zaeto.ru

Заполнители карстовых полостей в гипсах

Другое
Экономика
Финансы
Маркетинг
Астрономия
География
Туризм
Биология
История
Информатика
Культура
Математика
Физика
Философия
Химия
Банк
Право
Военное дело
Бухгалтерия
Журналистика
Спорт
Психология
Литература
Музыка
Медицина
добавить свой файл
 

 
страница 1


Ю.А. Килин, И.И. Минькевич1

Институт карстоведения и спелеологии

ЗАПОЛНИТЕЛИ КАРСТОВЫХ ПОЛОСТЕЙ В ГИПСАХ

Природное заполнение карстовых полостей затрудняет развитие карста и препятствует образованию провалов. Однако суффозионные процессы способствуют переносу рыхлого заполнителя пустот сверху вниз, что может привести к оседанию поверхности и образованию провалов. В Иренском карстовом районе буровыми скважинами и карьерными выработками вскрываются многочисленные карстовые полости с аллохтонным (суглинистым и глинистым) заполнителем и автохтонно-аллохтонным суглинисто-дресвяно-щебнистым заполнителем, мощностью от 0,5 до 20 м. В этом районе широкое распространение получили обвально-карстовые брекчии, состоящие из дресвы и щебня терригенных, карбонатных и гипсовых пород, с глыбами гипса и ангидрита, сцементированные глинисто-гипсовым, гипсово-карбонатным и гипсово-карбонатно-глинистым цементом. Они заполняют древние карстовые пустоты, древние карстовые воронки и провалы. В отдельных случаях современные обвально-карстовые отложения смешиваются с более древними, образуя мощные (до 20-30 м) толщи. Состав заполнителя карстовых полостей зависит от состава покровных отложений, положения кровли полости в геологическом разрезе, глубины, структурно-тектонических особенностей района и гидродинамической зоны подземных вод.

На водоразделах в Иренском карстовом районе над карстующимися гипсами залегают маломощные делювиальные суглинки и глины мощностью до 5 м, выветрелые аргиллиты и алевролиты мощностью до 30 м. В карстовых полостях выделяются 4 типа заполнителя: карбонатно-гипсовый, глинисто-гипсовый, гипсово-глинистый и гипсовый. Они заполняют вертикальные узкие каналы, закарстованные трещины, а при достаточной мощности рыхлых покровных отложений и большие горизонтальные полости.

В речных долинах, врезанных в сульфатные породы (среднее течение рек Ирени, Кунгура, Ординки), гипсы и ангидриты закарстованы до глубины 10-25 м. Заполнителем карстовых полостей здесь являются аллювиальные отложения, состоящие из гравия, гальки метаморфических, изверженных и осадочных пород хорошей окатанности с супесчаным и суглинистым заполнителем. Перемещение заполнителя на данных участках происходит не только сверху вниз в карстовые полости, но и по горизонтали по направлению подрусловых потоков.

Анализ состава заполнителя карстовых полостей и трещин представляет практический интерес для разработки состава тампонажных смесей. Природный заполнитель, как правило, обладает высокой пористостью, способен хорошо фильтровать воду, насыщая ее сульфатом кальция, что существенно снижает сульфатную агрессивность воды. На водоразделах заполнитель полостей слабосцементирован, в карьерных выработках держит вертикальный откос, не размокает. Способность природного заполнителя залечивать карстовые полости очень важна при разработке составов тампонажных смесей, что позволяет применять для тампонирования местные материалы – гипс, ангидрит, известняк, предварительно измельченные до муки.

Традиционными являются методы тампонирования карстовых полостей с применением глино-цементных и других компонентных систем с водой. Воздействие таких тампонажных растворов на имеющиеся в карстовых полостях природные заполнители является негативным. Происходит “продавливание” заполнителя в нижележащие полости или в сторону естественного уклона, вызывая увеличение в несколько раз объема тампонирования и ухудшая при этом его качество. Использование приготовленных смесей из муки гипса, ангидрита, известняка позволяет засыпать или при помощи компрессорной установки закачивать их в карстовые полости в сухом состоянии. В этом случае цементация смесей происходит за счет конденсационной влаги. “Сухое” тампонирование лучше проводить поздней осенью в период заморозков, чтобы исключить суффозионный вынос материала.

По лабораторным исследованиям, проведенным Н.Е. Молоштановой, со смесями из муки гипса, ангидрита, известняка, глины с использованием песка и цемента, было отмечено в них появление корок, пленок, глинистых стяжений и рост кристаллов гипса игольчатой и пластинчатой формы. Необходимо отметить, что замачивание образцов смесей проводилось обычной водопроводной водой, в отличие от полевых условий, где вода в карстовом массиве имеет минерализацию более 2 г/дм и является менее агрессивной.



Следующий этап эксперимента с разнокомпонентными смесями проведен в полевых условиях в обводненных и сухих карстовых полостях (пещерах). По результатам полевого эксперимента карбонатно-гипсовый и гипсовый состав смесей является наиболее благоприятным для тампонирования.


1 Ю.А. Килин, И.И. Минькевич, 2000

страница 1


Смотрите также:



     

скачать файл




 



 

 
 

 

 
   E-mail:
   © zaeto.ru, 2020