CC BY
38
• Диапазон вероятных углов скола допредельных трсшнн довольно широк даже в условно однородных породах. При наличии неоднородности горных пород по прочностным свойствам диапазон значений вероятных углов скола существенно возрастает.
• При анализе диаграмм трещиноватоеiи необходимо учитывать, что можно фиксировать :истемы трещин с одинаковым азимутом падения, но разным углом падения трещин.
• Наиболее часто в верхней части земной коры должны встречаться трещины с углом падения более 40', так как при развитии процесса дклатансии трещины с крутыми углами падения являются более выгодными с геомеханических позиций.
• При анализе элементов залегания рудных трещин и жид следует учитывать, что при прогреве массива угол внутреннего трения снижается (массив становится более пластичным). В этих условиях значения углов скола имеют существенно более высокие значения, чем современные тектонические трещины.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бабенко В.В. Структурные условия размещения и зональность оруденения Березовского месторождения (Урал)// Изв."АН СССР. Сер.: Геологическая. 1978. № 10. С. 114-126.
2. Гудман Р. Механика скальных пород. М.: Стройиздат, 1987. 232 с.
3. Ново-Шемурское медноколчеданное месторождение: Отчет о результатах геологоразведочных работ с 1975 по 1986 гг. с подсчетом запасов по состоянию на 01.09.86 / Мингео "ССР, Уральское ПГО, Северная геологоразведочная экспедиция. Ивдель, 1986. 320 с.
4. Тагильцев С.Н. Основы гидрогеомеханики скальных массивов: Учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во УГГГА. 88 с.
5. Таги.тьцев С.Н. Пределы линеаризации закона Кулона-Мора при расчётах НДС массивов орных пород. // Мат-лы коорд. сов. по пробл. геодинам, безопасности. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 1997. С. 213-217.
6. Таги.тьцев С.Н., Зевахин А.И., Кибанова Т.Н. Гидрогеомеханнческнй анализ тектоники л рельефа карбонатного массива И Изв. УГГГА. Вып. 15. Серия: Геология и геофизика. 2002. С. 232->36.
УДК (553.62 + 622.02 + 624.131): 006.354
А.Ф. Алексеев, В.Г. Василенко
КРИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НЕКОТОРЫХ СТАНДАРТИЗИРОВАННЫХ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОДИ ПРИМЕНЯЕМОЙ ТЕРМИНОЛОГИИ
За последнее десятилетие резко снизились объемы геологоразведочных работ и их финансирование. Последствия в виде переорганизации геологических структур, продолжающиеся юкращення штатов геологов сказались и на лабораторной службе. На территории Российской Федерации и стран СНГ прекратил свое существование целый ряд хорошо оснащенных лабораторий, занимавшихся технологическими исследованиями минерального сырья и горных пород. Примером :лужит закрытие в 2001 г. Лаборатории технологии неметаллов (с 1995 г. - Гсотехнологичсской 1аборатории). начато деятельности которой датируется 1932 годом.
Опыт подобных лабораторий широко использовался ведущими институтами страны в шробации новых методов испытаний, учитывался при разработке СУСН и СН на лабораторные >абогы. Потеря такого взаимодействия и сотрудничества в последние годы является, на наш взгляд. >дной из причин того, что переиздание некоторых ГОСТов сопровождается рядом упущений и >шибок. изменениями, ведущими к необоснованному удорожанию лабораторных работ. До сих пор «а территории одной страны (РФ) применительно к одним и тем же показателям свойств горных юрод используются различные термины, в зависимости от того, какие НИИ участвуют в разработке ОСТов.
Государственный стандарт на методы испытаний является директивным документом, казаниям которого неукоснительно должен следовать исполнитель при выполнении той или иной 1Стодики определения. К сожалению, приходится констатировать, что встречаются положения.
242
практически не выполнимые, и тогда ГОСТ"не работает". В качестве примера рассмотрим два ГОСТа, имеющих статус межгосударственных, внесенных Госстроем России и принятых Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС).
Начнем с ГОСТ 30629-99 "Материалы и изделия облицовочные из горных пород". Он введен впервые с 1 января 2001 г. постановлением Госстроя РФ от 27.06.2000 г.,Х® 62.
В третьем разделе "Термины и определения" авторы поясняют, что такое "порода горная", однако не сочли нужным поделиться, что они понимают под термином "проба". Но именно для этого стандарта это понятие приобретает особую значимость. Ведь речь идет об определении более десятка показателей свойств горной породы и с учетом требований, предъявляемых к подготовке образцов (количество, размеры, формы), требуется отбор большого объема кауенного материала. В п. 4.1 говорится "Образцы должны быть идентичными во время отбора от горной породы ...", а в п. 5.1: "... допускается составлять пробу из материала аналогичных слоев соседних скважин...". Последнее, на наш взгляд, недопустимо, в частности, когда речь идет об определениях морозостойкости и снижения прочности при сжатии горных пород в водонасышенном состоянии. Эги определения основаны на сопоставлении трех пределов прочности при сжатии горной породы в различных состояниях и требуется, чтобы партии образцов были изначально равноценны по своим петрографическим характеристикам и качеству исполнения. Объединение проб из разных скважин в одну приведет к увеличению вариации определяемых характеристик и к несопоставимости полученных результатов.
В п. 5.1 также говорится: "Пробы для минератого-петрографических исследований и предварительного изучения декоративных свойств горной породы отбирают одновременно с отбором проб для определения физико-механических и химических показателей горной породы". Отсюда следует, что пробы все-таки подразделяются по видам предполагаемых исследований, но должны отбираться одновременно (!).
Согласно п.п. 5.3 и 5.4, пробы могут отбираться на карьере в виде шту фов размером не менее 200x200x200 (мм) или на камнеобрабатывающем предприятии в виде штуфов не менее ЗООхЗООхЗОО (мм) из технологических отходов. Здесь также не понятно, как составляется проба, потому что для выполнения всей программы испытаний по методикам, изложенным в ГОСТе, штуфа размером ЗООхЗООхЗОО (мм) явно недостаточно. Кстати, применение термина "шт>ф" при указанных размерах вряд ли корректно. Этот термин означает "кусок руды или горной породы произвольной формы и небольшого размера (10-20)*(8-10)*(5-6) см" [2].
Далее выясняется (п. 6.2.1.2), что только для определения декоративности горных пород требуегся изготовить шесть образцов прямоугольной формы размерами (!) 400x250x10(мм), причем по два образца - в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Но и это не все. По п. 6.2.2.2 для оценки просвечиваемости горной породы требуется изготовить по два образца уже указанной длины и ширины, но толщиной 5 и 20 мм.
Простои подсчет дает нам следующее: 6 плит (400x250x20), 6 плит (400x250x10), 6 плит (400x250x5), итого: 18 плит. Изготовление такого количества плит такой длины и ширины при толщине 5 и 10 мм в лабораторных условиях невозможно. Не все декоративные породы обладают такой блочностью и прочностью, чтобы выдержать данные параметры. Да и нужно ли? Во-первых, ГОСТ 9480-89 (Плиты облицовочные пиленые из природного камня. Технические условия.) допускает минимальный размер длины и ширины изготавливаемых плит в 150 мм. Во-вторых, в области применения методов испытаний, приведенной в приложении А к рассматриваемому нами ГОСТу, четко указано на необходимость определения декоративности при геологической разведке. На этом этапе изучение свойств горных лород идет преимущественно по керну скважин, и об изготовлении 18 пластин таких размеров, да еще в трех взаимно перпендикулярных направлениях, не может быть и речи.
Приводимая в ГОСТе методика определения декоративности горной породы есть ничто иное, как видоизмененные методические рекомендации, разработанные Ереванской опытно-методической экспедицией ВНИИгсолнеруд (автор Э.Г. Шмавонян). Данные рекомендации под названием "Оценка яолируемости и декоративности природных облицовочных камней при поисках и разведке месторождений" в 1981 г. были рассмотрены и рекомендованы к применению Научным советом по методам технологических исследований Всесоюзного научно-исследовательского института «неравного сырья и опубликованы ВИМСом в 1982 г. в виде Методических рекомендаций, № 18. В
первоисточнике же сказано следующее: "Предварительно декоративность оценивают на образцах, вырезанных из керна в виде полуцилиндров диаметром 90-100 мм, высотой 200 мм и дисков диаметром 90-100 мм, толщиной 10 мм".
Приходится констатировать, чте приводимая в ГОСТе измененная редакция в части требований, предъявляемых к подготовке образцов, не позволяет использовать методику определения декоративности на стадии геологоразведочных работ.
Продолжая обзор ГОСТ 30629-99, остановимся на определении средней плотнссти (и. 6.3.1). Ни из перечня средств контроля и вспомогательного оборудования (п. 6.3.1.1), ни из порядка проведения испытания (п. 6.3.1.3) не становится ясным, каким методом определяется объем образцов.
Далее, по тексту (п. 6.5), где речь идет об определениях пределов прочности при сжатии горных пород в сухом и водонасыщенном состояниях, говорится: "Снижение прочности при сжатии характеризуют разностью между пределами прочности при сжатии образцов в сухом и водонасыщенном состоянии". Однако, перевернув страниц)', узнаем, что снижение прочности характеризуется отношением указанной разности к пределу прочности при сжатии образцов в сухом состоянии, выраженном в процентах.
При описании методики определения истираемости горной породы (п. 6.8) также допущены две существенные неточности* из-за которых пользоваться методикой нельзя. Во-первых, в п. 6.8.1 при характеристике применяемого абразива дается только марка категорий качества карбида кремния, а такая важная для проведения испытания характеристика, как зернистость, не указана. Л ведь шлифзерно по зернистости делится на 12 типоразмеров в интервале от 160 до 2000 мкм (ГОСТ 3647-80. Материалы шлифовальные). Во-Еторых, в п. 6.8.2 задана вертикальная нагрузка на образен, равная 294 Н (30 кгс), в то время как площаль образцов (п. 6.5.2) может изменяться от 16 до 25 см* для кубов и от 12,5 до 95,0 см' - для цилиндров. Исходя из описания прибора ЛКИ-3 и методик, изложенных в ГОСТ 13087-81 и ГОСТ 27180-86, задаваемое давление должно соответствовать 0.06 МПа. Указанная же нагрузка (294 Н) может быть приложена при испытаниях кубов с длиной ребра 7 см и площатью основания 19 см".
Мы сознательно начали рассмотрение данного ГОСТа, заострив внимание на необходимости конкретизировать понятие "проба". В приложении Л, уточняющем область применения, одиннадцать методов испытаний используются на стадии геологоразведочных работ. Понимается ли под "пробой" весь объем каменного материала, необходимого для проведения этих испытаний и отобранного в одном месте? Или пробы могут отбираться раздельно по видам испытаний (проба на декоративность, проба на физико-механические свойства, проба на сопротивление ударным воздействиям и т. д.)? Не понятно. В реальной жизни пробы отбирают одни (заказчик), а лабораторные работ ы делают другие (исполнитель). И от правильности отбора проб, и достаточное ж оюбранниги материала во многом потом зависит качест во результатов лабораторных испытаний.
Обращает на себя внимание объем камнерезных и шлифовальных работ. Известно, что эти работы являются весьма трудоемкими и дорогостоящими. В расчете на бригадо-часы по СИ они обычно составляют около 50 % от всего объема работ по определению комплекса физико-механических свойств. Это следует иметь в виду, определяя рациональное количество образцов и их размеры для того или иного испытания. Что же требуется в конечном итоге на стадии разведочных работ согласно ГОСТ 30629-99 в плане выполнения камнерезных работ? Декоративность - 18 пластин размерами 400х250х(5, 10. 20» мм, вырезанных в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Физические свойства, пределы прочности при сжатии (в сухом, водонасыщенном состояниях и после м-го числа циклов замораживания и оттаивания), истираемость - 20 кубиков с ребром 40-50 мм. Сопротивление ударным воздействиям - 4 (!) пластины размерами 200x200x30 (мм). Прочность при растяжении методом изгиба - 5 призм размерами 50x50x250 мм или для анизотропных пород - 10 призм (!).
Но кроме этого на с. 4 этого же ГОСТа имеется непонятный до загадочности и одновременно |розный пункт 4.11. Вынуждены процитировать полностью: "Если при определении физико-механических показателей хотя бы один образец не выдерживает испытание (?), необходимо повторить испытание на удвоенном числе образцов (?); если и в этом случае хотя бы один образец показал отрицательный результат (?), горную породу или изделие считают не соответствующими требованиям стандарта (?)". Но в приводимых методиках определения физических и прочностных свойств горных пород не дается разъяснений, что означает: "... образец не выдерживает испытания...". И что значит повторить испытания на удвоенном числе образцов? Не означает ли это,
что, выполняя заранее камнерезные работы дополнительно к перечисленному выше комплекту образцов, нужно предусмотреть изготовление еще двух?
Кроме целесообразности требуемого количества образцов и их размеров к составителяу ГОСТа возникают и др. вопросы. Зачем было нужно посвящать одному и тому же методу определения два раздела. Раздел 6.6 называется "Определение предела прочности на растяжение при изгибе горной породы", а раздел 8.2 - "Определение предела прочности на растяжение при изгибе архитектурно-строительных изделий и декоративных плит". Раздел 8.2 полностью цитирует раздел 6.6, за исключением дополнения: "Образцы для испытаний изготавливают размерами по 6.6.2..."(т. е. 25x5x5 см) "... выпиливанием из изделий или (!) по технологии изготовления соответствующего типа изделия". Из дополнения остается неясным, допускаются ли к испытаниям образцы другого сечения, если речь, к примеру, идет о декоративных плитах толщиной 3 см. Почему для определения предела прочности при растяжении, на стадии разведочных работ (понадобится 1,5 метра керна с длиной кусков не менее 25 см) выбран метод изгиба? Ведь методы, описанные в ГОСТ 21153.3-85, требуют значительно меньшего количества материала, более доступны в подготовке образцов и теоретически более обоснованны [3].
Возникают вопросы и при прочтении ГОСТ 8269.0-97 (Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы испытаний). Открыв его на первой странице, читаем:"Настоящий стандарт распространяется на щебень и гравий из плотных горных пород... со средней плотностью зерен от 2,0 до 3.0 г/см" , применяемых в качестве заполнителей для тяжелого бетона, а также дорожных и других видов строительных работ...". С аналогичной фразы начинается первый раздел ГОСТ 8267-93 (Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия). В предшествовавших им ГОСТ 8269-87 и ГОСТ 8267-82. а также в ГОСТ 23845-56 (Породы горные скальные для производства щебня для строительных работ. Технические требования и методы испытаний.) ограничение по верхнему пределу средней плотности зерен щебня или исходной породы не устанавливаюсь, а устанавливав только нижний предел, т. г. более 2,0 г/см'. Такое изменение означает, что горные породы, плотность которых превышает 3,0 см3, не могут использоваться в качестве щебня для строительных работ С этим трудно согласиться. Получается, что многие разновидности габбро, пироксеиитов, перидотитов и др., слагающие целые горные массивы и обладающие высокими прочностными характеристиками, признаются непригодными для строительных работ.
В этом же ГОСТе, заменяющем ГОСТ 7392-85 в части методов физико-механических испытаний, приводится методика определения электроизоляционных свойств щебня для балластного слоя железнодорожного пути. Тексты методик в обоих ГОСТах идентичны. Кроме одною. В более новом ГОСТ 8269.0-97 в конце раздела "Обработка результатов испытаний" делается резюме: "Если удельная электрическая проводимость не превышает значений 0,06 см/м, щебень обладает электроизоляционными свойствами и пригоден для строительства железнодорожного пути". Причем, по тексту это предельное значение подразумевается для насыщенного раствора путем выпаривания, что является грубой неточностью составителей Г ОСТа, так как в ГОСТ 7392-85 в неотмененной его части технических условий (п. 1.11) говорится о другом: "Электроизоляционные свойства щебня характеризуются удельной электрической проводимостью насыщенного раствора, образующегося от растворения щебня в дистиллированной воде. Ее значение должно быть не более 0,06 см/м. При уменьшении объема насыщенного раствора путем выпаривания в 10 раз удельная электрическая проводимость полученного раствора должна быть не более 0,35 см/м." Таким образом, исполнитель, выполняющий лабораторные определения, руководствуясь ГОСТ 8269.0-97, вынужден по результатам испытаний делать неправильные выводы.
Далее хотелось бы привлечь внимание читателей к следующей проблеме. На территории одной страны (РФ) применительно к единому объекту исследований (горные породы), подразумевая одни и те же понятия, в нормативно-технической документации (ГОСТ на методы испытаний, технические условия, номенклату ра качества и т. п.) используется различная терминология.
В качестве примера возьмем плотностныс характеристики горных пород. Авшры статьи исходят из общепризнанного понимания того, что горная порода является трехфазной системой, состоящей из твердой фазы (породообразующих минералов), а также из заполняющих поры жидкой и газовой составляющих. Таким образом, под плотностью горной породы понимается масса всех агрегатных фаз породы в единице объема (или масса единицы объема горной породы ненарушенного сложения и природной влажности). В практике для пород с жесткими кристаллизационными связями
масса минерального каркаса в единице объема с характерной для него природной пористостью, tu которой в процессе сушки при 105-110° удалена вода. Совмещать эти два понятия не следует, гак как влажность горной породы можег существенно влиять на другие ее свойства. Другой параметр, характеризующий плогностные особенности горной породы, - плотность минеральной части или масса слагающих горную породу минералов в единице объема, исключая пористость.
В табл. 1 приведен перечень государственных стандартом, действующих на территории Российской Федерации, в текстах, которых для горных пород и продуктов переработки Применяются данные понятия, но под разными названиями. Из таблицы видно, как богат русский язык своим словарным запасом. Пспгому не исключено, что с выходом новых ГОСТов термины "кажущаяся" "средняя", "истинная", "абсолютная" дополнится еще более кажущимися абсолютными терминами,
Таблица I
Применяемые термины дл я плотностных Показателей горных пород
|{омор roen 1Грммсмсмый термин
иилнисгь парной породы плотность сухой ropnoft МО0ОЛЫ плотной), имморальной Части roptvd породи
ГОСТ51МММ. ГОС1 25100-95. ГОСТ 2&5H-VO Ihin нести грунта 1 Ыкмичть сухого rpvma Г! ютность частно труп га
ГОСТ 1.219-8! ЩОТЛОСТ».
|Т)С1 4.211-80 Плотность зерен (oúi.vMH.ui «ucea) Плотность (Юроды
ГОСТ 4.206-83 Срсдвии плотность 1
ГОСТ 8735-88, ГОСТ 85752-88 Обьаинпя ПЛОТНОСТЬ Истишгоя HlrtllWCIL
ГССЛ 87-85. ГССД 106-87. ГССД 122-88. ГССД 15U-90 ОГгьсмиаа мчал Vecuuiu ча«;са
ГОСТ 277(№-88 ЛСьоакчиая платность
ГОСТ 2409<9J. ГОСТ 18*47-84 Кажущаяся н.нлибеть Нсинжни LTUfíiom
ГОСТ 30624-99, ГОС Т 82690-97 Средня к илопюсм. Истинна* плотнеет i.
Продолжая тему терминологии, используемой г« ГОСТах применительно к горным породим, хотелось бы остановиться на вопросе классификации по фракциям рыхлых осадочных пород.
Большинство россиян знают, что бывают пляжи галсчниковые, песчаные, реже |ракийныс. Опрос обычных людей, не имеющих никакого отношения ни к геологии, пи к производству строительных материалов, показывает, что под гравием ими понимается "нечто", состоящее из окатанных обломков горных пород крупнее песка, но мельче того, что обычно называется галькой (галечником). Конечно, любой из них был бы неприятно поражен, кот да. заказав гравий для отсыпки дорожек у себя в саду, увидел бы. что ему на участок ич КАМАЗа высыпали "гравий" с размером зерен 40-70 мм. А если серьезно, то обрати ve« к авторитетным источникам, н том числе директивным в области поисков и разведки минерального сырья для производства стройматериалез. Говоря о классификации обломочных пород, авюры f4| отмечают, что « большинстве отечественных и зарубежных классификаций к песчаным относя! зерни от 0,05 до 2.0 мм, к гравийным от - 2.0 до 10,0 мм. В другом источнике [1], говорящем о том же. в качестве примера приведена классификация Л.Б. Рухина [5J Ко а обеих работах отмечается, что единой, общепринятой классификации обломочных пород по размеру обломков не существуei и что в различных отраслях народного хозяйства, исполняющих песок, щебень и гравий, существуют свои классификации. II.Б. Вассоевич (5, стр. 231 писал Такие промышленные классификации имеют узко специальное назначение..." и далее: При описании крупнообломочиых, как и всяких других пород необходимо применять правильную систему терминов. К сожалению, ло не всегда соблюдается" Под ттим он подразумевал существовавшую в то время путаницу о толковании понятий- песок, гравий, галька, валу вы Прошло полвека, но в строительной отрасли и сейчас приходится пользоваться классификациями, разительно отличающимися друг от друга (табл. 2). ГССТ 8267-93 и ГОСТ 8269.0-97 внесены на рассмотрение Госстроем России и приняты Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации и техническому нормированию в строительстве ГМНТКС), ГОСТ 2510P-9S внесен Минстроем России и принят той же МИТКС
Из табл. 2 следует, что классификации, применяемые и геологии и инженерной ¡еологнн. очень близки (классификации приведены в упрошенном виде без разделения основных таксонов на
оолес дрооныс фракции), ини выгодно отличаются от других специальных полнотой набора фракций-таксонов, имеющих двойные названия, что дает представление об их происхождении.
Таблица 2
Примеры классифицирования фракций крупнообломочных пород
Фракции (основные таксоны) Рухин Л.Б. Основы литологии. 1953 г. Геологический словарь. 1978 г. Ломталзе В.Д. Инженерная геология. 1984 г. ГОСТ 25100-95 гост 7392-85 гост 8267-93 ГОСТ 8269 0-97 ГОСТ 25137-82 Слободя-ник И Я. Строительные материалы. 1957 г.
I окагаи-ные нсока-тайные Размер фракций, мм
Валуны Глыбы 1) 100-1000 2) >1000 1) >100 2) >1000 >200 >200 1)>150
Галька Щебень 10-200 10-100 20-200 10-200 2)5-70 2)5(3)-150 2). >5 1) >80
Гравий Дрссва 2-10 МО 2-20 2-10 1)5(3)-150 1). >5 1)5-80
Песок 11ссок 0.1-2.0 0.1-1.0 0.05-2.0 0.1-2.0 <5(3) <5 0.15-5.0
В технологических процессах, связанных с оценкой и производством обломочных пород в качестве строительных материалов (заполнители бетонов, дорожное строительство и т. д.), очень важно их пофракционное изучение. И речь не идет об изменении отработанных десятилетиями методик путем замены интервалов фракций другими интервалами. Речь идет о принятии единых толкований хотя бы для основных таксонов, таких, как песок, гравий (дресва), галечник (щебень), валуны (глыбы).
Ведь для производства строительных материалов (того же строительного щебня) возможно использование песчаников, гравелитов, кокгломератов. брекчий. Наименования же этих пород строго припязаны по размерам и форме к сцементированным зернам песка, гравия, гальки, щебня в геологическом понимании классифицирования обломочных пород. И в этом случае совершенно уместны термины: щебень из песчаника, гравелита, конгломерата, брекчии...
Так ли уж сильно пострадает технологический процесс производства и применение в строительстве обломочных пород, если вместо термина "щебень из гравия" появятся термины: дробленый гравий, дробленый галечник и валуны и т. п. В ГОСТ 8269.0-97 есть такое название методики испытаний (п. 4.4): "Определение содержания дробленых зерен в щебне из гравия". Прочтя такое, инженер-геолог будет долго морщить лоб и, возможно, засомневается в своем здравомыслии. Зачем же так* испытывать людей? А может, по аналогии с методом определения дробимости (п. 4.8) назвать этот метод: "Определение дроблености" или "раздробленности"?
Таблица 3
Методы определения предела прочности при сжатии горных пород и требования к образцам
| Номер ГОСТа разработчик Требования к размерам и форме образков и корректирующие коэффициенты
диаметр, сторона квадрата, мм высота, мм соотношение высоты к диаметру, стороне поправ коэ^ф. к поправ. кох^>ф. количество образцов форма образцов
8269 0-97. Госстрой РФ 40-110 40-110 1.0 ш • 5 Куб. цилиндр
30629-99. Госстрой РФ 40-110 40-110 0.9-1.1 - 5 То же
8462-85. МПСМ СССР 40-200 40-200 1.0 0,75-1,05 0.81-1.05 5 н
21 153.2-84. , Минуглепром п.1 30-60 30-120 1.0-2.0 0.8-1.0 - >6
| 21153,2-84. Минуглепром 1,52-3,16 10-12 - - - >6 Пластина
! 21153.3-85. Минуглепром 20 20-30 1,0-1.5 - - >6 Кубообразная
12248-96, Минстрой РФ 40-100 60-100 40-100 60-100 1.0-2.0 • 1 Чуб. цилиндр
Специалистами, изучающими физико-механические свойства горных пород (горное дело, инженерная геология, разведочная геофизика и т. д.), часто проводятся обобщения результатов
испытаний по разновидностям горных пород в пределах одного или нескольких месторождений, полезных ископаемых, отдельных территорий и т. д. Составляя компьютерные банки данных, собираемых из многочисленных источников, они обычно и не подозревают о том, что для одних и тех же показателей применяются различные термины. Ведомственный подход к разработке ГОСТое на методы испытаний горных пород приводит не только к различному толкованию одних и тех же понятий, но отражается на результатах самих испытаний и их сопоставимости. В качсстзс примера рассмотрим определение предела прочности при одноосном сжатии. Для горных пород существует целый ряд стандартов на этот вид испытаний (табл. 3). Регламентируемые методики порой существенно отличаются по требованиям, предъявленным к форме, размерам, количеству и качеству подготовки образцов. В ГОСТах 21153.2-84 и 21153.3-85 рекомендуются методы, ограниченные в применении, без указаний этих ограничений (испытания кубиков полуправильной формы и испытания пуансонами не должны применяться для пород с крупно- и грубозернистыми структурами и пород, затронутых выветриванием). Одни методы рекомендуют при испытаниях гигроскопичных пород учитывать естественную влажность, другие об этом не упоминают. Но особенно заметные различия заключаются в применении корректирующих коэффициентов. Гак, например, результаты, полученные при испытаниях кубиков размером 40x40x40 мм, согласно ГОСТ 8269.0-97, по своим значениям будут на 25 % выше результатов, полученных по ГОСТ 8462-85, где применяется коэффициент, учитывающий размер и форму образцов. Эти же результаты будут выше на 20 % значений, полученных по ГОСТ 21153.2-84 (п. I), но по другой причине. Здесь применяется коэффициент, учитывающий отношение стороны образца к его высоте. Таким образом, имеем ситуацию, когда результаты определения предела прочности при сжатии будут существенно отличаться друг от друга не из-за природных причин, связанных с неоднородностью горной породы, а из-за различных подходов к методу испытаний.
Подводя итог всему выше сказанному, отметим очевидное. Горные породы разнообразны по своему происхождению, составу, строению и свойствам. Разнообразны и области их практического использования. В связи с этим разработано огромное количество методов изучения их физико-механических свойств. Но только наиболее проверенные на практике и четко сформулированные имеют право высту пать в качестве государственного стандарта. Вызывают досаду встречающиеся r действующих ГОСТах грубые ошибки, неточности и ничем не обоснованные положения, усложняющие проведение лабораторных испытаний. Очевидны негативные последствия ведомственного подхода к разработке ГОСТов на методы испытаний горных пород. Это и путаница в терминологии, и различные требования к одним и тем же испытаниям, что приводит к получению несопоставимых результатов.
В заключение вернёмся к теме закрытия в Нкатеринбурге в 2001 г. Лаборатории технологии неметаллов (с 1995 г. - Геотехнологической лаборатории), в прошлом являвшейся одной из крупнейших лабораторий этого профиля в СССР. В 2002 г. Лаборатории исполнилось бы 70 лет. Коллективу лаборатории не удалось отметить этот юбилей. Один из авторов статьи, бывший сотрудник ЛТН (ГТЛ), считает своим долгом, в дань нссвсршившсмуся событию, очень кратко напомнить о "былом ее величии" и тем самым выразить свое глубокое уважение к людям, работавшим в ней до него, а также своим бывшим коллегам и специалистам, которые действительно много сделали для освоения природных ресуэсов Урапа и всего бывшего Союза.
У истоков создания лаборатории стояли самоотверженные и удивительно одаренные люди, ставшие первопроходцами в становлении технологических исследований горных пород. М.А. Бухман, А.К. Сидоров и др. создали уникатьную лабораторию и высокопрофессионазьный коллектив, способный выполнять широкий спектр исследований различных видов минерапыюго сырья. Лаборатории принадлежит первый опыт унификации программ и методик испытаний нерудных ископаемых при геологоразведочных работах (Сидоров, 1949). В 1971 г. М.А. Бухманом составлены и опубликованы Типовые программы и методики лабораторных испытаний нерудных полезных ископаемых при производстве геологоразведочных работ. В составлении отдельных программ и методик принимали участие сотрудники лаборатории А.К. Сидоров (сырье для тонкой керамики), Л.И. Кирикова (минерачьные пигменты), В.А. Серняев (слюда), А.Н. Горохов и В.А. Корнилов (асбест), В.М. Бухмастов (вермикулит). По другим направлениям плодотворно работа™ ведущие специаписты: H.A. Псндюрина (вяжущие заполнители бетонов), Н.Д.Г'орнус, В.В. Чернявская (глинистое сырье), Г.В. Наумов, A.B. Бабина (каменно-строительные материалы), Л.И. Васильева, Г.А. Овчинникова (грунты). Л.Н. Яковлева (керамзит), Л.Г. Гумеров. A.C. Махань-ков, И.В. Колпакова, Е.М. Головина и др. С учетом совершенствования методик и выходом новых
нормативных документов "Типовые программы..." были существенно дополнены В.М. Бухмастовым и переизданы в 1988 г. Уральским производственно-геологическим объединением (объем книги составил 17,2 печатного листа). Эта книга и сейчас является отличным справочным материалом для специалистов, занимающихся испытаниями минерального сырья.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Геологический словарь. М.: Недра, 1978. 363 с.
2. Ильницкая Е. И., Тсдер Р. И. и др. Свойства горных пород и методы их определения. М.: Недра, 1969. 392 с.
3. Инструкция по применению классификации запасов к месторождениям песка и гравия / Государственная комиссия по запасам полезных ископаемых при Совете Министров СССР. М., 1983. 103 с.
4. Борзунов В. М., Григорович М. Б. и др. Поиски и разведка строительных материалов. М.: Недра, 1977. 248 с.
5. Справочное руководство по петрографии осадочных пород. Т. 2. Осадочные породы. Л.: Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы. 1958. 412 с.
УДК (624.121.537+553.543): 552.16
А. Ф. Алексеев
О ФОРМИРОВАНИИ СВОЙСТВ АСБЕСТОНОСНЫХ ГИПЕРБАЗИТОВ
Состав, геологическое строение и свойства горных пород являются следствием условии их образования и существования в земной коре. Считается, что гипербазиты дунит-гарцбургитовой формации, с которыми пространственно и генетически связаны все наиболее крупные месторождения хризотил-асбеста, имеют мантийное происхождение [8]. Однако история их геологического развития имеет ряд спорных проблем, являющихся предметом дискуссии до настоящего времени [3, 5]. Не останавливаясь детально на анализе различных воззрений на генезис и эволюцию гипербазитов, отмстим лишь, что одним из наиболее вахных вопросов генезиса гипербазитов является проблема их агрегатного состояния при внедрении ич иерхней мантии в преислы земной коры и механизма внедрения. Эта проблема тесно связана с вопросами об источниках воды при серпентинизации (автосернентнннзации) и об отсутствии высокотемпературного контактового воздействия гипербазитов на вмещающие породы. Одни исследователи полагают, что гипербазиты данного типа внедряются в уже серпентинизированном состоянии, подразумевая возможность существования водонасыщенного магнезиального расплава при низких (600°) температу рах, что и влечет за собой их химическую, термальную и динамическую пассивность. Другие исследователи после наблюдений Р. Сосмана и экспериментов Н.Л. Боуэна и О.Ф. Татгла, показавших возможность образования гипербазитов при низких температурах, считают, что гипербазитовая "магма" к моменту внедрения состояла из кристаллов оливина с небольшим количеством межзерновой жидкообразной фазы (кристаллическая "каша"). Наблюдения, показавшие, что контакты гипербазитов с вмещающими породами всегда тектонические, привели к представлениям о том, что они образуют не интрузии в обычном понимании этого термина, а диапиры, протрузии или блоки, оторванные от мантии и перемешенные во время складчатости.
В.Ф. Морковкина, касаясь генезиса гипербазитов, отмечает многообразие их проявления и невозможность объяснения их образования с позиции какой-либо одной гипотезы, а также считает, что для гнпербазитовых массивов неприемлемы схемы становления плутонов гранитной или габбровой магмы,
Процессы, обусловливающие формирование состава, структурных особенностей и физико-механических свойств магматических ¡пород, протекают длительное геологическое время под действием как внешних, так и внутренних сап. Условия внедрения и дальнейшая тектоническая жизнь определяют не только отличия в составе гипербазитов, но и отличия их структурно-текстурных особенностей, процессов серпентинизации и асбестообразования.
