Горно-технологические условия разработки полезных ископаемых в массиве

Из всех физико-механических свойств руд и вмещающих пород наибольшее влияние на выбор систем разработки и технологию добычи оказывают их крепости устойчивость.

Крепость горных пород определяется совокупностью их многих физико-механических свойств (твердостью, вязкостью, трещиноватостью, слоистостью, наличием инородных включений и прослоек), влияет на выбор систем разработки, машин и инструментов, производительность машин и труда горнорабочих, на расход материалов и стоимость добычи. В горном деле принята классификация пород по крепости по классификации М.М. Протодьяконова.

На меньшее значение, чем крепость, имеет при подземной разработке устойчивость руды и вмещающих пород.

Насколько важна устойчивость руды и вмещающих пород можно видеть из того, что в качестве основного признака классификации систем разработки рудных месторождений принят способ поддержания очистного пространства (т.е. руды и пород).

Строение руд. По строению руды можно разделить на: массивные -плотные, без трещин, включений и слоистости; трещиноватые, слоистые и рыхлые.

Трещиноватость горных пород.

Трещиной называется плоский разрыв сплошности среды, величина которого на порядок и более превосходит межатомные расстояния в кристаллической решетке (10^-10м).

Трещины по величине бывают 3-х порядков.

Трещины первых 2-х порядков возникают основном в процессе диагенеза осадков или кристаллизации магмы. Их ориентирование в общем случае хаотично. Эти трещины определяют сопротивляемость пород процессам бурения и дробления (энергоемкость бурение).

Характерной особенностью трещин III порядке является то, что они, пересекаясь, делят породы на отдельности правильной и неправильной формы. Эти трещины оказывают наиболее существенное влияние на процессы разрушения пород при их выемке и рыхлении, при сдвижениях, оползнях и обвалах.

Водные свойства горных пород

Влажность горных пород – это степень насыщенности горных пород водой в %.

, %

где: Р₁ – масса пробы с естественной влажностью, гр.

Р₂ – масса абсолютно сухой пробы, гр.

Влагоемкость – способность пород вмещать в себе то или иное количество воды. Численно оно выражается как и W.

Набухаемость – это способность горной породы увеличиваться в объеме в результате поглощения воды. Наибольшей способностью к набуханию обладают глинистые сланцы, которые увеличиваются в объеме на 5-10% при влажности 20-30%.

Водопроницаемость – способность горной породы пропускать через себя воду, (м³/сут). Определяется как

где: К_ф – коэффициент фильтрации, м³/сут.

i – уклон поверхности воды;

F – площадь поперечного сечения фильтрующего слоя, м².

Фильтрация – движение воды в породах под действием напора, (м/сут.).

где: Q – объем профильтровавшейся воды, см³.

T – время фильтрации, сек.

F – площадь поперечного

J – напорный градиент

r =0,7+0,003 t⁰ – температурная поправка (изменяется вязкость).

864 – коэффициент пересчета см/сек на м/сут.