Estallidos repentinos de rocas y gas ( inglés repentino estallido ; alemán plotzlicher Ausbruch ): procesos de erupción de alta velocidad de una masa rocosa destruida por una onda de choque de bloques sólidos de rocas o flujos de masa rocosa triturada, gases y fluidos . Se conocen emisiones de carbones, sales de potasio, limolitas, lutitas, lutitas diversas, areniscas, calizas, cuarcitas y otras rocas y minerales.
Según el concepto clásico, la eyección se produce cuando los esfuerzos elásticos superan la resistencia a la tracción del macizo rocoso en forma de avalancha como consecuencia de la pérdida de estabilidad de la parte marginal del lecho mineral o de cualquier bloque de rocas bajo apoyo o presión en voladizo. , lo que lleva a su fractura frágil. Las hipótesis existentes sobre el origen de las emisiones son contradictorias. Algunos señalan el papel principal en el proceso de eyección del trabajo de las fuerzas del gas comprimido, que crean un exceso de presión en las cavidades de la roca, mientras que otros, aunque reconocen el papel del gas, le asignan un papel pasivo, secundario. Hay hipótesis que igualan las posiciones de los esfuerzos en el macizo rocoso y la presión del gas [1] .
Hay una serie de estudios modernos sobre la cinética y el mecanismo de las emisiones de rocas y gases, considerando estos procesos no desde el punto de vista de las leyes de la mecánica de un cuerpo elástico y la hidrodinámica de los gases, sino desde el punto de vista de la electrodinámica, las fuerzas de interacción interatómica y física cuántica [2] [3] .
Distinguir entre emisiones terrestres y subterráneas.
Las eyecciones desencadenadas ocurren cuando las ondas de choque de los eventos sísmicos actúan sobre rocas ya estresadas a través de vibraciones elásticas. En este caso, la energía sísmica sirve como desencadenante del proceso de explosión, y tales procesos de explosión se denominan eventos sísmicos. En el segundo caso, los estallidos repentinos son generados únicamente por esfuerzos últimos intrínsecos e internos en las rocas, los cuales, durante el estallido, forman ondas sísmicas en el macizo rocoso. En este caso, los procesos de arrebatos repentinos se denominan fenómenos minero-dinámicos.
La característica cuantitativa de un estallido repentino es su intensidad, medida por la cantidad de masa rocosa expulsada y el rango de eyección, convertidos en parámetros de energía. Las emisiones repentinas en las montañas conducen a bloqueos de valles y bloqueos de ríos de montaña y, en el caso de emisiones subterráneas, a la gasificación y destrucción de las explotaciones mineras. Las enormes eyecciones de masa rocosa por parte de los volcanes conducen a desastres de clase mundial. Los volúmenes de rocas expulsadas alcanzaron en algunos casos los mil millones de toneladas, y los de gas, un millón o más de metros cúbicos [6] .
Los gases expulsados están representados por metano, nitrógeno, hidrógeno, dióxido de carbono y sus mezclas. Las rocas involucradas en los procesos de emisión difieren significativamente en sus propiedades físicas, químicas y mecánicas.
Un ejemplo de una eyección súbita terrestre de rocas es un derrumbe ocurrido el 18 de febrero de 1911 en el Pamir , cuando, como consecuencia de un impulso repentino en una cadena montañosa, un bloque de roca con un volumen de 1,3 - 1,5 km³, arrancado por la cima del monte Usoy, voló a lo largo de un arco inclinado durante más de 5 km. La liberación de energía del lanzamiento fue equivalente a 2.000 bombas atómicas lanzadas sobre Hiroshima .
Una eyección de rocas aún más poderosa ocurrió durante la erupción del Monte St. Helens el 18 de mayo de 1980 [7] . La expulsión de solo rocas del cuerpo del volcán, sin tener en cuenta la masa de ceniza, ascendió a unos 2,7 km³.
En 1812, el volcán Tambora expulsó unos ~180 km³ de tefra, y su energía liberada fue de unas 800 Mt de TNT [8] .
El 23 de agosto de 2020, Scarborough Bluffs colapsó en Canadá. El colapso fue precedido por una explosión en la cordillera y la formación de una nube de polvo ultrafino, que es un indicador de cualquier expulsión de roca [9] . Los estudios que utilizan microscopios electrónicos han demostrado que cada uno de estos granos de polvo tiene un tamaño que va desde varias micras hasta varios nanómetros [10] . En la literatura minera, existen numerosas descripciones de la liberación de "harina loca" durante repentinos estallidos de rocas. Por ejemplo, a raíz de un derrumbe el 12 de noviembre de 2007 en la cara norte de Ainser en los Dolomitas Sixtinas (Italia), se documentó que la masa de derrumbe y la zona circundante se cubrieron con una capa de harina antirrábica de unos 10 cm. grueso [11] .
Explosiones repentinas de carbón y gas subterráneos ocurren en muchos países del mundo bajo diversas condiciones mineras y geológicas en varias rocas. Las explosiones subterráneas representan una amenaza para la vida de los mineros. Una de las regiones más peligrosas , según el Instituto de Investigación de Geomecánica Minera y Topografía de Minas, es Kuzbass , en las minas de carbón y mineral de las cuales se registraron 5470 fenómenos dinámicos y dinámicos de gas en el período de 1943 a 2005, incluyendo incluyendo: 207 ráfagas, 222 impactos tectónicos de rocas y montañas, 42 micro impactos, 3599 empujones y más de 1400 disparos. Entre 1951 y 2005, se produjeron 7.230 explosiones repentinas en las minas de Ucrania y 259 mineros murieron entre 1971 y 1980.
El primer estallido repentino subterráneo de roca y gas del mundo ocurrió en la mina francesa "Isaac" en 1834 [12] .
La liberación subterránea de rocas y gas más poderosa Se conoce una liberación repentina de más de un millón de metros cúbicos de metano en la mina Sanhuba en China [13] , lo que equivale aproximadamente a un caudal diario de un pozo altamente productivo en depósitos ricos en gases combustibles.