Вопрос №28 (Методы исследования физических св-тв гп в массиве)

Натурные методы по характеру проведения испытаний разделяются на имитирующие лабораторный эксперимент (как правило, с изменением масштаба); пенетрационные; геофизические; расчетные.

Применение методов, имитирующих лабораторный эксперимент, требует предварительной подготовки блока

пород, частичного его отделения от окружающего массива. Этими методами проводят определение прочностных параметров пород, частично гидравлических и тепловых свойств массивов. Методы дают информацию о свойствах горных пород в массиве достаточно больших объемов, однако они трудоемки и не позволяют получить требуемого количества данных.

С помощью пенетрационных методов, основанных на внедрении в горные породы различного рода инденторов, можно получить информацию о прочностных, упругих, пластических свойствах и горно-технологических параметрах пород. Основное их достоинство — быстрота и простота определений. Однако исследуемый объем породы при каждом испытании очень мал.

Все пенетрационные методы — косвенные. Для оценки тех или иных физических характеристик пород они должны быть предварительно протарированы в лабораторных условиях (при одновременном определении изучаемого параметра каким-либо лабораторным методом).

К группе геофизических методов относятся все имеющиеся модификации этих методов исследования массивов пород (см. разд. 11.5). Однако непосредственное использование геофизических методов разведки для оценки свойств пород невозможно, так как последние применяются при определении строения и состава массивов горных пород и для интерпретации получаемых данных уже требуется знание физических свойств пород. Таким образом, необходимо решение обратной-, задачи — по известным характеристикам строения массива и данным геофизики оценить его физические свойства.

Использование в этих методах мобильных физических полей, проникающих достаточно глубоко в массивы пород, позволяет давать действительно интегральную характеристику значительных объемов массива. Расчетные методы включают в себя группу методов расчета физических свойств пород в массиве по свойствам образцов, определенным в лаборатории, а также методы расчета одних физических параметров пород по другим, определенным в натуре. В последнем случае широкое применение находят взаимосвязи свойств пород. Так определяют прочностные параметры по скорости распространения упругих волн, плотность пород — по поглощению у-лучей, проницаемость пород — по результатам электрокаротажа скважин и т. д.

Расчетными методами при известных закономерностях изменения свойств пород от структурных факторов массива можно произвести корректировку значений, полученных в лабораторных условиях, на массив.

Вопрос №29 (Методы определения крепости горных пород)

Крепость горной породы называется сопротивляемость породы любым видам разрушения. Мерой крепости горных пород является коэффициент крепости f- величина безразмерная.

Так как f связана с пределом прочности при одноосном сжатии Q_cж, его можно рассчитать по формуле: f=Q_cж *10^-7

Более точно связь между этими значениями в области больших значении Q_cж может быть выражена эмпирической формулой: f=0,33*10^-7 Q_cж +0,58*10^-3 √ Q_cж

Коэффициент крепости можно определить также эксперементально, например методом толчения по М.М. Протодьяконову.

Сущность метода заключается в следующем.Берут пять кусков породы массой приблизительно по 40-60 г. Каждый кусок дробят в стакане гирей массой 2,4 кг, сбрасываемой с высоты 0,6м. После 5-15 кратного сбрасывания гири получающуюся мелочь просеивают через сито с отверстием 0,5 мм. Фракцию размером менее 0,5 мм собирают с пяти образцов и насыпают в стакан обьемомера диаметром 23 мм. Определяют высоту столбика пыли L в обьемомере. Коэффициент крепости, который часто называют динамическим f_д , вычисляют по формуле :

f_д =20n/L, где n-число сбрасываний гири при испытании одного образца, 20-эмпирический коэффициент, учитывающий затраченную на дробление породы работу.

Этот метод основан на предположении, что работа разрушения пропорциональна объему получившихся в результате разрушения мельчайших частиц.

Так как коэффициент крепости в наибольшей степени показывает только разрушение от сжимающих нагрузок ,то в реальных условия часто используют растягивающие и скалывающие усилия.