The effect of increasing the water content on rocks characteristics from Şuior, Romania

Abstract

Purpose. Generation of relative humidity fluctuations lead to a further decrease in the resistance of rocks, which involves the swift evacuation of groundwater from mining works. For andesitic rocks strongly hydrothermal altered it was found an irreversible phenomenon of the effect of humidity upon their strength, while this phenomenon is accompanied by an alteration. Natural humidity content at saturation and absorption coefficient of rock specimens studied ranged within large limits, average kinetics absorption by changing from one type of rock to another, some rocks could not reach the degree of saturation because they were disaggregated. Methods. Establishing the rocks characteristics from Şuior mine, in the context of underground microclimate conditions and their interaction with water taking into account the determinative anisotropy and the degree of heterotrophy. Findings. Some of the mining works with straight walled profiles, vaulted ceiling and unsupported floor were executed in rocks with pronounced trends towards deterioration and swelling of floors; given that, the rocks contain insertions of kaolin andesite, have shown a tendency to swelling of floor, which required the use of circular profiles and horseshoe-shaped profiles with enclosed floor. Observations have highlighted that the deformations of the floor are not due only to the fact that the works are located in rocks with low resistance, but also because the water is accumulated in the floor of these works, changing in a short time the mechanical properties of the rocks. Swelling of the floor is the consequence of intensive water-rock action, having the effect of misalignment of the floor, destructive effect upon the foundation and of support base, this attempt a horizontal displacement towards the interior of the gallery, unbalancing the support. Originality. For the rocks from Şuior, protecting with synthetic resin is the optimal method, which is confirmed by the good behavior of the resins as insulating protection in order to maintain the characteristics of these unaltered rocks. Practical implications. Under the influence action of water and underground climate, most of the rocks, with the exception of porphyritic andesite with hipersten, degrades and reduces its mechanical strengths and elastic characteristics. In order to maintain these rocks to initial parameters, methods will be used to protect, to strengthen. Alteration created by water effect has a significant influence on the characteristics of strength and deformation, effect that has direct implications on the stability of the mining works performed in the rocks from Şuior.

Мета. Утворення коливань відносної вологості призводить до подальшого зниження опору порід і, як наслідок, стрімкого підняття ґрунтових вод у гірських виробках. Для андезитових, сильно гідротермальних порід було виявлено необоротне явище впливу вологості на їх міцність, в той час як це явище супроводжується зміною порід за структурою і складом. Природний вологовміст при насиченні й коефіцієнт абсорбції вивчених зразків породи варіювалися у значних межах, середнє поглинання кінетичної енергії шляхом зміни одного типу порід до іншого, деякі породи не могли досягти ступеня насичення, оскільки вони були дезагреговані. Методика. Встановлення характеристик гірських порід родовища Шуйор у контексті умов підземного мікроклімату та їх взаємодії з водою, беручи до уваги визначальну анізотропію й ступінь гетеротрофії. Результати. Деякі гірничі виробки з прямими закріплюючими бока профілями, склепінчастою покрівлею й незакріпленою підошвою були проведені у породах з вираженими тенденціями до погіршення й пучення; враховуючи, що породи містять вставки каолінового андезиту, проявляється тенденція до здимання підошви, що вимагає використання круглих і підковоподібних профілів із закритою підошвою. Спостереження показали, що деформація підошви обумовлена не лише тим фактом, що виробки розташовані в породах з низьким опором, але також і тим, що вода, накопичуючись в підошви цих виробок, за короткий період часу змінює механічні властивості порід. Здимання підошви є наслідком інтенсивних аква-породних сил, що чинять ефект неправильної відносної співвісності підошви, руйнівного впливу на фундамент і опорну базу, що викликає дію горизонтального зміщення до внутрішньої частини виробки, призводячи до розбалансування гірничого кріплення. Наукова новизна. Для порід родовища Шуйор охорона виробок синтетичною смолою є оптимальним способом, що підтверджується якісним режимом роботи смол як ізолюючого захисту для підтримання характеристик цих незмінних порід. Практична значимість. Під впливом водного й підземного клімату значна частина гірських порід, за винятком порфірового андезиту з хіперстеном, втрачає свої властивості, механічну міцність та пружність. Для підтримання цих порід у початковому стані представлені методи будуть використовуватися для охорони й укріплення. Зміна порід за структурою і складом, створена водним впливом, значно впливає на міцнісні та деформаційні характеристики, які чинять прямий вплив на стійкість гірничих виробок, пройдених в породах родовища Шуйор.

Цель. Образование колебаний относительной влажности приводит к дальнейшему снижению сопротивления пород и, как следствие, стремительному поднятию грунтовых вод в горных выработках. Для андезитовых, сильно гидротермальных пород было обнаружено необратимое явление влияния влажности на их прочность, в то время как это явление сопровождается изменением пород по структуре и составу. Естественное влагосодержание при насыщении и коэффициент абсорбции изученных образцов породы варьировались в больших пределах, среднее поглощение кинетической энергии путем изменения одного типа пород к другому, некоторые породы не могли достичь степени насыщения, поскольку они были дезагрегированы. Методика. Установление характеристик горных пород месторождения Шуйор в контексте условий подземного микроклимата и их взаимодействия с водой, принимая во внимание определяющую анизотропию и степени гетеротрофии. Результаты. Некоторые горные выработки с прямыми закрепляющими бока профилями, сводчатой кровлей и незакрепленной почвой были проведены в породах с выраженными тенденциями к ухудшению и пучению; учитывая, что породы содержат вставки каолинового андезита, проявляется тенденция к пучению почвы, которая требует использование круглых и подковообразных профилей с закрытой почвой. Наблюдения показали, что деформация почвы обусловлена не только тем фактом, что выработки расположены в породах с низким сопротивлением, но также и тем, что вода, накапливаясь в почве этих выработок, за короткое период времени изменяет механические свойства пород. Пучение почвы является следствием интенсивных аква-породных сил, имеющих эффект неправильной относительной соосности почвы, разрушающего воздействия на фундамент и опорную базу, что вызывает действие горизонтального смещения к внутренней части выработки, приводя к разбалансировки горную крепь. Научная новизна. Для пород месторождения Шуйор охрана выработок синтетической смолой является оптимальным способом, что подтверждается качественным режимом работы смол как изолирующей защиты для поддержания характеристик этих неизменных пород. Практическая значимость. Под воздействием водного и подземного климата существенная часть горных пород, за исключением порфирового андезита с хиперстеном, теряет свои свойства, механическую прочность и упругость. Для поддержания этих пород в исходном состоянии представленные методы будут использоваться для охраны и укрепления. Изменение пород по структуре и составу, созданное водным воздействием, оказывает значительное влияние на прочностные и деформационные характеристики, которые оказывают прямое влияние на устойчивость горных выработок, пройденных в породах месторождения Шуйор.