8. Трещиноватость пород

Трещиной называют плоский разрыв сплошности среды, величина которого на порядок и более превосходит межатомные расстояния в кристаллической решетке (10^-10 м). Разрывы сплошности, заполненные материалом, отличающимся по своим свойствам от основной среды, также относятся к трещинам.

Трещиноватость массива горных пород — одна из важнейших характеристик, влияющая практически на все процессы горного производства.

В зависимости от размеров трещины бывают трех порядков (табл. 8.1).

Трещины первого порядка - представлены внутрикристаллическими дефектами и трещинами. Размеры этих трещин колеблются от 10^-9 до 10^-5 м. Образуются в результате сложения кристаллов минерала отдельными блоками, которые смещены друг относительно друга. Это обуславливает мозаическую структуру кристалла с присущими ей внутрикристаллическими дефектами и трещинами.

Трещины второго порядка - представлены трещинами, находящимися между самими кристаллами, а также трещинами в межкристаллитном цементе. Размеры этих трещин имеют тот же порядок, что и размеры слагающих породу кристаллов, а величина раскрытия может достигать 0,1 мм и более.

Трещины первых двух порядков возникают в основном в процессе диагенеза осадков⁹ или кристаллизации магмы, их ориентирование в общем случае хаотично.

Характеристика пород по трещиноватости

Таблица 8.1

Порядок	Характеристика и генезис трещин	Протяженность трещин, м	Раскрытие, м	Расстояние между трещинами, м	Преимущественное ориентирование
	Внутрикристаллические
Первый	Вакансии, дислокации, полости	10-9-10-2	10-9-10-5	10-8-10-9	Беспорядочное
	Межкристаллические
Второй	Трещины между кристаллами, тещины в цементе	10-4-10-2	10-6-10-3	10-5-10-2	Беспорядочное, за исключением сланцеватых пород
	Эндогенные (разрыв)
	Трещины остывания и усыхания	10-1-100	10-5-10-3	10-1-100	Перпендикулярно напластованию
	Трещины накопления осадков	10-1-103	10-6-10-4	10-1-100	Параллельно напластованию
	Экзогенные (сдвиг, разрыв)
Третий	Тектонические трещины	100-10-5	10-6-100	10-4-10-1	Связанные системы параллельных трещин
	Кливаж	10-1-101	10-9-10-5	10-4-10-3	Параллельные трещины
	Гипергенные (разрыв)
	Искусственные трещины	10-2-101	10-6-10-1	10-1-100	Перпендикулярно обнажению
	Трещины отжима	100-10-2	103-10-1	10-1-100	Параллельно обнажению
	Трещины выветривания	10-1-102	10-5-10-1	10-2-100	По первичным трещинам

Эти трещины определяют сопротивляемость пород процессам бурения, измельчения в дробилках, выемке многочерпаковыми экскаваторами и комбайнами. Решающее влияние при этом оказывают трещины второго порядка. Они же до некоторой степени определяют эффективность выемки пород одноковшовыми экскаваторами и процессов механического и взрывного рыхления.

Трещины третьего порядка - трещины, возникающие в процессах метаморфизации пород за счет потери воды и летучих веществ, а также в процессе остывания за счет уменьшения объема пород. Эти трещины тесно связаны с отдельными пластами, потоками лав или интрузиями¹⁰. К этому порядку относятся тектонические трещины, развивающиеся в горных породах под воздействием тектонических сил, проявляющихся в земной коре в процессе ее развития. В их число входят трещины отрыва и скалывания, а также кливаж¹¹.

Тектонические трещины обычно образуют четко выраженные системы двух почти взаимно перпендикулярных крутопадающих рядов трещин, секущих пласты пород независимо от их состава и возраста.

К трещинам третьего порядка относят искусственные трещины, появляющиеся в породах при ведении горных работ.

К перечисленным видам трещин на обнажениях добавляются трещины выветривания, которые развиваются на глубину от 2 до 10 м по уже имеющимся трещинам или по нетронутому массиву.

Все трещины третьего порядка имеют значительное простирание, измеряемое сантиметрами, метрами и даже километрами.

По степени проявления трещины третьего порядка делятся на открытые, закрытые и скрытые. Эти трещины могут заполняться другими породами, продуктами выветривания, водой и нефтью или же оставаться незаполненными.

Характерной особенностью трещин третьего порядка является то, что они, пересекаясь, делят породы на отдельности более или менее правильной формы. Эти трещины оказывают наиболее существенное влияние на процессы разрушения пород при их выемке и рыхлении, при сдвижениях, оползнях и обвалах.

Наряду с размерами и густотой трещин большую роль играет и характер сети трещин в уступе — имеют ли они одно направление или составляют системы взаимно пересекающихся трещин.