: Наука, 1990. - 126 с.

130. Шило H.A. Перигляциональный литогенез в общей схеме процесса континентального породообразования. // Тр. СВКНИИ. 1971. - Вып. 38. - С. 5— 56.

131. Шило H.A., Орлов З.В. Процессы выветривания и их отражение в антропогенных отложениях северо-восточной Азии. // Тр. Сев.-Вост. комплексного ин-та АН СССР. 1972. - Вып.44. - С. 150-157.

132. Шило H.A., Шумилов Ю.В. Об эффекте геологического предразрушения горных пород и его практических аспектах. // Докл. АН СССР. 1981. Т. 259. №5. - С. 1188-1191.

133. Шило H.A., Шумилов Ю.В. Особенности литологии континентальных отложений Северо-Востока СССР. // Состояние и задачи Советской геологии. -М., 1970.-С. 199-206.

134. Шумилов Ю.В. Континентальный литогенез и россыпеобразование в криолитозоне. Новосибирск: Наука, 1986. - 174с.

135. Шумилов Ю.В. Физико-механические и литогенетические факторы россыпеобразования. М.: Наука, 1981. - 270с.

136. Эпштейн Г.М. О морозном выветривании крутых склонов северной и южной экспозиции в условиях юго-восточного Забайкалья и Приамурья. // Мерзлотные исследования. М.: МГУ, 1961. - С. 116-123.

137. Ядрищенский Г.Е. Оценка воздействия криогенного выветривания на морозостойкость и физико-механические свойства скальных пород (на примере Удоканского месторождения меди). Автореф. дис. канд. техн. наук. Чита, 1997. -25 с.

138. Ярг JI.A. Изменение физико-механических свойств пород при выветривании. М.: Недра, 1974. - 144 с.

139. Bliimel W.D. Beobachtunger zur verwtterung an vulkanishen Festgesteinen vor King George - Island (S - Shettanccls/W - Antarktis). - "Z. Geomorphol", 1986. P. 54-89.

140. Hagedorn H. Periglacial phenomena in arid regions of Iran. Permafrost 4th. Conf. Proc., Washington, 1983. P. 427-432.

141. Shakesby R.A., Mattheuy I.A. "Nor. geol. tidsskr.", №3, 1987. P. 197-203.

142. Tricart J. Etude experimentale du probleme de la gelivation/ Biul Periglacijalny. №4. 1956.