4.3 Тау жыныстарының негізгі қасиеттерінің классификациясы
Ұңғы бұрғылау процестеріне әсер ететін тау жыныстарының қасиеттері өте
көп. Оларға: беріктік, қаттылық, морттық, созымдылық, қажағыштық, тығыздық,
кеуектік, жарықшақтық, бөлінгіштік, аққыштық, су өткізбеушілік, жылу
шығарғыштық, электрлік беріктік, магниттік өткізгіштік, радиоактивтік және т.б.
жатады.
Геологиялық барлау жұмыстарында, тау-кен жұмыстарында және инженерлік
геологиялық іздестірулерде тау жыныстарының көптеген қасиеттері зерттелінеді.
Сонда да осы күнге дейін тау жыныстарының қасиеттерінің толық нақтылы
классификациясы жоқ.
Осы күнгі техникалық әдебиеттерде кездесетін кейбір анықтамалар әр түрлі
ұғымдарды көрсетіп бұл мәселеге түсінбестік кіргізеді. Шынында ғылым мен
техниканың әр түрлі салаларында тау жыныстарының көптеген аттары, терминдері
және анықтамалары қолданылады. Мысалы: физико-механикалық, физико-
техникалық, физико-химиялық, тау-кен-техникалық, инженер-геологиялық, де-
формациялық, тау-кен-технологиялық, механикалық, қажағыштық, тығыздық,
жылулық, электромагниттік, радиоактивтік, физикалық қасиеттер және т.б.
Жоғарыда келтірілген терминдер мен анықтамалардың негіз ретінде ұстайтын
бірде-бір бастамасы жоқ. Сондықтан олардың мазмұны әр түрлі. Бұл жағдай
ғылымның әр түрлі салаларында пайдаланылатын бірдей терминдердің өзін
түсінуге мүмкіншілік бермейді.
Физикалық қасиет деген ұғымға авторлардың бірі тек қана электрлік,
магниттік, жылулық және тығыздық, кеуектілік, сыбағалы салмақ деген
қасиеттерді жатқызса, екіншілері бұл ұғымға тағыда "механикалық" /беріктілік,
акустикалық, гравитациялық және т.б./ деп аталатын ұғымдарды жатқызады. Ал
енді" тау жыныстарының физика-механикалық қасиеттері" деген ұғымның қисыны
жоқ, өйткені механика физиканың бір бөлімі.
Тау жыныстары қасиеттерінің кейбір классификациялары тау-кен саласында
істейтін ғалымдардың еңбектерінде кездеседі. Осындай классификациялардың бірі
И.А.Турчанинов, Р.В.Медведев және В.И.Паниндердің жұмысында келтірілген.
Негізгі классификациялық белгі ретінде олар тау жыныстарына әсер етіп
қасиеттерін жарыққа шығаратын сыртқы өрістерді алған. Осы белгімен барлық тау
жыныстарының
физикалық
қасиеттері
бес
класқа
бөлінген:
тығыздық,
механикалық, жылулық,электромагниттік және радиоактивтік. Содан соң кейбір
кластар қасиеттер тобына бөлінген: гравитациялық және структуралық; беріктік,
акустикалық, геологиялық және горно-технологиялық; күйлік қасиеттер және
фазадан фазаға көшу константалары; электрлік және магниттік қасиеттер.
Бұл классификацияның мынандай кемшілігі бар. Қасиеттердің аттарының
ішіне олардың көрсеткіштері де кіргізілген, мысалы, бөлшектеу көрсеткіші,
ұзындықтың ұлғаю коэффициенті, диэлектрлік шығындар бұрышының тангенсі
және т.б.
В.В.Ржевский мен Г.Я.Новиктің классификациясында осындай принциппен
тау жыныстарының физико-техникалық қасиеттері тоғыз топқа бөлінген;
тығыздықтық
қасиеттер,
механикалық,
жылулық,
электрлік,
магниттік,
толқындық,
радиациялық,
гидрогазо-динамикалық,
тау-кен-технологиялық
қасиеттер. Одан әрі әр бір үлкен топ кіші топтарға бөлінген және олардың
параметрлері көрсетілген. Жеке таблица ретінде 12 базалық параметрлер берілген.
Авторлардың айтуы бойынша бұл параметрлер барлық тау жыныстарын зерттеуге
жалпы фундамент ретінде керек.
Авторлар физика-техникалық қасиеттерді және олардың параметрлерін топқа
бөлудің белгісі ретінде сыртқы физикалық өрістер немесе ортаны алған.
Сондықтан тығыздықтық қасиеттер жеке топ болып қалай бөлінеді. Авторлардың
айтып отырған тау жыныстарының параметрлерінің сан мәнін туғызатын ішкі
факторлар қалайша физикалық өріс, әйтпесе орта болады. Бұл жағдай айтып
отырған классификацияның кемшіліктерінің бірі. Сондай-ақ радиациялық
қасиеттер ішіндегі табиғи радиоактивтік, жыныс-тың сыртқы өріске жасаған
реакциясы бола алмайды.
Тау жыныстарының механикалық өріске реакциясы ретінде, механикалық
қасиеттер жеке топ болып бөлінген. Ал енді қаттылық, қажағыштық, бөлінгіштік
сияқты сыртқы механикалық өрістен туатын қасиеттер қалайша механикалық
қасиеттерден бөлініп жеке көрсетілген. Келтірілген классификациялардың
осындай кемшіліктерін еске ала отырып профессор Сулакшин С.С. өзінің
классификациясын ұсынған. Ол тау жыныстарының қасиеттеріне екі түрлі
көзқараспен қараған. Бірінші көзқарас бойынша тау жыныстарының қасиеттеріне,
олардың қандай процестердің салдарынан белгілі болатынына байланысты қарау
керек. Екінші көзқарас бойынша, оларды өздерінің пайда болуымен /табиғатымен/
байланыстыру керек.
Бірінші белгі бойынша тау жыныстарының барлық қасиеттерін ол үш топқа
бөлген: физикалық, химиялық және физико-химиялық. Сонда бірінші топқа
физикалық процестер жүрген уақытта белгілі болатын тау жыныстарының барлық
қасиеттері жататын болады. Олар: механикалық, жылулық, электромагниттік,
радиоактивтік және тағы басқа жоғарыдағы классификацияларда көрсетілген
қасиеттер. Екінші топқа химиялық процестер жүргенде белгілі болатын қасиеттер
кіреді. Ал үшінші топқа физико- химиялық процестер жүргенде белгілі болатын
қасиеттер жататын болады.
Екінші белгі бойынша келтірілген топтардың қасиеттерін кіші топтарға
бөлуге болады. Бір кіші топқа тау жыныстарының табиғи, ылғи да өздеріне тән,
олардың жаратылуымен /литогенезбен/ және кейінгі өзгерулермен /диагенезбен,
тектогенезбен, желге мүжілумен, т.т./ байланысты қасиеттерін жатқызуға болады.
Бұл қасиеттердің белгілі болуы зерттеу жағдайларына байланысты емес, олардың
көрсеткіштері нақтылы жыныс үшін тұрақты болады. Басқа кіші топқа тау
жыныстарына міндетті түрде физикалық өріс /механикалық, жылулық,
электромагниттік, радиоактивтік/ немесе басқа бір заттың өрісі, мысалы химиялық
активті орта т.б. әсер еткенде белгілі болатын қасиеттерді жатқызуға болады. Әр
кіші топқа белгілі бір қасиеттер ғана кіреді, олар белгілі бір көрсеткіштермен
/параметрлермен/ сипатталады, ал сандық мәні жыныстың сыртқы өріспен немесе
ортамен қарым-қатынасына байланысты.
Геологиялық барлау жұмыстарында үлкен мәні бар қасиеттер бірінші топтың
қасиеттері дей келе профессор Сулакшин С.С. әрі қарай тек қана бірінші топтың
қасиеттерін келтіреді /кесте 1/. Осындай ұйғарымнан кейін жыныстардың барлық
физикалық қасиеттері жоғарыда көрсетілген екі белгі бойынша екі кіші топқа
бөлінген. Бірінші кіші топтың қасиеттерін физика-геологиялық деп атаған, себебі
бұл қасиеттер геологиялық процестермен байланысты және жыныстардың
қалыптасуы мен қайта құрылуы процесінде пайда болған. Себебі бұл кіші топтың
қасиеттерінің көпшілігі физикалық процестердің ықпалымен қалыптасып,
жиналып келгенде тау жыныстарының құрылысын анықтайды. Бұл топқа
геология-структуралық белгілерімен байланысты қасиеттер жатады.
Екінші кіші топқа сыртқы физикалық өрістің немесе активті ортаның
әсерімен білінетін тау жыныстарының қасиеттері жиналған.
Олар
көбінесе
геологиялық
барлау
жұмыстарының
техникасына
пайдаланылады. Сондықтан бұл кіші топтың қасиеттерін физика-техникалық деп
атаған. Бұл кіші топ жетіге бөлінген: механикалық, су - коллоидтық, акустикалық,
жылулық, электрлік, магниттік және радиоактивтік қасиеттер. С.С.Сулакшин
классификациясының кемшіліктерінің бірі ол бір жақтылығы. Себебі қасиеттердің
үш тобының бірақ тобын алған, ал физика-геологиялық қасиеттер геологиялық
процестердің кезінде қалыптасса, химиялық, физико-химиялық қасиеттер бұл
процестен тыс қалуы дұрыс емес. Сондай-ақ химиялық және физико- химиялық
процестердің жүруіне байланысты білінетін қасиеттердің техникаға керектілері
ескерусіз қалған. Мысалы, термохимиялық әдіспен тау жыныстарын талқандаған
кезде химиялық процестер де жүреді.Бұл процестерді оған қатысты тау
жыныстарының қасиеттерін білмей зерттеу мүмкін емес.
Тау жыныстарының қасиеттерін үш топқа бөліп жатпай-ақ оларды тау
жыныстарын талқандау процестеріне әсер ететін қасиеттер деп атаған дұрыс. Одан
кейін тау жыныстарын талқандау процестеріне әсер ететін барлық қасиеттерді екі
топқа бөлген дұрыс.
Бірінші топқа литогенез және жыныстардың мүжілу процестерімен
байланысты қасиеттер жатады.
Бұл қасиеттер жыныстардың жаратылуы және одан кейінгі өзгеру
процестерімен, былайша айтқанда, геологиялық процестермен байланысты.
Сондықтан оларды геологиялық қасиеттер деп атау керек. Одан кейін бұл топтың
қасиеттерін тау жыныстарының қалыптасуымен байланысты қасиеттер және тау
жыныстарының кейінгі өзгерістерімен байланысты қасиеттер деп екі кіші топқа
бөлген дұрыс.
Екінші топқа жыныстарды талқандаған кезде әсер ететін өрістердің
салдарынан білінетін қасиеттерді жатқызу керек.
Негізінде тау жыныстарын талқандау техниканың араласуымен болады, яғни
тау жыныстарына әсер ететін өрістер техниканы пайдалану арқылы жасалады.
Сондықтан бұл қасиеттерді техникалық қасиеттер деп атау керек. Одан әрі бұл
топтың қасиеттері жыныстарға әсер ететін өрістердің түріне қарай жеті кіші топқа
бөлінеді.
1. Тау жыныстарына механикалық күштер өрісі әсер еткенде пайда болатын
қасиеттер. Бұл топқа статикалық және динамикалық күштер әсері арқылы белгілі
болатын механикалық қасиеттер жатады. Олар: беріктік, қаттылық, серпінділік,
созымдылық, тұтқырлық, морттық, қажағыштық, сусымалық, аққыштық, ісіну,
релаксация,
орнықтылық.
Бұл
топтың
қасиеттерін
тау
жыныстарының
механикалық күштердің әсерімен қалай өзгеретіндігін сипаттайтын тағы да төрт
түрге бөлуге болады: серпінділік, созымдылық, беріктік және реологиялық
қасиеттер.
1- кесте
Достарыңызбен бөлісу: |