Техника - молодёжи 2008-02, страница 16

мелые гипотезы

2008 №02 ТМ

Растрескивание горных пород, как правило, следствие их внутренней энергонасыщенности

Сжатая пружина горных пород

В 1967 г. Т. Нильс и Н. Хает опубликовали результаты проведённых ими прямых измерений напряжений, действующих в окрестности горных выработок. Оказалось, что измеренные на

пряжения во много раз (иногда в десятки) — превосходят те, которые могли быть вызваны весом пород. Возникла вторая версия, согласно которой в «энергоснабжении» горных пород главную роль играют тектонические силы — то есть те силы, которые громоздят горы и перемещают материки. Однако ситуация с ними оказалась не проще, чем с силами гравитации.

В своём большинстве геологи полагают, что тектонические силы возбуждаются процессами в глубоких недрах Земли. По логике вещей, величина тектонических сил в этом случае должна с глубиной возрастать. Однако на деле наблюдается обратное: своих наибольших значений горизонтальные напряжения достигают вблизи поверхности. С возрастанием глубины они довольно быстро убывают. Если непредвзято взглянуть на дело, то получается, что силы, которые возвели в ранг «тектонических», возбуждаются не в глубоких недрах нашей планеты, а вблизи её поверхности.

По той же логике самой высокой энергонасыщенностью — а значит, обилием и мощью динамических явлений, возбуждаемых техногенными воздействиями, — должны отличаться породы в областях с самой высокой тектонической активностью. На деле ни

14

чего подобного нет. Скорей, дело обстоит как раз наоборот. Если непредвзято посмотреть на факты, получается вообще абсурд: тектонические силы не подзаряжают энергией породы, а, наоборот, разряжают их.

Действительность подбрасывает и другие неразрешимые головоломки. Например, пять шахт СУБРа расположены в предгорьях Урала тесной группой, в одинаковой тектонической зоне. Добывают на них бокситы — одно и то же полезное ископаемое, сформировавшееся в геологически сходных условиях. Тем не менее горные удары проявили себя только на двух шахтах из пяти. На остальных, в том числе и на гораздо более глубоких, их почти нет.

Специалист, входивший в комиссию, созданную для оценки ущерба, причинённого горным ударом на одной из шахт, рассказал, что он в качестве сувенира прихватил с собой из очага удара столбик породы, извлечённый из растрескавшейся стенки полости обрушения. Дома от отвёл ему место на журнальном столике. В первую же после этого ночь он проснулся. Что-то громко шипело. Да так, что ему стало не по себе. Он прислушался, выбрался из постели... Ориентируясь на странные звуки, он обнаружил их источник. Шорох и потрескивание шли оттого самого минерала. Он разрушался! Сам собою, без какого бы то ни было постороннего воздействия!.. Никаких тебе сил гравитации, никаких тебе тектонических сил. Говоря словами поэта, сувенир этот разрушался «под бременем собственной силы». Столбик породы явно обладал каким-то собственным энергетическим ресурсом. Он оказался заряжен упругой энергией, как бывает заряжен электрической энергией аккумулятор.

Стальная пружина арбалета распрямляется практически мгновенно, как только стрелок нажмёт на спуск. Есть устройства, в которых высво

бождение энергии сжатой пружины может происходить постепенно. Пример — обычные механические часы. Их завели — сообщили пружине запас упругой энергии, — и они себе потом тикают и тикают, экономно расходуя свой энергетический потенциал на приведение в действие часового механизма. Точно так же хрупкая горная порода способна накапливать в себе упругие деформации, только запасённая энергия расходуется на множественное разрушение материала, как говорят — на его структурную дезинтеграцию. Процесс может протекать в форме взрыва с излучением упругих волн, но может, как в приведённом примере, выразиться и в форме постепенно прогрессирующего разрушения.

В конце XIX - начале XX вв. исследователи обращали на факты энергетической активности пород самое пристальное внимание. В частности, в книге «Землетрясения в Мессине и Сан-Франциско», изданной в 1909 г., К.И. Богданович рассказывает такой случай. Глыбы, добытые при проходке Симплонского туннеля в Альпах, извлечённые на поверхность, начинали самопроизвольно взрываться, уже находясь в отвалах, без всякой видимой причины. При этом осколки пород разлетались с такой силой, что, во избежание несчастных случаев среди праздной публики, из любопытства посещавшей отвал, вокруг него было поставлено ограждение.

Тетяев против Вернадского

Размышляя над фактами избыточной напряжённости горных пород, исследователи того времени увидели в ней вероятную причину как динамических явлений в горных выработках, так и природных землетрясений. Богдано-

Шахта начала прошлого века

Ыл омент обрушения выглядит ^впечатляюще. Он подобен ядерному взрыву с образованием облака пыли классической грибообразной формы. При этом в земле образуются провалы до 70 м глубиной.