Plötsliga utbrott av stenar och gas ( engelska sudden outburst ; tyska plotzlicher Ausbruch ) - höghastighetsutbrottsprocesser från en stenmassa som förstörts av en stötvåg av fasta stenblock eller flöden av krossad stenmassa, gaser och vätskor . Utsläpp av kol, kaliumsalter, siltstenar, lerstenar, olika skiffer, sandstenar, kalkstenar, kvartsiter och andra bergarter och mineraler är kända.
Enligt det klassiska konceptet sker utstötningen när de elastiska spänningarna överstiger bergmassans draghållfasthet som en lavin till följd av förlust av stabilitet i den marginella delen av mineralbädden eller något stenblock under stöd eller fribärande tryck , vilket leder till dess spröda fraktur. Befintliga hypoteser om utsläppens ursprung är motsägelsefulla. Vissa pekar på huvudrollen i processen för utstötning av arbetet med krafterna från komprimerad gas, som skapar övertryck i berghålorna, medan andra, även om de känner igen gasens roll, tilldelar den en passiv, sekundär roll. Det finns hypoteser som utjämnar positionerna för spänningar i bergmassan och gastrycket [1] .
Det finns ett antal moderna studier om kinetiken och mekanismen för utsläpp av berg och gaser, som inte tar hänsyn till dessa processer utifrån en elastisk kropps mekaniklagar och gasernas hydrodynamik, utan utifrån elektrodynamik, interatomiska interaktionskrafter och kvantfysik [2] [3] .
Skilj mellan mark- och underjordsutsläpp.
Utlösta utstötningar uppstår när stötvågorna från seismiska händelser verkar på redan stressade bergarter genom elastiska vibrationer. I detta fall tjänar seismisk energi som en trigger för skurprocessen, och sådana skurprocesser hänvisas till som seismiska händelser. I det andra fallet genereras plötsliga utbrott endast av inre, inneboende slutspänningar i berget, som under utbrottet bildar seismiska vågor i bergmassan. I det här fallet kallas processerna för plötsliga utbrott som gruvdynamiska fenomen.
Det kvantitativa kännetecknet för ett plötsligt utbrott är dess intensitet, mätt med mängden utsprutad bergmassa och utstötningsområdet, omvandlat till energiparametrar. Plötsliga utsläpp i bergen leder till blockering av dalar och blockering av bergsfloder, och i händelse av underjordiska utsläpp till gasning och förstörelse av gruvdrift. Enorma utstötningar av stenmassa från vulkaner leder till katastrofer i världsklass. Volymerna av utstötta stenar nådde i vissa fall en miljard ton, och gas, en miljon eller mer kubikmeter [6] .
Utsläppta gaser representeras av metan, kväve, väte, koldioxid och deras blandningar. De bergarter som är involverade i emissionsprocesserna skiljer sig väsentligt åt i sina fysikaliska, kemiska och mekaniska egenskaper.
Ett exempel på en plötslig utstötning av stenar på marken är en kollaps som inträffade den 18 februari 1911 i Pamirs , när, som ett resultat av en plötslig impuls i en bergskedja, ett stenblock med en volym på 1,3 - 1,5 km³, sliten av toppen av berget Usoy, flög längs en lutande båge i mer än 5 km. Energiutsläppet från utsläppet motsvarade 2 000 atombomber som släpptes över Hiroshima .
En ännu kraftigare utkastning av stenar inträffade under utbrottet av Mount St. Helens den 18 maj 1980 [7] . Utstötningen av endast stenar från vulkanens kropp, utan att ta hänsyn till askans massa, uppgick till cirka 2,7 km³.
År 1812 kastade Tambora-vulkanen ut omkring ~180 km³ tephra, och dess energiutsläpp var omkring 800 Mt TNT [8] .
Den 23 augusti 2020 kollapsade Scarborough Bluffs i Kanada. Kollapsen föregicks av en explosion i bergskedjan och bildandet av ett moln av ultrafint damm, vilket är en indikator på eventuell stenutkastning [9] . Studier som använder elektronmikroskop har visat att varje sådant dammkorn har en storlek som sträcker sig från flera mikrometer till flera nanometer [10] . I gruvlitteraturen finns det åtskilliga beskrivningar av utsläpp av "galna mjöl" vid plötsliga utbrott av stenar. Till exempel, som ett resultat av en kollaps den 12 november 2007 på norra sidan av Ainser i Sixtinska Dolomiterna (Italien), dokumenterades det att kollapsmassan och det omgivande området var täckt med ett lager av rabiesmjöl cirka 10 cm tjock [11] .
Underjordiska plötsliga utbrott av kol och gas inträffar i många länder i världen under olika gruvdrift och geologiska förhållanden i olika bergarter. Underjordiska explosioner utgör ett hot mot gruvarbetarnas liv. En av de farligaste regionerna , enligt Research Institute of Mining Geomechanics and Mine Surveying, är Kuzbass , i kol- och malmgruvorna av vilka 5470 dynamiska och gasdynamiska fenomen registrerades under perioden från kl. 1943 till 2005, inklusive: 207 stötar, 222 berg- och bergtektoniska nedslag, 42 mikrokollisioner, 3599 stötar och över 1400 skott. Mellan 1951 och 2005 inträffade 7 230 plötsliga utblåsningar i gruvorna i Ukraina, och 259 gruvarbetare dog mellan 1971 och 1980.
Världens första plötsliga underjordiska utbrott av sten och gas inträffade vid den franska gruvan "Isaac" 1834 [12] .
Den mest kraftfulla underjordisk utsläpp av stenar och gas är utsläppet av 14 tusen ton kol och cirka 600 tusen m³ metan, som inträffade 1969 i Ukraina. Ett plötsligt utsläpp av mer än en miljon kubikmeter metan vid Sanhuba-gruvan i Kina [13] är känt , vilket motsvarar ungefär en daglig flödeshastighet av en högproduktiv brunn i rika avlagringar av brännbara gaser.