На что влияет вещественный состав массива

Массивы грунтов; факторы, определяющие их инженерно-геологические особенности

массив горных пород – это часть земной коры, находящаяся в сфере инженерного воздействия, исследуемая с целью определения условий производства инженерных работ и эксплуатации сооружения и обладающая инженерно-геологической структурой, отличной от структуры соседних с ним участков земной коры (то есть массив горных пород рассматривается как геологический объект, взаимодействующий с конкретным инженерным сооружением или комплексом сооружений)

Главнейшими факторами, определяющими физико-механические свойства массива и поведение его при взаимодействии с инженерным сооружением, являются вещественный состав массива, его строение, выветрелость и трещиноватость грунтов, обводненность, неоднородность, ндс. Все эти показатели и как следствие этого инженерно-геологические особенности массивов находятся в прямой зависимости от историческо-генетических и геолого-структурных факторов, а также современной тепло- и влагообеспеченности массивов.

По вещественному составу различают массивы, сложенные скальными грунтами, дисперсными и криогенными. Кроме того, довольно широко распространены массивы смешанного состава. Массивы, сложенные скальными грунтами, в ненарушенном состоянии имеют высокую прочность, высокие значения показателей деформируемости и ничтожную водопроницаемость. Главным фактором, определяющим их физ-мех и фильтр. свойства, являются трещиноватость. Из петрографических свойств важно наличие расворимых пород. Массивы дисперсных пород разнообразны по свойствам в зависимости от гранулометрического и минерального состава слагающих их пород. Общей особенностью массивов дисп.грунтов является резкое изменение их поведения при взаимодействии с водой. Инж-геол. особенности массивов криогенных грунтов определяются содержанием подземных льдов – льдистостью массива и его температурой.

Выветрелость массива определяет прочность, деформируемость, размываемость и водопроницаемость массива. В общем случае в полном разрезе коры выветривания выделяются несколько горизонтов, различных по физ-мех и фильт свойствам. Мощность выветрелых массивов, закономерность ее изменения зависят от геологического строения района. Различают площадные и линейные коры выветривания. Мощность первых зависитот мин.состава грунтов приповерхностной зоны, геологической деятельности процесса. Линейные формируются по зонам тектонических нарушений, складчатых слоистых массивов, по прослоям отдельных неустойчивых пород и по поверхностям их ослабления.

На что влияет вещественный состав массива. Смотреть фото На что влияет вещественный состав массива. Смотреть картинку На что влияет вещественный состав массива. Картинка про На что влияет вещественный состав массива. Фото На что влияет вещественный состав массива

Схема расчленения коры выветривания (по Г. С.Золотареву).

Зоны выветривания и их характерные особенности: I — дис­персная — полного химического преобразования исходных пород. Возможно разделение на два—три горизонта. Сла­бо изучена в инженерном отношении; II — обломочная — преобладание физической дезинтеграции и частичное хими­ческое разложение; по степени раздробленности и химичес­кого разложения, количеству минеральных новообразований и физико-механическим свойствам подразделяются обычно на четыре горизонта, обозначаемых А, Б, В и Г; III — тре­щинная — раздробление массива и начало разложения по­род по крупным трещинам и тектоническим зонам; появле­ние на значительных глубинах. Коэффициент выветрелости-отношение плотности выветрелого грунта к плотности монолитного грунта. Коэффициентвыветрелости крупнообломочных грунтов На что влияет вещественный состав массива. Смотреть фото На что влияет вещественный состав массива. Смотреть картинку На что влияет вещественный состав массива. Картинка про На что влияет вещественный состав массива. Фото На что влияет вещественный состав массива, д.е.,определяется по формуле

На что влияет вещественный состав массива. Смотреть фото На что влияет вещественный состав массива. Смотреть картинку На что влияет вещественный состав массива. Картинка про На что влияет вещественный состав массива. Фото На что влияет вещественный состав массива, (А.7)

где На что влияет вещественный состав массива. Смотреть фото На что влияет вещественный состав массива. Смотреть картинку На что влияет вещественный состав массива. Картинка про На что влияет вещественный состав массива. Фото На что влияет вещественный состав массива— отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм после испытания на истирание в полочном барабане, На что влияет вещественный состав массива. Смотреть фото На что влияет вещественный состав массива. Смотреть картинку На что влияет вещественный состав массива. Картинка про На что влияет вещественный состав массива. Фото На что влияет вещественный состав массива— то же, в природном состоянии.

Коэффициент выветрелостиК_wr, д. е. ¦

Невыветрелый
Слабовыветрелый1>К_wr>0=0,9
Выветрелый0,90>К_wr>=0,80
Сильновыветрелый0,80>К_wr

Трещиноватость. Практически все массивы трещиноваты (кроме сыпучих песков и весьма пластичных грунтов, например, солей). Трещиноватость является главной причиной сжимаемости, неустойчивости, повышенной водопроницаемости, неоднородности свойств массивов скальных грунтов.

Трещины бывают первичными и вторичные. Первичные – литогенетические, ( т.е. образовавшиеся при формировании пород из осадка или магматического расплава) и трещиноватость, связанная с региональными тектоническими процессами. Их объем невелик. Вторичные трещины образуются в массиве грунтов при тектонических дислокациях (разрывных, складчатых), при выветривании, при искуственном разрушении пород, при взрывах и т.д. Они могут быть унаследованными, т.е. развиваться по первичным трещинам, или новообразованными. Направление трещин, их крутизну, взаимные соотношения систем трещин необходимо учитывать при оценке устойчивости склонов и искусственных откосов. При неблагоприятном расположении трещин в массиве формируюися поверхности ослабления, по которым происходят оползни и обвалы. Важное значение имеет состав заполнителя трещин и характер их поверхности. Различают трещины с гладкой, шероховатой и бугристой поверхностью. От характера вещества, выполняющего трещины, зависит водопроницаемость, прочность, деформируемость массива, а также возможность улучшения его свойств методами технической мелиорации грунтов. Также различают три типа пространственной сети трещин: 1) непрорывную, 2) промежуточную, 3) прерывистую.

На что влияет вещественный состав массива. Смотреть фото На что влияет вещественный состав массива. Смотреть картинку На что влияет вещественный состав массива. Картинка про На что влияет вещественный состав массива. Фото На что влияет вещественный состав массива

Обводненность. Характер и степень обводненности массива грунтов оказывают существенное влияние на физ-мех свойства. Подземные воды при оценке массива рассм в трех аспектах: 1) как компонент грунта, 2) как растворы, вступающие в хим.реакции с породами массива, 3) как силовой фактор, воздействие которого приводит к изменению ндс, снижению его прочности и устойчивости. Обводненность массива во всех случаях ухудшает физ-мех свойства грунтов.

Также важны температура массивов грунтов (переход через 0º), фазовое состояние жидкой компоненты,

Анизотропия свойств массива. Хорошо известна анизотропия грунтов и их массивов по важнейшим показателям свойств: фильтрационная анизотропия в лёссах, анизотропия прочности на сжатие, растяжение и сдвиг в слоистых грунтах и др. Отнесение геологического объекта к анизотропному или изотропному зависит от масштаба. Также следует различать анизотропию свойств кристалла, анизотропию, обусловленную текстурой грунтов, анизотропию за счет мак­рослоистости или макротрещиноватости массива и т.д. При изучении анизотропии свойств грунтов в массиве некоторые иссле­дователи различают первичную и вторичную анизотропию, причиной кото­рых являются различные геологические факторы (Куюнджич, 1960). Причи­ной первичной анизотропии могут являться упорядоченная ориентировка кристаллов при образовании магматических пород, слоистость в осадочных горных породах, сланцеватость в метаморфических породах. Причинами вто­ричной анизотропии Бр. Куюнджич называет трещиноватость различного ге­незиса, напряженное состояние грунтов и наличие зон разуплотнения и раз­грузки на склонах. Главной причиной анизотропии свойств массивов скаль­ных грунтов является их трещиноватость. Вместе с тем сильная равномерно распределенная трещиноватость делает массив изотропным. Для описания анизотропии массива обычно используют некоторые диаграм­мы или индикатрисы.

Неоднородность строения и свойств массива грунтов. Различают первичную и вторичную неоднородность массива. Первичную (сингенетическую) нео­днородность массив приобретает в процессе образования слагающих его грун­тов. Она может быть обусловлена неоднородностью минерального и грануло­метрического состава осадка, слоистостью, переслаиванием толщ разного состава и мощности, первичной трещиноватостью. Вторичная (эпигенетичес­кая) неоднородность — это неоднородность за счет тектонических процес­сов, выветрелости и других гипергенных преобразований. Отнесение массива к однородному или неоднородному зависит от уровня (масштаба) рассмотрения явления. В соответствии с классификацией М.В.Раца — неодно­родность IV уровня — это неоднородность реальных кристаллов за счет де­фектов кристаллической решетки; неоднородность III уровня — это неодно­родность состава, структуры и текстуры грунтов в рамках одного петрографи­ческого типа; неоднородность II уровня — неоднородность состава и строения грунта в пределах пачки, ритма, слоя, неоднородность за счет трещиновато­сти и мелких геологических дислокаций; неоднородность I уровня — неодно­родность массива грунтов, обусловленная наличием различных по составу и строению горизонтов и слоев, различной степенью литификации, тектони­ческими нарушениями, зонами гидротермальной переработки выветривания, разгрузки и т.д.; неоднородность нулевого уровня обычно описывается как региональная изменчивость, обусловленная фациальным и формационными различиями геологических тел. Наибольшее значение при оценке поведения массивов горных пород во взаимодействии с сооружением имеют неоднородности III и II порядков. Выделено три основных режима пространственно-временной изменчивости.

На что влияет вещественный состав массива. Смотреть фото На что влияет вещественный состав массива. Смотреть картинку На что влияет вещественный состав массива. Картинка про На что влияет вещественный состав массива. Фото На что влияет вещественный состав массиваРис. 30.5. График, иллюстрирующий инженерно-геологическую изменчивость грунтов:1 — нестационарная скачкообразная закономерная (по Н.В.Коломенскому); 2 — стационарная (скачкообразная незакономерная); 3 — квазифункциональная (разновидность закономерной (нестационарной) изменчивости, когда на ре­гулярную составляющую изменчивости наложены случайные флуктуации с небольшой амплитудой)

Степень неодно­родности массива по какому-нибудь свойству принято количественно оцени­вать величиной коэффициента вариации.

Ндс массива. Горные породы в земной коре находятся в напряженном состоянии, ко­торое обусловлено действием двух силовых полей — гравитационного и тек­тонического. Знание величин и распределение напряже­ний необходимы для расчета устойчивости склонов, безопасного ведения гор­ных работ, оценки устойчивости оснований плотин и других инженерных сооружений. Неоднородность поля естественных напряжений зависит от: 1) характера тектонических структур (синклинальных и анти­клинальных складок, разломов и прочих тектонических нарушений); 2) на­правления и величины действующих тектонических сил; 3) степени тектони­ческой сложности и нарушенное района; 4) характера залегания грунтов; 5) неоднородности геологического разреза массива, проявляющейся в из­менчивости физико-механических свойств грунтов, 6) строения рельефа, 7) степени обводненности массива; 8) геотермических условий и др.

Источник

Геологические факторы, определяющие свойства горных пород в массиве.

При освоении месторождений полезных ископаемых основным объектом инженерно-геологического изучения являются массивы горных пород. Их свойства обусловлены разнообразием свойств слагающих горных пород, внутренним строением массивов, типом и интенсивностью проявления тектонических нарушений, обводненностью и газоносностью.

На что влияет вещественный состав массива. Смотреть фото На что влияет вещественный состав массива. Смотреть картинку На что влияет вещественный состав массива. Картинка про На что влияет вещественный состав массива. Фото На что влияет вещественный состав массива

Массив горных пород — это находящийся в сфере инженерного воздействия участок земной коры, который составляет некоторую геологическую структуру или часть ее, характеризуется определенным литологическим составом и внутренним строением. Именно особенностями условий залегания и взаимоотношений различных геологических образований объясняется существенное несоответствие физических свойств горных пород в образцах и массиве. К другим факторам нетождественности свойств относятся трещиноватость, окружающая геологическая среда, гидрогеологические условия.
Линии пересечения ограничивающих массивы поверхностей с поверхностью земли являются границами инженерногеологических районов изучаемой территории, обладающих однородными условиями промышленного освоения. По особенностям состава и внутреннего строения в пределах массива могут быть выделены горно-геологические ярусы. Они представляют собой структурно обособленные комплексы горных пород, различающиеся вещественным составом и внутренним строением, что определяет горно-технические условия. По признаку горно-геологической ярусности выделяют массивы одно-, двух-, трех и многоярусные (рис. 3.31). Ярус, заключающий тела полезного ископаемого, называется основным; он залегает на подстилающем ярусе и перекрыт покровным.

На что влияет вещественный состав массива. Смотреть фото На что влияет вещественный состав массива. Смотреть картинку На что влияет вещественный состав массива. Картинка про На что влияет вещественный состав массива. Фото На что влияет вещественный состав массива

По степени и характеру тектонических преобразований первоначальной структуры, наличию и пространственному положению магматических тел выделяют типы тектонического строения массивов горных пород (рис. 3.32).
Трещиноватость горных пород является важным фактором внутреннего строения горно-геологических ярусов и массивов.

На что влияет вещественный состав массива. Смотреть фото На что влияет вещественный состав массива. Смотреть картинку На что влияет вещественный состав массива. Картинка про На что влияет вещественный состав массива. Фото На что влияет вещественный состав массива

Трещины по генезису делятся на тектонические и нетектонические, а последние — на первичные (петрогенетические) и вторичные (экзогенно-гравитационные и искусственные). Петрогенетические трещины возникают при формировании горных пород в связи с релаксацией механических полей напряжений, обусловленных остыванием магматического расплава или диагенезом осадка. Вторичные трещины — выветривания, оползней, обвалов, провалов, расширения пород при разгрузке — развиваются в поверхностных зонах под действием экзогенных процессов и сил гравитации.
Тектонические трещины формируются в результате напряжений, проявляющихся при складчатых или разрывных нарушениях. Среди них различают трещины с разрывом сплошности (отрыва и скалывания) и кливаж (складчатый и приразломный).
Деформирование и разрушение массива твердых горных пород протекают при активном участии трещин. При этом порода в монолите блока и в зоне трещин ведет себя по-разному. Монолитная порода деформируется за счет изменения меж-узельных расстояний и кристаллической решетки минерала, а в зоне трещин — за счет их сближения или расхождения.
Геометрия трещин — их густота, ширина, протяженность, элементы залегания — важные характеристики при оценке инженерно-геологических условий. Микротрещины почти не влияют на сплошность массива, крупные — резко снижают его прочность. Тонкие трещины не увеличивают водопроницаемость массива, но при проведении горных выработок по ним происходит их разуплотнение. Важное значение имеют состав заполнителя трещин и вид их поверхности.
Количественная оценка трещиноватости заключается в установлении ее типов и систем, замере элементов залегания, протяженности и раскрытия трещин, расстояний между ними в системах, в определении характера и степени заполнения трещин, общего объема трещинной пустотности (%), размера отдельностей (блоков) в массиве, а также удельной трещиноватости (м-1) и акустического показателя (табл. 3.57). Последний представляет собой отношение квадратов скоростей распространения продольных волн в массиве и в образце данной породы.

На что влияет вещественный состав массива. Смотреть фото На что влияет вещественный состав массива. Смотреть картинку На что влияет вещественный состав массива. Картинка про На что влияет вещественный состав массива. Фото На что влияет вещественный состав массива

Наиболее существенно инженерно-геологические условия массивов горных пород изменяются на границах тектонически обособленных частей земной коры. Поэтому систематика массивов основана на геотектонических принципах. В соответствии с этим различают массивы платформенные, горно-складчатые и активизированных зон, а среди них — группы и подгруппы по приуроченности к структурным элементам и геологическим структурам более низких порядков. Так, среди массивов платформенного типа выделяются группы массивов, принадлежащих к областям щитов, плит и перикратонных опусканий, среди массивов горно-складчатого типа — группы массивов мегантиклинориев, мегасинклинориев и срединных поднятий. Группы массивов в сводово-глыбовых и блоковых структурах относятся к типу массивов активизированных зон.
Инженерно-геологические условия месторождений полезных ископаемых зависят преимущественно от особенностей состава, строения и состояния горных пород основного горногеологического яруса массива и глубины его залегания. В соответствии с приуроченностью месторождений к конкретным типам, группам и подгруппам массивов горных пород находятся инженерно-геологические характеристики основных ярусов, вмещающих тела полезных ископаемых.
Таким образом, главными факторами, определяющими инженерно-геологические условия месторождений, являются тип массива, его горно-геологическая ярусность, состав и внутреннее строение ярусов, а также свойства слагающих массив горных пород. Эти факторы с учетом их изменения в ходе геологических процессов позволяют прогнозировать комплексные показатели месторождений для целей разработки полезных ископаемых — устойчивость пород в горных выработках и разрабатываемость.

Геолого-структурные факторы определяются особенностями инженерно-геологического массива месторождения.

При освоении месторождений полезных ископаемых основным объектом инженерно-геологических исследований является массив горных пород. Инженерно-геологический массив – это участок земной коры, находящийся в сфере инженерного воздействия. Массив занимает определенную геолого-структурную позицию, характеризуется определенным составом и строением. Свойства массивов обусловлены: 1)свойствами слагающих их горных пород; 2)внутренним строением массивов; 3)тектонической нарушенностью; 4)обводненностью; 5)газоносностью.

Массив нельзя отождествлять только со слагающими его горными породами. Свойства горных пород в образцах и в массиве существенно различаются. Такие свойства, как трещиноватость, гидрогеологические условия, окружающие породы – присущи только массивам.

Массивы могут быть открытые, если рудное тело выходит на поверхность, и закрытые, если руды перекрыты более молодыми породами.

По особенностям состава и внутреннего строения в пределах массива могут быть выделены горно-геологические ярусы. Они представляют собой структурно-обособленные комплексы горных пород с разным вещественным составом и внутренним строением, то есть с разными горнотехническими условиями. Выделяют массивы одно-, двух-, трех- и многоярусные. При этом ярус, содержащий рудные тела, называют основным, нижележащий комплекс горных пород – подстилающим. Самый верхний породный комплекс, прилегающий к поверхности земли, носит название покровного, а толщи, расположенные между основным и покровным ярусами– промежуточными.

Массивы различаются также по тектоническому строению. Например, выделяют массивы с горизонтальным залеганием пород, с моноклинальным залеганием, с моноклинальным залеганием и разрывными нарушениями, массивы складчатого строения, с разрывными нарушениям и дайками магматических пород, массивы крупных магматических тел с ореолом контактовых изменений пород и др.

Трещиноватость – важнейший фактор внутреннего строения массивов.

Трещины по генезису делятся на тектонические и нетектонические. Среди нетектонических трещин, в свою очередь, различают первичные (петротектонические) и вторичные (экзогенно-гравитационные и искусственные).

Петротектонические трещины возникают при формировании горных пород, например, при остывании магматических расплавов, при диагенезе осадков. Вторичные трещины развиваются под действием экзогенных процессов в поверхностных зонах. Это трещины выветривания, оползней, обвалов, провалов и т.д.

Тектонические трещины формируются в результате тектонических движений. Среди них различают трещины с разрывом сплошности (отрывы и сколы) и кливаж (складчатый и приразломный).

Монолитные и трещиноватые породы по-разному ведут себя в процессе разрушения. Деформация монолитных пород происходит за счет изменения межузельных расстояний в кристаллической решетке минералов, а трещиноватые породы деформируются за счет сближения и расхождения трещин.

Большое значение имеет геометрия трещин – их густота, ширина, длина, элементы залегания. Микротрещины почти не влияют на сплошность массива, крупные – резко снижают его прочность. Тонкие трещины не увеличивают водопроницаемость массива, но при проходке горных выработок по ним происходит разуплотнение. Состав заполнения трещин, форма их поверхности также влияют на свойства массива.

В связи с этим, изучение трещиноватости – один из важнейших видов инженерно-геологических работ. Оценка трещиноватости заключается в установлении типов и систем трещин, замере их элементов залегания, протяженности и раскрытия трещин, расстояния между ними в системах, в определении характера и степени заполнения трещин, общего объема трещинной пустотности (в %) и др.

Распределение газов на месторождениях зависит от многих факторов: свойств горных пород; условий их залегания; тектонической нарушенности, водо- и газопроницаемости и др.

Наиболее газоносными являются угольные месторождения, где распределение газов зависит, в первую очередь, от состава углей и угленасыщенности стратиграфического разреза.

Выделение газов может происходить:непрерывно из визуально невидимых пор в породах, углях и рудах; в виде суфляров, то есть концентрированных струй, выходящих из видимых трещин и пустот; в виде внезапных прорывов, нередко сопровождающихся выбросами масс горных пород, угля и других полезных ископаемых.

Современные геологические процессы могут сопровождаться: 1)интенсивным изменением состава и строения или разрушением горных пород; 2)смещением и смятием их; 3)мощным динамическим воздействием на горнотехнические сооружения.

К таким процессам относятся речная и овражная эрозия, абразия, оползни, обвалы, сели, мерзлотно-динамические и карстовые деформации земной поверхности, сейсмические процессы.

Большое значение имеют также длительно протекающие геологические процессы, такие как выветривание, осадконакопление, неотектонические движения и др.

При выветривании происходит механическая дезинтеграция горных пород и химическое разложение слагающих их минералов и образование новых. Глубина зоны выветривания может достигать 1 км. В зоне выветривания по степени изменений в направлении сверху вниз выделяются подзоны: 1)монолитная; 2)глыбовая; 3)мелкообломочная (щебенистая); 4)полного дробления.

Породы в этих подзонах существенно различаются по своим свойствам.

Специфические инженерно-геологические условия существуют в областях вечной (многолетней) мерзлоты. Здесь наблюдаются мерзлотно-динамические явления, связанные с замерзанием и оттаиванием воды. К ним относятся пучение, гидролакколиты, наледи, термокарст, солифлюкция и др. При оттаивании мерзлых пород происходит их деформация в виде просадок и осадок. При промерзании пород наблюдается значительное неравномерное увеличение объема пород, развиваются морозобойные трещины.

Поверхностный сток вызывает смыв, размыв и оврагообразование, селевые потоки, размыв русел, подмыв берегов и т.д.

Воды подземного стока производят выщелачивание пород, карстообразование, фильтрационноеразрушение пород.

Совместное действие поверхностных и подземных вод и гравитационных процессов вызывает оползни.

Необходимо учитывать также воздействие эндогенных геологических процессов – сейсмических, неотектонических и т.п. Эти процессы являются неуправляемыми. Поэтому возможность их проявления следует прогнозировать и создавать соответствующие схемы разработки полезных ископаемых.

Разрабатываемость горных пород. Оценка разрабатываемости горных пород основана на определении сопротивления породы различным воздействиям, меняющим их состояние, главным образом, механическим. Различают естественное и искусственное изменение состояния горных пород (взрыв, механическое дробление и др.). Следует также рассматривать отдельно свойства пород в естественном залегании – в забое, при ведении очистных работ, и свойства искусственно измененных пород – при дроблении, погрузке, перемещении, складировании и пр.

Для оценки разрабатываемости горных пород пользуются так называемымигорнотехнологическими параметрами – комплексными показателями, которые характеризуют их поведение при воздействии определенным инструментом, механизмом или при определенном технологическом процессе. Эти параметры устанавливаются эмпирическим путем при проведении контрольных испытаний в стандартных исходных условиях.

Горнотехнологические параметры подразделяются на следующие группы:

1)характеризующие общую разрушаемость горных пород механическим способом; это, например, твердость, вязкость, дробимость, хрупкость и пластичность;

2)показывающие разрушаемость горных пород некоторыми механизмами; это буримость, взрываемость, сопротивляемость резанию и т.д.;

3)оценивающие воздействие породы на инструмент; например, абразивность;

4)устанавливающие производительность других процессов (кроме разрушения), например, экскавируемость.

Твердость пород обусловливает сопротивляемость внедрению в них острого инструмента. Используются показатели статической и динамической твердости, определяемые соответственно вдавливанием или ударом.

Наиболее трудны для разрушения вязкие породы. Для них характерен высокий предел прочности и большая зона пластической деформации. Общепринятого метода определения вязкости не существует, часто ее оценивают сравнением с вязкостью известняка, принятого за эталон.

Дробимость пород – величина, обратная вязкости. Дробимость это обобщающий параметр многих механических свойств – упругих, прочностных, пластических. Она выражает энергоемкость процесса дробления при динамической нагрузке. Дробимость обычно определяют через удельный расход энергии на дробление определенного объема породы.

Хрупкость определяется через предел прочности при одноосном сжатии. Пластичность – обратный хрупкости показатель.

Буримость характеризует сопротивляемость горных пород разрушению в процессе бурения. Она оценивается скоростью, временем и энергоемкостью бурения единицы длины скважины или шпура при стандартных условиях проведения опыта для каждого типа буровой машины. Буримость ухудшается с увеличением плотности, прочности, твердости, вязкости, абразивности горных пород. В практике используется классификация горных пород по буримости, в которой выделяется 20 категорий, объединенных в группы: 1)легкобуримые (каменный уголь); 2)среднебуримые (мергель); 3)труднобуримые (габбро); 4)весьма труднобуримые (кварциты). Буримость определяет всю технологию буровых работ.

Взрываемость отражает сопротивляемость горных пород разрушению при взрыве и количественно выражается расходом взрывчатых веществ (ВВ) на дробление 1 м 3 породы в массиве (удельным расходом ВВ). Взрываемость зависит от прочности, вязкости, плотности, упругих и пластических свойств, а также от их структурно-текстурных особенностей и трещиноватости. Среди массивов горных пород по взрываемости различают легко-, средне-, трудно- и весьма трудновзрываемые. Этот показатель определяет технологию взрывных работ.

Сопротивляемость пород резанию (скалыванию) характеризуется, главным образом, работой, необходимой для измельчения породы. Этот показатель физически отражает сопротивление срезу (сколу) при сжатии, поэтому его можно оценивать величиной прочности на сжатие и на растяжение. Сопротивляемость резанию является наиболее важным параметром применительно к углям, так как большинство угольных пластов разрабатывается угольными комбайнами, стругами и другими механизмами, к основным процессам при работе которых относится резание.

Абразивность отражает способность пород изнашивать при трении контактирующие с ними твердые тела (детали горных машин, инструмент и т.п.). Она обусловлена в основном прочностью, размерами и формой минеральных зерен, слагающих породу. Оценивают ее по степени износа инструмента при сверлении или резании, а также по степени истирания пород абразивными материалами. Наиболее абразивны корундсодержащие породы, порфирит, диорит, гранит. Абразивность влияет на эффективность бурения, резания, скалывания, черпания горных пород.

При работе экскаваторов и других копающих агрегатов выемка породы, то есть копание, производится последовательным отделением стружек в слое. Трудоемкость процесса выемки определяется величиной удельного сопротивления копанию (в Н/м 2 ). Для сопоставления пород по экскавируемости применяется относительный показатель трудности экскавации породы.

Свойства пород определяют их поведение при транспортировании. Для сопоставления пород по сопротивляемости их перемещению принимается относительный показатель трудности транспортирования породы. Выделяются 5 классов горных пород по трудности транспортирования.

Для сравнения разных пород по разрушаемости используется шкала М.М. Протодьяконова. Показатель относительной крепости пород, или коэффициент крепостиПротодьяконова обозначается f). Его значение пропорционально пределу прочности пород на сжатие. В классификации выделяется 10 категорий горных пород. К первой категории относятся наиболее крепкие породы – кварциты, базальты, к десятой – наиболее слабые плывучие породы.

Общая относительная оценка сопротивления породы разрушению проводится по методике В.В. Ржевского с учетом напряжений сжатия, растяжения и сдвига в виде показателя трудности разрушения. По величине его различают 5 классов пород и 25 категорий.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *