Argilla vene
Definizione e formazione: vene argillose, chiamato anche argilla dighe, sono irregolari, generalmente verticali e subverticali, argilla ricca di dighe (intrusioni) in un carbone cucitura. Essi possono addensare verso l’alto, addensare verso il basso, o non mostrano tendenza ispessimento preferito. Le vene di argilla hanno comunemente contatti frastagliati con il carbone e pezzi di carbone sono mescolati con la vena di argilla; lamine o letti sottili di argilla possono anche essere intrusi lateralmente nel letto di carbone.
Le vene dell’argilla sembrano formarsi dalle argille dai sedimenti del tetto o del pavimento che sono mobilitati nelle fratture di tensione e nelle lacerazioni nella cucitura. Possono formarsi da stress compattativi o tettonici durante o dopo la coalificazione, generalmente molto tempo dopo che il carbone è stato sepolto (Donaldson, 1979; Chase e Ulery, 1987).
Discontinuità e ostacoli: le vene di argilla possono sostituire completamente o parzialmente una cucitura con argilla, causando una discontinuità verticale nella cucitura del carbone. Le vene dell’argilla inoltre sono associate comunemente con i piccoli offset (difetti della argilla-vena), che compensano i pollici del carbone a parecchi piedi. Le singole vene di argilla possono essere lateralmente continue per centinaia di piedi fino a un miglio (vedi, per esempio, Ellenberger, 1979). Le vene di argilla sono comunemente diversi piedi di larghezza. Le vene di argilla con larghezze apparenti di oltre 10 piedi sono solitamente orientate obliquamente o subparallel all’entrata, causando la loro larghezza ad apparire più ampia di quanto non sia in realtà. Le vene di argilla possono essere estratte, ma portano ad un aumento del rifiuto (roccia non carboniosa che viene estratta con il carbone e deve essere smaltita).
Potenziali rischi di caduta del tetto: la qualità del tetto è quasi sempre deteriorata sopra le vene di argilla. Slickensides e piccole faglie argillose (“slips” dei minatori) sono comuni nelle vene di argilla, nelle cuciture adiacenti alle vene di argilla e nelle rocce del tetto a grana fine penetrate da vene di argilla (Ellenberger, 1979; Krausse e altri, 1979; Nelson, 1983; Chase e Ulery, 1987). Le venature di argilla sono anche comunemente associate a fratture in stile cutter e cedimenti del tetto lungo le costole delle entrate (Krausse e altri, 1979; Hill e Bauer, 1984; Iannacchione e altri, 1984; Hill, 1986).
Tendenze: Le vene di argilla si verificano generalmente in gruppi o gruppi. Dove si incontra uno, si verificherà di più. Nel campo di carbone degli Appalachi settentrionali (Pennsylvania, Virginia occidentale settentrionale), le vene di argilla seguono comunemente tendenze comuni distinte (vedi, ad esempio, Chase e Ulery, 1987). In alcuni casi, le vene di argilla possono parallelamente rotoli di tetto in arenaria e ritagli (vedi, ad esempio, Moebs, 1981). In gran parte del bacino dell’Illinois (incluso il Kentucky occidentale), tuttavia, le vene di argilla sembrano correlate al pizzicamento e al gonfiore di scisti neri e scisti grigi intorno agli strati di tetto calcareo (Krausse e altri, 1979; Damberger e altri, 1980; Nelson, 1983), o hanno modelli relativamente casuali di occorrenza, e quindi sono difficili da prevedere.
Eventi noti del Kentucky: le vene di argilla sono più comunemente riportate dai letti di carbone medio e superiore della Pennsylvania nel bacino degli Appalachi del nord e nel bacino dell’Illinois, ma sono state segnalate anche in molti altri bacini di carbone (Chase e Ulery, 1987). Sono localmente comuni nel Springfield (W. Ky. No. 9) e Herrin (W. Ky. No. 11) carboni nel Kentucky occidentale. Sono rari nel campo di carbone del Kentucky orientale, anche se alcuni sono stati segnalati nel carbone di Pond Creek (Lower Elkhorn) e High Splint e Harlan carboni nel Kentucky sud-orientale (Chase e Ulery, 1987).
Pianificazione e mitigazione: dove si incontrano vene argillose, devono essere misurati i loro orientamenti longitudinali. Se gli orientamenti mostrano tendenze coerenti, i piani di miniera possono essere regolati di conseguenza. Quando le tendenze appaiono casuali, controlla se ci sono tendenze dominanti e minori, nel qual caso le intestazioni delle miniere potrebbero essere adattate alla tendenza dominante e i minatori resi consapevoli delle tendenze minori. Nel carbone di Herrin, le vene di argilla possono essere associate a cambiamenti di spessore nei calcari sovrastanti e negli scisti neri. I cambiamenti nell’elevazione del pavimento (cresta di alti e bassi del pavimento) possono anche essere associati alle vene. La mappatura dettagliata delle litologie del tetto (altezza allo scisto nero, altezza al calcare, spessore dello scisto nero, spessore del calcare) può essere confrontata con eventi noti di vene di argilla per vedere se ci sono associazioni. Allo stesso modo, la posizione delle vene di argilla può essere paragonata ai rotoli noti del pavimento e del tetto. Se i confronti sono positivi, i piani di miniera e di sicurezza possono essere proiettati in anticipo rispetto all’estrazione.
Supporto del tetto: le debolezze nelle rocce del tetto sopra le vene di argilla possono estendersi a 12 piedi sopra la parte superiore del letto di carbone. I Slickensides nell’argilla richiedono un supporto immediato, come bullonatura, blocco e reggiatura (Moebs ed Ellenberger, 1982). Il supporto del tetto dipenderà dall’orientamento rispetto alle costole, dalla densità, dall’altezza di scivolamenti e fratture e dalla frequenza e continuità delle singole vene, ma potrebbero essere necessari bulloni in resina stuccati a colonna intera in combinazione con barre trasversali e tappetini in acciaio, bulloni angolari e reggette su entrambi i lati di una frattura o scivolamento importante. Il cribbing è spesso richiesto dove le vene di argilla si verificano lungo una linea di costole (Chase e Ulery, 1987). Chase e Ulery (1987) hanno fornito esempi di supporto e monitoraggio. Poiché le argille sono deboli e suscettibili agli effetti dell’umidità, è possibile un continuo deterioramento, cedimenti e scheggiature.
Quando il tetto si inclina a sbalzo (inclinazione) a causa di cadute di vene di argilla nel tetto, bullonatura e reggette il tetto su ciascun lato di grandi scivolamenti o fratture associate alla vena di argilla può aiutare a sostenere il tetto. La corretta lunghezza del bullone e l’angolo di installazione dipenderanno dall’altezza e dall’immersione della vena e delle fratture dell’argilla (Chase e Ulery, 1987).
