Hirtelen kő- és gázkitörések ( angolul sudden outburst ; németül plotzlicher Ausbruch ) – nagy sebességű kitörési folyamatok szilárd kőtömbök lökéshulláma vagy zúzott kőzettömb, gázok és folyadékok áramlása által elpusztított kőzettömbből . A szén, káliumsók, aleurolit, iszapkövek, különféle palák, homokkövek, mészkövek, kvarcitok és egyéb kőzetek, ásványok kibocsátása ismert.
A klasszikus koncepció szerint a kilökődés akkor következik be, amikor a rugalmas feszültségek meghaladják a kőzettömeg szakítószilárdságát lavinaként az ásványágy peremrészének, vagy bármely kőzettömbnek a stabilitásvesztése következtében támasz- vagy konzolos nyomás alatt. , ami annak rideg töréséhez vezet. A kibocsátások eredetére vonatkozó létező hipotézisek ellentmondásosak. Egyesek a kőzetüregekben túlnyomást létrehozó sűrített gáz erők munkájának kilökődési folyamatában a főszerepre mutatnak rá, mások, bár felismerik a gáz szerepét, passzív, másodlagos szerepet tulajdonítanak neki. Vannak olyan hipotézisek, amelyek kiegyenlítik a feszültségek helyzetét a kőzettömegben és a gáznyomásban [1] .
A kőzet- és gázkibocsátások kinetikájáról és mechanizmusáról számos modern tanulmány született, amelyek ezeket a folyamatokat nem a rugalmas test mechanikája és a gázok hidrodinamikája törvényei, hanem az elektrodinamika, az atomközi kölcsönhatási erők, ill. kvantumfizika [2] [3] .
Tegyen különbséget a földi és a földalatti kibocsátások között.
Kiváltott kilökődés akkor következik be, amikor a szeizmikus események lökéshullámai rugalmas rezgések révén hatnak a már megfeszített kőzetekre. Ebben az esetben a szeizmikus energia a kitörési folyamat kiváltójaként szolgál, és az ilyen burst folyamatokat szeizmikus eseményeknek nevezzük. A második esetben a hirtelen kitöréseket csak a kőzetekben lévő belső, belső végső feszültségek generálják, amelyek a kitörés során szeizmikus hullámokat képeznek a kőzettömegben. Ebben az esetben a hirtelen kitörések folyamatait bányászati dinamikai jelenségeknek nevezzük.
A hirtelen kitörés mennyiségi jellemzője az intenzitása, amelyet a kilökött kőzettömeg mennyiségével és a kilökődési tartományával mérnek, energiaparaméterekké alakítva. A hegyekben hirtelen fellépő kibocsátások völgyek és hegyi folyók elzáródásához, földalatti kibocsátások esetén pedig elgázosodásához és a bányaműködés tönkretételéhez vezetnek. A vulkánok hatalmas kőzetkidobása világszínvonalú katasztrófákhoz vezet. A kidobott kőzetek mennyisége esetenként elérte az egymilliárd tonnát, a gázé pedig az egymillió köbmétert vagy még több [6] .
A kilökődő gázokat metán, nitrogén, hidrogén, szén-dioxid és ezek keverékei képviselik. Az emissziós folyamatokban résztvevő kőzetek fizikai, kémiai és mechanikai tulajdonságaikban jelentősen eltérnek egymástól.
A kőzetek földi hirtelen kilökődésének példája az 1911. február 18-án a Pamírban bekövetkezett omlás , amikor egy hegyláncban hirtelen impulzus hatására egy 1,3-1,5 km³ térfogatú sziklatömb, az Usoy-hegy teteje leszakította, ferde ívben repült több mint 5 km-en keresztül. A felszabadulás energiafelszabadulása 2000 Hirosimára dobott atombombának felelt meg .
A Mount St. Helens 1980. május 18-i kitörése során a kőzetek még erőteljesebb kilökődése történt [7] . Csak a sziklák kilökése a vulkán testéből, a hamu tömegének figyelembevétele nélkül, körülbelül 2,7 km³ volt.
1812-ben a Tambora vulkán körülbelül 180 km³ tefrát lövellt ki, energiafelszabadulása pedig körülbelül 800 Mt TNT volt [8] .
2020. augusztus 23-án a Scarborough Bluffs összeomlott Kanadában. Az összeomlást egy robbanás előzte meg a hegyvonulatban, és ultrafinom porfelhő képződése előzte meg, ami bármilyen kőzet kilökődésének jelzője [9] . Elektronmikroszkóppal végzett vizsgálatok kimutatták, hogy minden ilyen porszem mérete több mikrontól több nanométerig terjed [10] . A bányászati szakirodalomban számos leírás található a "őrült liszt" felszabadulásáról a kőzetek hirtelen kitörése során. Például egy 2007. november 12-i beomlás következtében a Sixtusi Dolomitokban (Olaszország) Ainser északi oldalán, dokumentálták, hogy az omlástömeget és a környező területet körülbelül 10 cm-es veszettségliszt borította. vastag [11] .
A világ számos országában, különböző bányászati és geológiai körülmények között, különböző kőzetekben hirtelen földalatti szén- és gázkitörések fordulnak elő. A föld alatti kitörések veszélyt jelentenek a bányászok életére. A Bányászati Geomechanikai és Bányavizsgáló Kutatóintézet szerint az egyik legveszélyesebb régió Kuzbass , melynek szén- és ércbányáiban 5470 dinamikus és gázdinamikus jelenséget regisztráltak a től származó időszakban. 1943-tól 2005-ig, beleértve: 207 kitörést, 222 szikla- és hegytektonikus becsapódást, 42 mikrobecsapódást, 3599 lökést és több mint 1400 lövést. 1951 és 2005 között 7230 hirtelen robbanás történt Ukrajna bányáiban, és 1971 és 1980 között 259 bányász halt meg.
A világ első földalatti, hirtelen kő- és gázkitörése a francia "Isaac" bányában történt 1834-ben [12] .
A kőzetek és gázok legerősebb föld alatti kibocsátása 14 ezer tonna szén és körülbelül 600 ezer m³ metán kibocsátása, amely 1969-ben történt Ukrajnában. Több mint egymillió köbméter metán hirtelen felszabadulása ismert a kínai Sanhuba bányában [13] , ami körülbelül napi áramlási sebességnek felel meg egy nagy termelékenységű kút éghető gázokban gazdag lelőhelyein.