2.2. Основы механики горных пород

Механическими свойствами твердого тела являются упругость, пластичность, вязкость, прочность.

В твердых телах основными механическими процессами являются деформирование и разрушение.

Деформирование – процесс изменения размеров или формы твердых тел под влиянием внешних сил. Учитывая гипотезу о сплошности, непрерывное тело до деформирования остается непрерывным и после деформирования, т.е. не имеет разрывов и пустот.

Деформация – это относительное изменение размера или формы тела. Деформации бывают обратимыми и необратимыми. Обратимой называется деформация, при которой прежние форма и размеры тела полностью восстанавливаются после воздействия внешних сил, а необратимой, если не восстанавливаются.

Горные породы имеют ионные и атомные кристаллические структуры.

Элементы структуры связаны между собой кулоновскими силами.

Прочность – это способность твердого тела оказывать сопротивление разрушению от внешнего воздействия.

2.3.Физико-механические свойства горных пород.

Механические свойства горной породы прежде всего зависят от их минералоги-

ческого состава и строения. Как правило ,твердость плотных осадочных пород

находится в прямой зависимости от твердости их породообразующих минералов.

Твердость обломочных пород типа песчаников и алевролитов главным образом

зависит от минерального состава и строения цементирующего вещества.Твер-

дость обломочных пород одинакового состава ,сцементированных глинистым

цементом, почти в 3 раза меньше твердости аналогичных пород, но сцементиро-

ванных карбонатным цементом. Пористость и выветрилось уменьшает твер-

дость породы. При насыщении пород водой и водными растворами ПАВ

твердость пород значительно снижается. Твердость глинистых пород ,имеющих

высокую пористость ,при увлажнении резко уменьшается.

Под твердостью горной породы понимается ее способность оказывать сопро-

тивление прониканию в нее инородного тела. Классификационная шкала твер-

дости горных пород включает в себя 12 категорий твердости.

Под абразивностью г/порды понимается ее способность изнашивать контак-

тирующие с ней породоразрушающий инструмент. Классификационная шкала

абразивности г/пород включает в себя 12 категорий абразивности.

Классификация горных пород (по Л.А. Шрейнеру)

Группа (по- роды)	Катего- рия	рш, МПа	σт, МПа
I (мягкие)	1 2 3 4	<100 100–250 250–500 500–1000	<40 40–110 110–250 250–550
II (средней твердости)	5 6 7 8	1000–1500 1500–2000 2000–3000 3000–4000	550–850 850–1200 1200–1900 1900–2500
III (твердые)	9 10 11 12	4000–5000 5000–6000 6000–7000 >7000	2500–3500 3500–4200 4200–5100 >5100

Таблица. Классификация горных пород.

Группа по абразивности	Относительная абразивность	Категория	Принятое обозначение
Слабоабразивные	1,0–1,5	1	Асл
	1,5-3,0	2
Малоабразивные	3,0–5,0	3	Ам
	5,0–8,0	4
Среднеабразивные	8,0–11,0	5	Аср
	11,0–15,0	6
Высокоабразивные	15,0–17,0	7	Ав
	17,0–20,0	8
Очень высокоабразивные	20,0–22,0	9	Аоч
	22,0–24,0	10
	24,0–26,0	11
	>26,0	12

Условные обозначения пород.