Npdpk.ru

Стройжурнал НПДПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Угол естественного откоса горных пород

Характеристика горных пород

Объектом открытых горных работ являются разнообразнейшие горные породы: коренные (магматические, метаморфические, осадочные), залегающие в толще земной коры на месте своего образования и покрывающие их наносы — измельченные породы, переотложенные или перенесенные.

Для открытой разработки все горные породы целесообразно делить на группы:

  1. Скальные и полускальные ( в естественном их состоянии).
  2. Разрушенные — искусственно или естественно измельченные породы первой группы.
  3. Плотные, мягкие и сыпучие.

К скальным породам относятся большинство изверженных и метаморфических, а также некоторых осадочных пород, насыщенные водой и характеризующихся пределом прочности при одноосном сжатии в куске (образце) более 50 МПа (кварциты, граниты, базальты, габбро и др.).

К полускальным породам относятся выветренные изверженные и метаморфические породы и в основном крепкие осадочные породы (глинистые сланцы, руды гематитовые, мергели, известняк, гипс, каменная соль, бурые угли и др.). Предел их прочности при одноосном сжатии в куске ( при насыщении его водой) от 20 до 50 МПа.

По степени трещиноватости в массиве различают пять категорий скальных и полускальных пород:

  1. Чрезвычайно трещиноватые породы (силы сцепления весьма малы).
  2. Сильнотрещиноватые породы — имеют выраженное напластование, сцепление между отдельностями незначительное.
  3. Средне трещиноватые породы — характеризуются выраженным блочным строением видимыми трещинами иногда заполненными мелким не цементирующимся материалом .
  4. Практически монолитные породы — характеризуются весьма значительными размерами блоков.
  5. Слоистые породы — характеризуются выраженным напластованием маломощных, сравнительно однородных слоев.

Скальные и полускальные породы в массиве могут находиться также в нарушенном, мерзлом состоянии или являться смесью разнопрочных пород.

Естественно нарушенные породы встречаются главным образом в зонах тектонических нарушений. В нарушенных породах по сплошным трещинам разломов сцепление очень мало или вовсе отсутствует.

Искусственно нарушенные породы характерны для зон выветривания, сдвижения, обрушения, сейсмического воздействия взрывов.

Разнопрочные породы характерны для сложных текстур, зон контактов и тектонических нарушений.

Скальные и полускальные мало трещиноватые сухие породы при отрицательной температуре практически незначительно меняют свои свойства.

Промерзлые полускальные трещиноватые породы высокой влажности (12-18%) и относительно малой прочности (20-30 МПа) имеют повышенное сопротивление внешним усилиям вследствие заполнения трещин льдом. При оттаивании такие породы разупрочняются из-за расширения трещин, растворения цементирующих веществ, повышения естественной влажности и под действием других факторов.

Формы горного рельефа и другая альпинистская терминология

Автор: Образцов
Дата записи

Статья Оли Волоховской, была опубликована на сайте СК Авангард. Публикую с разрешения автора 🙂

Ещё одна статья на эту же тему, авторства Дмитрия Павленко.

Мы уже обсудили, как здорово перед выходом на маршрут прочесть описание (публикация о классификациях маршрутов). Но этого, оказывается, недостаточно.

Эти вредные альпинисты в своих описаниях употребляют такие слова, что без словаря и бутылки пива не разобраться… Ну ладно, пошутили и будет. А если серьезно – рекомендую каждому, кто интересуется горами, с данными определениями ознакомится. Возможно, почерпнете для себя кое-что интересное.

Вершина – высшая точка горы или массива. Обычно целью восхождения является выход на вершину (и спуск с нее). В зависимости от формы они носят различные названия:

Пик — остроконечная вершина;

Три пика МНР (Монгольской Народной Республики), 3870 м

Купол — вершина с круглыми формами;

Эльбрус (5642 м) — вершина-«купол»

Столовая гора — вершина с горизонтальной или несколько наклонной верхней частью.

Тирке (1283 м) — гора-стол

Маршрут – путь выхода на вершину и спуска. Хочу заметить, что спуск в этом деле — не менее важная составляющая.

Тур – искусственное нагромождение из камней для маркировки маршрута (может быть сложен на вершине, перевале, развилке, указывать место спуска и т.д.)

Тур на перевале ВЦСПС. Очень долгожданный (высота перевала 3693м)

В описаниях часто указывают контрольные туры, в которых тоже (как и на вершине) нужно сменить записку. Это дополнительно удостоверяет прохождение заявленного маршрута.

Бивак – ночевка на маршруте или в ходе покорения вершины. На заведомо протяженных маршрутах в описаниях могут указывать удобные места для биваков.

Хребет – часть горного массива, соединяющая несколько вершин.

Перевал – нижняя точка в хребте.

Приэльбрусье. Гордо сияет на солнце вершина Джайлык (4533 м)

Кулуар — углубление в скале (внутренний угол), возникшее под влиянием текущей и падающей воды. Могут иметь размеры, достигающие нескольких десятков метров в ширину и, в зависимости от времени года, могут быть заполнены снегом, фирном и льдом. Дно, обычно прорезанное желобом — наиболее опасное место в кулуаре.

Открытая книга — острый внутренний угол, позволяющий совершать подъем с упором ногами и руками в скальные поверхности.

Мульда – пологий широкий внутренний угол (понятие «внутреннего угла» можно посмотреть в учебнике геометрии, предположительно, за шестой класс).

Долина — широкая впадина между двумя хребтами. Как правило, очень обжитая местность.

Ущелье — глубокая узкая долина с круто поднимающимися, часто скалистыми склонами.

Теснина — особенно узкая часть ущелья с почти отвесными склонами.

Лощина — круто спускающееся в одном направлении углубление между двумя боковыми хребтами (ребрами).

Спуск по ущелью

Гребень – грань, образованная двумя смежными склонами, выходящая на вершину.

Путь по гребню на вершину Джантуган (3991 м)

Снежный карниз — нанос снега, нависающий под действием ветров над одним из склонов гребня. Требует очень осторожного к себе отношения – конструкция непрочная, по возможности следует обходить по противоположному склону, ниже уровня гребня.

Читать еще:  Стартовая планка для откосов размеры

Хицан – скальный остров, отделившийся от гребня в результате эрозии.

Ущелье Адыр-Су. Вид на Местийскую хижину

Нунатак — полностью окружённый льдом скалистый пик, горный гребень или холм, выступающий над поверхностью ледникового покрова или горного ледника.

Седловина (в обиходе «седло») – понижение между двумя вершинами, от которого в поперечных к хребту направлениях в обе стороны спускаются лощины.

Вид с Бабуган-яйлы

Склон – поверхность горы между соседними гребнями (как вариант — боковая поверхность хребта). По характеру грунта или покрова склоны бывают травянистые, каменистые (осыпи), скальные, ледовые и снежные.

Осыпь («сыпуха») — нагромождение камней или обломков скал, лежащих на поверхности склона. В зависимости от величины камней осыпи бывают крупные и мелкие.

Учебные занятия на травянистом склоне

Спуск с ледника по «сыпухе»

Стена – склон или часть склона крутизной более 60°.

Стоит отметить, что восхождения «по стене» обычно категорируются выше, чем по гребню – это может помочь в поиске описаний желаемого уровня сложности для конкретной вершины.

Нависание – участок стены с отрицательным углом наклона

Карниз – нависание под углом 90° к склону.

Потолок – обширное горизонтальное нависание скальной породы.

Когда в описании фигурируют серьезные «нависания», «карнизы» или «потолки», не лишним будет наличие лесенки и крючьев с молотком (категория ИТО может не значится) – если вы не до конца уверены, что пройдете свободным лазанием.

Северо-восточный МНР вблизи

Терраса — горизонтальный участок склона, образующий длинную ступень.

В обиходе небольшие «террасы» часто называют «полками». Обычно на них удобно оборудовать страховочные станции.

Плита — гладкий и плоский участок скалы крутизной до 60°.

Контрфорс – внешний угол, примыкающий к стене или склону.

Ребро – контрфорс, примыкающий к гребню.

Жандарм – возвышение на гребне. Изучая описание, стоит обратить внимание, с какой стороны обходится тот или иной «жандарм».

Известный жандарм «Чертов палец» на горе Сокол в Крыму

Трещина — щель в скале, имеющая такую ширину, что в ней можно поместить пальцы руки или забить крюк.

Расщелина — щель в скале настолько широкая, что в ней может поместиться рука или нога.

Расщелина на скалах Довбуша

Камин — вертикальная щель в скале, настолько большая, что в ней может поместиться человек.

Техника преодоления «каминов» отличается от привычного лазания по стенду или естественному рельефу (там нет зацепов и нужно идти в распор), поэтому должна отрабатываться отдельно.

Негабаритная расщелина – слишком узкая, чтобы втиснуться в нее телом и слишком широкая, чтобы заклинить руку или ступню. Обычно представляет трудность для восхождения.

Дымоход – скальное образование, напоминающее трубу. На Форосско-Меллаской стене в Крыму есть одноименный маршрут 2Б к.с. на массиве «Башня». Участок «дымохода» не представляет особой технической сложности, но оставляет незабываемые впечатления.

«Дымоход» на одноименном маршруте

Бараньи лбы – скальные обнажения на осыпном или снежно-ледовом склоне. Представляют собой выпуклый участок скалы, сглаженный потоками воды, камнями или ледником.

Эти обнажения обычно стараются обойти – гладкие камни не располагают к свободному лазанию. Особенно в горных ботинках.

Типичный кавказский пейзаж

Ледник — массы льда, сползающие в виде ледяных рек от фирновых полей вниз в долины.

Ледник Кашкаташ в ущелье Адыл-Су

Язык ледника — его нижняя конечная часть.

Морена — скопление обломков горных пород (на дне, по краям, в середине или конце ледника), образовавшиеся в результате разрушения ледником соседних склонов или своего ложа. Соответственно, различают боковые, срединные и концевые морены.

Вид со стоянки «Зеленая гостиница»

Ледопад (не путать с ледовым обвалом) — беспорядочное нагромождение ледяных глыб, а также система трещин и разломов в местах перегибов ложа ледника.

Серак – отдельно торчащий ледяной блок ледопада; представляет потенциальную опасность, так как может отколоться.

Ледопад в верхней части ледника Кашкаташ

Ранклюфт – подгорная трещина, образуется в месте примыкания ледника к скальному склону (причиной является подтаивание льда от нагретых солнцем скал).

Бергшрунд – поперечная трещина в языке ледника, образуется за счет движения ледовой массы вниз по склону.

Связка преодолевает бергшрунд

Основное различие между этими двумя словами немецкого происхождения в том, что ранклюфт обозначает трещину между льдом и скалами, а бергшрунд (в обиходе — «берг») — в самом леднике. Помимо этого на леднике может быть куча других трещин, которые никак специально не называются.

Конечно, перечень далеко не полный, описания можно расширять и углублять. Поэтому за подробностями рекомендую ехать в горы – там все гораздо интереснее!

При составлении словаря использован личный горный опыт, заметки Александра Гужвия, словарь Гарта Хаттинга («Альпинизм. Техника восхождений.» — Москва, 2006г.) и просторы интернета (отдельное спасибо турклубу «ЖЕСТЬ» за неплохую подборку). Фотографии: Ольга и Денис Волоховские, Виталий Нестерчук, Ирина Чураченко, Ярослав Иванов и другие.

Читать еще:  Уголок для откосов разборный

Изучение и описание условий залегания и взаимоотношений горных пород

Условия залегания горных пород характеризуются несколькими признаками — формой залегания геологических тел, элементами залегания поверхностей напластования, плоскостями контактов, структурными элементами складок, тектоническими нарушениями и их элементами.

Форма залегания горных пород может быть определена как в отдельном обнажении, так и по серии обнажений, или только на основании данных по большой территории и с привлечением массы дополнительных признаков.

Форма залегания интрузивных магматических тел определяется по соотношению их с вмещающими породами. Она может быть согласной (конкордантной) или секущей (дискордантной). Согласные контакты имеют чаще всего силлы, факолиты и лополиты. И залегают они в соответствии с положением вмещающих их осадочных, вулканогенных или метаморфических пород наклонно или складчато. Характер залегания секущих интрузий зависит от расположения той полости или трещины, в которую внедрялся магматический расплав.

Форма залегания слоистых осадочных, вулканогенных и метаморфических образований может быть первичной (ненарушенной) и вторичной (нарушенной), горизонтальной, наклонной или складчатой. Горизонтальное положение образований может наблюдаться при нормальном залегании, при опрокинутом и в пакетах изоклинальных складок с горизонтальными осевыми поверхностями. При нормальном горизонтальном залегании в районах с пересеченной местностью наиболее древние пласты лежат в пониженных частях рельефа, а более молодые — в повышенных. При наклонном нормальном залегании — возможны три варианта их положения:

1 — вверх по склону располагаются более молодые пласты, если плоскости напластования падают в сторону противоположную наклону склона;

2 — вверх по склону лежат более древние породы, если поверхность склона и поверхности напластования падают в одну сторону и падение пород круче, чем падение склона;

3 — если поверхности склона и напластования совпадают, то вверх по склону будет простираться один уровень пород.

Для выявления истинной последовательности напластования важное значение приобретает определение «низа-верха», т.е. подошвы и кровли слоев. При хорошей сохранности первичных текстурных признаков пород это можно сделать, изучая:

а) текстурные особенности поверхностей напластования (в породах осадочного происхождения выявление на них знаков ряби, иероглифов, трещин усыхания и других признаков, а в пирокластических отложениях — вмятин от бомб и крупных обломков);

б) градационную слоистость — т.е. распределение обломочного материала по степени сортированности в слоистых сериях аквального (в водных условиях) происхождения;

в) поведение косой слоистости, которая при нормальном залегании плавно причленяется в основании слоя и резко выклинивается у его кровли;

г) мощность зон закалки у застывших лав (в кровле она больше в несколько раз, чем у подошвы) и наличие миндалекаменных (амигдалоидных) текстур, которые концентрируются в основном у кровли потока;

д) комплексы ископаемых органических остатков.

Описание условий залегания пород должно сопровождаться замерами или определениями истинных мощностей пластовых тел.

При неизменной истинной мощности слоя ширина его в обнажениях зависит от угла наклона слоя и формы земной поверхности (характера рельефа). Эти зависимости исчерпываются шестью вариантами и процедура вычисления истинной мощности несколько сложнее, чем при горизонтальном залегании слоев. Все необходимые формулы приведены в первой главе. На карте мощность слоя может быть определена с применением метода заложения по стратоизогипсам.

В обнажениях и участках, сложенных смятыми в складки образованиями, после характеристики пород нужно сделать описание складок и определить: морфологический тип складок; высоту и ширину (размах крыльев) складок; наличие осложняющей дополнительной складчатости; строение замка и крыльев складок с указанием углов и азимутов их наклона; направление и угол погружения или воздымания шарнира; положение и пространственную ориентировку осевой плоскости; кливаж и его соотношение со структурными элементами складок; сланцеватость, линейность и бороздчатость.

В тех случаях, когда невозможно сделать непосредственные замеры пространственного положения шарнира (Ш), осевой поверхности (ОП) или следа осевой поверхности (СОП) и линейности (Л), их можно определить путем нанесения дополнительных замеров на сетку Вульфа, Ламберта или Шмидта. Для определения положения шарнира нужно делать замеры положения крыльев складок, для определения ОП складки — замеры следов осевой поверхности (СОП) в двух проекциях, для определения положения линейности — замеры сланцеватости (СЦ) и полосчатости (ПС) и угла падения линейности (Л) и т.д.

Зенитный угол: описание, правила расчета, общие закономерности

Многим интересно, что такое зенитный угол скважины. Скважина в математике — это путь траектории беспрерывного поступательного движения, разрушающего породу бура в пространстве, и трасса, как её дискрет-графическое отображение в виде ломаной кривой, определяется координатами положения и направления.

Описание зенитного угла скважины

Непрерывное определение точек траектории геологических разведочных скважин сегодня обычно не выполняется, а их приращения выявляются по отдельным дискретным точкам специальной съёмки в географических декартовых координатах (прямоугольник) трехмерного пространства.

Ознакомиться с описанием зенитного угла можно в специализированной литературе

Тут традиционно определяют:

  1. Х0, Y0, Z0 — изначальные координаты закладывания скважины.
  2. Хi, Yi, Zi- её текущие точки в i-й, например, Ai и Xk, Yk, Zk точки подсечения тела руды скважиной последнего забоя координаты Ki. Ось X п- это касательная к магнит-меридиану в направлении магнит-севера. Ось Y по перпендикуляру к оси X, идущая в сторону магнит-востока, ось Z идет в сторону воздействия вектора силы тяжести.
  3. В жизни расположение в пространстве или направление скважины выявляются по данным инклинометрии в полярной системе координат, так как большее количество съемок выявляют прямое измерение в вертикали и горизонтали главных полярных параметров: в вертикали зенита иi, или угла наклона д, в горизонтали азимута бi. Глубина замеряется также в каждой имеющейся i-й точке (к примеру, Ai).
Читать еще:  Плита для отделки откосов

Зенитом именуется угол между вертикальной (черта OZ в любой текущей координате) и осью скважины OAi (вектор скорости бура) или касательной к ней в имеющейся координате. Угол между осью углубления в породе или касательной к ней и горизонтальной в той же координате — это наклоненный угол д. Сумма зенита и угла наклона прямой: и+д = р/2. При повышении углов зенита идет «выполаживание», а при сокращении — «выкручивание» углубления в породе.

Как рассчитать азимутальный угол

Азимутальным углом, или азимутом бi горной выработки, именуется угол, высчитываемый по часам (в северном полушарии), пролегающий горизонтально и сформированный каким-либо ориентиром направления, принятым за изначальный отсчёт, к примеру, 0x и проекцией оси горной выработки по горизонтали (вектора скорости бура) в любой координате Ai.

Для расчета азимутального угла лучше пользоваться вспомогательными материалами

В зависимости от выбора изначального направления отсчёт азимутального угла может быть:

  • Истинный;
  • Магнитный;
  • Условный.

В первой ситуации отсчёт проводится от географического, во второй — от магнит-меридиана, а в третьей — от направления на случайно взятый репер, географические точки которого специалист уже знает. При повышении азимута идет правое «+», а при сокращении левое «-» азимутальное искривление горной выработки круглого сечения.

Представляет собой интервал по стволу от устья 0 до забоя Ki или любой i координаты меры углов.

Глубины ствола замеряют по инструменту во время его поднятия из скважины и при финишных замерах, которые выполняются регулярно по мере углубления скважины. Замерять азимутальный угол следует перед установкой искусственного отклонителя в углублении, а также когда будут устранены аварийные ситуации и любые сложности.

Понятие апсидальной плоскости

Для того чтобы изобразить расположение горного углубления в пространстве, в координатах его точки высчитываются для определенных осей.

А именно:

  • X;
  • Y;
  • Z.

Так, к примеру, координата Аi дает проекцию на плоскость в горизонтали осей X, Y (координата А1 с точками С1, С1), на плоскость в вертикали осей X, Z (координата А2 с точками С1, С2) и вертикаль осей Y, Z (координата А3 с точками С2, С3). При постройке геологических разрезов ось ведут на 2 плоскости — вертикаль и горизонталь и именуют вертикальной ОА2-профиль и горизонтальной ОА1-план проекцией углубление в породе, а величины линий А1 С1 и Аi А1 показывают собой отведение или смещение забоя горной выработки круглого сечения от плоскостей (горизонталь и вертикаль). Вертикаль, которая проходит через ось углубления, и вертикаль в любой координате оси именуется апсидальной (зенитной) плоскостью, а двугранный угол отсчитывается по ходу часов между апсидальной плоскостью и углом.

Общие закономерности

При буре все углубления по разнообразным причинам в той или иной мере отходят от изначально заданного пути. Этот процесс именуется искривлением. Непреднамеренный процесс именуется естественным, а искривление углублений при помощи разного рода инновационных техприёмов – искусственным.

Вообще, искривление углублений в породе проходит с осложнениями, такими как:

  • Наиболее интенсивное изнашивание труб бура;
  • Увеличенное расходование мощности;
  • Трудности при осуществлении спуско-подъёмных мероприятий;
  • Обрушение стен скважины и др.

Но иногда искривление углублений в породе дает возможность в разы сократить траты средств и времени при разработке месторождений нефти и газа. Так, если искривление углубления нежелательно, то его стараются предотвратить, а если оно требуется, то его осуществляют. Этот процесс именуется направлением бура, которое определяется как бурение углублений с применением закономерностей естественного процесса и при помощи искусственных приемов для выведения углубления в точку, которая задана. При этом искривление обязательно контролируется и управляется.

При бурении скважины обязательно нужно вычислить точные координаты

В процессе бура направленного углубления нужно знать расположение каждой координаты в пространстве. Для этого надо определить точки её устья и параметры пути, в которые входит зенит Q, азимутный угол углубления и длина L. Анализ искривления углублений показывает, что оно подчиняется особым законам, но для различных месторождений они разные и могут значительно различаться.

Но можно выделить такие общие законы искривления:

  1. В большем количестве ситуаций углубления стремятся занять путь по перпендикуляру слоям горных пород. По ходу приближения к нему сила искривления сокращается.
  2. Сокращение зазора между стенами углубления и специнструментом ведет к сокращению искривления. Области монтажа центральных элементов и их диаметр оказывают влияние на направление и интенсивность зенита.
  3. Повышение жёсткости инструмента сокращает искривление углубления, поэтому скважины большего размера искривляются меньше, чем узкие.
  4. Повышение нагрузки оси ведет к увеличению интенсивности искривления, а более сильное развитие частоты работы труб бура – к её сокращению.
  5. Движение и сила азимут-искривления находятся в зависимости от геологических критериев.

Абсолютная апсидальная величина, наклонно направленная, зависит от интенсивности азимута искривления. С его повышением интенсивность азимут-наклона сокращается.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector