§ 1.2.1. Характеристика скальных и полускальных пород.

К скальным породам относятся большинство изверженных и метаморфических , а также некоторых осадочных пород, насыщенные водой и характеризующихся пределом прочности при одноосном сжатии в куске (образце) более 50 МПа (кварциты, граниты, базальты, габбро и др.)

К полускальным породам относятся выветренные изверженные и метаморфические породы и в основном крепкие осадочные породы (глинистые сланцы, руды гематитовые, мергели, известняк, гипс, каменная соль, бурые угли и др.). Предел их прочности при одноосном сжатии в куске ( при насыщении его водой) от 20 до 50 МПа.

По степени трещиноватости в массиве различают пять категорий скальных и полускальных пород:

1. Чрезвычайно трещиноватые породы (силы сцепления весьма малы).

2. Сильнотрещиноватые породы – имеют выраженное напластование, сцепление между отдельностями незначительное.

3. Средне трещиноватые породы – характеризуются выраженным блочным строением видимыми трещинами иногда заполненными мелким не цементирующимся материалом .

4. Практически монолитные породы – характеризуются весьма значительными размерами блоков.

5. Слоистые породы – характеризуются выраженным напластованием маломощных, сравнительно однородных слоев. Сцепление по напластованию значительно меньше, чем в поперечном направлении.

Скальные и полускальные породы в массиве могут находиться также в нарушенном, мерзлом состоянии или являться смесью разнопрочных пород.

Нарушенные породы – естественно или искусственно. Для них характерны глубокие раскрытые трещины. Естественно нарушенные породы встречаются главным образом в зонах тектонических нарушений. В нарушенных породах по сплошным трещинам разломов сцепление очень мало или вовсе отсутствует.

Искусственно нарушенные породы характерны для зон выветривания, сдвижения, обрушения, сейсмического воздействия взрывов. Помимо снижения прочности нарушенных пород изменяются и другие их свойства.

Разнопрочные породы характерны для сложных текстур, зон контактов и тектонических нарушений.

Скальные и полускальные мало трещиноватые сухие породы при отрицательной температуре практически незначительно меняют свои свойства.

Промерзлые полускальные трещиноватые породы высокой влажности (12-18%) и относительно малой прочности (20-30 МПа) имеют повышенное сопротивление внешним усилиям вследствие заполнения трещин льдом. При оттаивании такие породы разупрочняются из-за расширения трещин, растворения цементирующих веществ, повышения естественной влажности и под действием других факторов.

§ 1.2.2. Характеристика разрушенных пород.

Разрушенные горные породы различаются по степени связности , кусковатости и прочности в куске, которая соответствует прочности пород до разрушения.

Связность отражает характер связей между смежными кусками породы, сопротивление отрыву которых значительно меньше по сравнению с сопротивлением сдвигу. Степень связности зависит в первую очередь от разрыхленности разрушенных пород, а также от кусковатости, что выражается величинами сцепления К_с (связи природного характера), зацепления К_з (связи механического характера) и угла внутреннего трения пород ρ.

Разрыхленность характеризует увеличение объема разрушенной породы по сравнению с занимаемым в массиве и определяется величиной коэффициента разрыхления К_р.

По степени связности разрушенные породы подразделяются на три категории:

I -я категория – сыпучие разрушенные породы. Характеризуется наличием многочисленных воздушных промежутков между кусками, но возможно зажатие отдельных кусков и зацепление между ними. К_р=1,4-1,65 и более.

II-я категория - связано сыпучие разрушенные породы. Характеризуются наличием небольших воздушных промежутков (пустот) между отдельными природными блоками и кусками. Сцепление между ними отсутствует, но куски зажаты и сохраняется зацепление между кусками. К_р=1,2-1,3. Насыпь не имеет четко выраженных откосов.

III-я категория – связно разрушенные породы. Представлены природными отдельностями массива, не полностью разделенными между собой. К_р=1,03-1,05.

Кусковатость определяют по среднему линейному размеру куска.

Разрушенные породы по кусковатости подразделяются на пять категорий:

1-я – очень мелко разрушенные породы с размером наиболее крупных кусков до 0,4 – 0,6 м, d_ср≤0,1м;

2-я - мелко разрушенные породы с размером кусков до 0,6 – 1,0 м. d_ср=0,15-0,25 м;

3-я – средне разрушенная порода с размером кусков дор 1,0-1,4 м. d_ср=0,25-0,35 м;

4-я – крупно разрушенная порода с размером наиболее крупных кусков 1,5 – 2,0. d_ср=0,4-0,6м;

5-я – весьма крупно разрушенные породы, которые содержат отдельные куски размером 2,5 – 3,0 м и более. d_ср=0,7 – 0,9 м.

Разрушенные породы, перемещенные и уложенные в насыпи и отвалы, характеризуются коэффициентом внутреннего трения, равным тангенсу угла естественного откоса (β). Обычно β=34-38˚. При высоте насыпей крупнокусковатых пород Н_н≤10м угол β=42-45˚. Породные куски, имеющие размеры больше допустимых по технологическим условиям разработки, называются негабаритами.