Izbucniri bruște de roci și gaze ( în engleză sudden outburst ; germană plotzlicher Ausbruch ) - procese de erupție de mare viteză dintr-o masă de rocă distrusă de unda de șoc de blocuri solide de roci sau fluxuri de masă de rocă zdrobită, gaze și fluide . Sunt cunoscute emisiile de cărbuni, săruri de potasiu, silstones, noroi, diverse șisturi, gresii, calcare, cuarțite și alte roci și minerale.
Conform conceptului clasic, ejecția are loc atunci când tensiunile elastice depășesc rezistența la întindere a masei de rocă ca avalanșă ca urmare a pierderii stabilității părții marginale a patului mineral sau a oricărui bloc de roci sub presiune de sprijin sau în consolă. , ceea ce duce la fractura sa fragilă. Ipotezele existente cu privire la originea emisiilor sunt contradictorii. Unii indică rolul principal în procesul de ejectare a forțelor gazului comprimat, care creează exces de presiune în cavitățile rocii, în timp ce alții, deși recunosc rolul gazului, îi atribuie un rol pasiv, secundar. Există ipoteze care egalizează pozițiile tensiunilor în masa de rocă și presiunea gazului [1] .
Există o serie de studii moderne privind cinetica și mecanismul emisiilor de roci și gaze, considerând aceste procese nu din punctul de vedere al legilor mecanicii unui corp elastic și al hidrodinamicii gazelor, ci din punctul de vedere al electrodinamicii, al forțelor de interacțiune interatomică și al fizica cuantică [2] [3] .
Distingeți emisiile subterane și cele subterane.
Ejecțiile declanșate apar atunci când undele de șoc ale evenimentelor seismice acționează asupra rocilor deja solicitate prin vibrații elastice. În acest caz, energia seismică servește ca declanșator pentru procesul de explozie, iar astfel de procese de explozie sunt denumite evenimente seismice. În cel de-al doilea caz, izbucnirile bruște sunt generate numai de tensiunile interne, intrinseci ultime, în roci, care, în timpul izbucnirii, formează unde seismice în masa de rocă. În acest caz, procesele de izbucniri bruște sunt denumite fenomene dinamice miniere.
Caracteristica cantitativă a unei izbucniri bruște este intensitatea acesteia, măsurată prin cantitatea de masă de rocă ejectată și intervalul de ejecție, convertită în parametri energetici. Emisiile bruște în munți conduc la blocarea văilor și blocarea râurilor de munte, iar în cazul emisiilor subterane, la gazarea și distrugerea lucrărilor miniere. Ejecțiile uriașe de masă de rocă de către vulcani duc la dezastre de clasă mondială. Volumele de roci ejectate au ajuns în unele cazuri la un miliard de tone, iar gazele, un milion sau mai mult de metri cubi [6] .
Gazele ejectate sunt reprezentate de metan, azot, hidrogen, dioxid de carbon și amestecurile acestora. Rocile implicate în procesele de emisie diferă semnificativ în ceea ce privește proprietățile lor fizice, chimice și mecanice.
Un exemplu de ejectare bruscă terestră de roci este prăbușirea care a avut loc la 18 februarie 1911 în Pamir , când, ca urmare a unui impuls brusc într-un lanț muntos, un bloc de rocă cu un volum de 1,3 - 1,5 km³, rupt de vârful Muntelui Usoy, a zburat de-a lungul unui arc înclinat mai mult de 5 km. Eliberarea de energie din eliberare a fost echivalentă cu 2.000 de bombe atomice aruncate pe Hiroshima .
O ejecție și mai puternică de roci a avut loc în timpul erupției Muntelui St. Helens din 18 mai 1980 [7] . Ejectarea doar a rocilor din corpul vulcanului, fără a lua în considerare masa de cenușă, s-a ridicat la aproximativ 2,7 km³.
În 1812, vulcanul Tambora a ejectat aproximativ ~180 km³ de tephra, iar eliberarea sa de energie a fost de aproximativ 800 Mt de TNT [8] .
Pe 23 august 2020, Scarborough Bluffs s-a prăbușit în Canada. Prăbușirea a fost precedată de o explozie în lanțul muntos și de formarea unui nor de praf ultrafin, care este un indicator al oricărei ejectii de rocă [9] . Studiile folosind microscoape electronice au arătat că fiecare astfel de grăunte de praf are o dimensiune care variază de la câțiva microni la câțiva nanometri [10] . În literatura minieră, există numeroase descrieri ale eliberării de „făină nebună” în timpul izbucnirilor bruște de roci. De exemplu, ca urmare a prăbușirii din 12 noiembrie 2007 pe faţa de nord a Ainserului din Dolomiţii Sixtini (Italia), s-a documentat că masa prăbușirii și zona înconjurătoare au fost acoperite cu un strat de făină antirabică de aproximativ 10 cm. gros [11] .
Erupții subterane subterane de cărbune și gaze apar în multe țări ale lumii în diferite condiții miniere și geologice în diferite roci. Exploziile subterane reprezintă o amenințare pentru viața minerilor. Una dintre cele mai periculoase regiuni , conform Institutului de Cercetare Geomecanica Miniera si Topografia Minelor, este Kuzbass , in minele de carbune si minereu din care s-au inregistrat 5470 de fenomene dinamice si gazodinamice in perioada de la 1943 până în 2005, inclusiv: 207 explozii, 222 impacturi cu roci și munți-tectonice, 42 micro-impacturi, 3599 împingeri și peste 1400 lovituri. Între 1951 și 2005, 7.230 de explozii bruște au avut loc în minele din Ucraina, iar 259 de mineri au murit între 1971 și 1980.
Prima explozie subterană subterană de rocă și gaz din lume a avut loc la mina franceză „Isaac” în 1834 [12] .
Cea mai puternică eliberare subterană de roci și gaze este eliberarea a 14 mii de tone de cărbune și aproximativ 600 mii m³ de metan, care a avut loc în 1969 în Ucraina. Se cunoaște o eliberare bruscă de mai mult de un milion de metri cubi de metan la mina Sanhuba din China [13] , ceea ce este echivalent cu aproximativ un debit zilnic al unui puț foarte productiv în depozite bogate de gaze combustibile.