1.2. Наносы

Как уже указывалось выше, наносы образовались в результате разрушения коренных пород, и представляют собой сравнительно рыхлые отложения («вторичные» породы). Наносы расположены под растительным слоем у поверхности земли и состоят из песков, глин, суглинков и других растрескавшихся пород. Их толщина (мощность) изменяется от нескольких метров до 30…50 метров.

1.3. Свойства и классификация горных пород

Физико-механические свойства пород оцениваются различными физико-механическими характеристиками, которых к настоящему времени насчитывается более ста. Основными из них являются:

Плотность в массиве (объемная плотность) - отношение массы в естественном залегании к занимаемому объему. Плотность в массиве, как правило, меньше по сравнению с удельной плотностью за счет естественной пористости пород, которая может изменяться от 1 до 50 %. Плотность в массиве обычно называют объемной плотностью пород или полезных ископаемых. По объемной плотности все породы и полезные ископаемые делятся: на легкие –до 2,5 т/м³ , средние – 2,5 – 3,5 т/м³, тяжелые - более 3,5 т/м³.

Твердость горной породы характеризуется сопротивлением проникновению в нее другого тела, например, острия инструмента, не получающего при этом остаточных деформаций. В учебном курсе минералогии также есть понятие твердости, так называемая шкала твердости по Моосу, под которой понимается сравнительная твердость между минералами. Если один минерал оставляет черту на другом минерале, то он имеет большую твердость. Самым твердым по этой шкале является алмаз.

Вязкость характеризует сопротивляемость породы силам, стремящимся отделить часть ее от массива (способность выдерживать значительные пластические деформации до разрушения).

Упругость определяет сопротивляемость горных пород ударным нагрузкам, проявляется в отскакивании инструмента от массива.

Слоистость характеризует свойство пород относительно легко разделяться по плоскостям и наслоениям.

Трещиноватость определяется частотой и пространственным расположением трещин в массиве горной породы, которыми он разделен на отдельности различных размеров.

Абразивность - способность горных пород изнашивать при трении об нее металлы, твердые сплавы и другие тела.

Разрыхляемость - свойство горных пород увеличивать объем в разрушенном состоянии по сравнению с объемом в массиве. Отношение объема разрыхленной породы к ее первоначальному объему называется коэффициентом разрыхления.

Устойчивость - свойство открытой поверхности горных пород сохранять свое положение, не обрушаясь в течение определенного времени; характеризуется величиной площади обнажения выработанного пространства и временем сохранения устойчивого состояния массива.

Классификация горных пород

Классификация имеет большое практическое значение для выбора рациональных методов ведения горных работ.

В настоящее время разработано достаточно большое количество различных классификаций. Вот некоторые из них.

А. По степени добываемости горные породы делятся:

- на рыхлые породы и сыпучие (песок, торф, растительная земля) - состоят из почти не связанных между собой отдельных частиц - не обладают ни твердостью, ни упругостью, ни вязкостью;

- мягкие (глины) - обладают лишь в некоторой степени вязкостью;

- ломкие (сланцы, известняки, песчаники) - обладают твердостью без достаточной упругости и вязкости;

- крепкие (граниты, магнетиты, железняки) - обладают твердостью, вязкостью, чуть в меньшей степени упругостью;

- весьма крепкие (кварциты, диабазы, порфиры) - обладают всеми свойствами в высшей степени.

Классификация по добываемости не дает числовых характеристик массива и не может быть использована в аналитических расчетах.

Б. Классификация горных пород профессора М. М. Протодьяконова, в основу которой положен коэффициент крепости горных пород, характеризующий предел прочности пород на одноосное сжатие. Принято, что образец породы с прочностью на раздавливание 100 кг/см² (9.8  10⁶ Н/ м²) имеет коэффициент крепости, равный единице, то есть коэффициент крепости показывает, во сколько раз данная порода имеет предел прочности на раздавливание больше, чем та, крепость которой принята за единицу.

Эта классификация более прогрессивна, так как позволила проф. М. М. Протодьяконову ввести коэффициент крепости во многие эмпирические формулы, например, для расчета количества шпуров при проведении выработок, давления на крепь горизонтальных выработок и т. д.

В. Единая классификация горных пород по буримости и взрываемости, разработанная ИГД РАЕН РФ им. Скочинского. В основу положена скорость бурения шпуров (мм / мин) чистого времени бурения, расход взрывчатого вещества аммонита 6ЖВ в кг на 1 м³ породы в массиве и количество метров шпуров, приходящихся на 1 м³ взрываемой породы.

1.4. Полезные ископаемые (ПИ)

Это различные минеральные вещества, находящиеся в земной коре, которые могут быть использованы людьми для различных целей в естественном виде или после предварительной обработки.

Полезные ископаемые могут быть твердыми (уголь, руда, драгоценные камни), жидкими (нефть, вода, рассолы), газообразными (природные газы).

Горные породы, окружающие полезные ископаемые и не содержащие полезных компонентов, носят название пустых пород. Деление минеральных веществ на полезные ископаемые и пустые породы часто бывает относительным.

Р у д а - как разновидность полезных ископаемых, представляет собой минеральные вещества, из которых путем соответствующей переработки могут быть извлечены содержащиеся в нем металлы или полезные минералы. В чистом виде металлы в руде встречаются редко. Обычно они встречаются в виде химических соединений, получивших название рудных минералов: медь - в виде халькопирита (CuFeS₂), железо в виде гематита (Fe₂O₃ ), свинец в виде галенита (PbS).

Руды разделяются на металлические, содержащие металлы, и неметаллические, в которых содержатся неметаллические минералы (апатиты, фосфориты, каменные соли, асбест).

Металлические руды в свою очередь делятся на руды черных металлов (железо, хром, вольфрам, титан), руды цветных металлов (медь, цинк, свинец, алюминий) и руды редких металлов (золото, серебро платина) и других редкоземельных элементов.

По числу полезных компонентов в руде различают руды

п р о с т ы е, в состав которых входит один металл (железо, алюминий) и сложные (п о л и м е т а л л и ч е с к и е), содержащие в своем составе несколько металлов (свинцово-цинковые, медно-цинковые, иногда до 16 химических элементов). К простым рудам чаще относятся руды черных металлов, а к полиметаллическим – руды цветных металлов.