Определение крепости и показателя трудности разрушения горной породы

Коэффициент крепости породы f:

Так как коэффициент крепости в наибольшей степени отражает только разрушение породы от сжимающих нагрузок, а в реальных условиях часто используется растягивающие и скалывающие усилия, возникает необходимость введения иных показателей трудности технологического разрушения пород. Такой показатель предложен академиком В.В. Ржевским

f = σ_сж/100

где σ_сж=251,57 кгс/ см² - предел прочности породы на сжатие;

f=2,5

Крепость горных пород – характеристика сопротивляемости пород их добыванию - технологическому разрушению. Это понятие крепости введено профессором М.М. Протодьяконовым (старшим), который для количественной оценки предложил коэффициент крепости Г, в первом приближении пропорциональный пределу прочности породы при сжатии. Им была разработана шкала классификации горных пород по крепости, в соответствии с которой все горные породы подразделены на 10 категорий. К первой категории относятся породы, имеющие наивысшую степень крепости (f=20), к десятой - наиболее слабые плывучие породы (f=0,3). Пределы изменения коэффициента крепости от 0,3 до 20. Мергели относится к V категории пород по крепости – средние породы (f = 3).

Определение показателя трудности разрушения горных пород - это комплексный параметр для оценки сопротивляемости горных пород разрушению. В реальных условиях разрушение пород (бурение, взрывание, дробление) всегда сопровождается их перемещением, на что так же затрачивается работа. В связи с этим при оценке трудности разрушения пород в технологических процессах необходим учет их объемного веса. В итоге показатель относительной трудности разрушения пород П_тр может быть выражен следующим образом:

П_тр= 0,005 * К_т * (σ_сж + σ_р+τ_сдв) + 0.5 * γ,

где К _т= (1,2 * 1ср + 0,2) - коэффициент трещиноватости;

1ср = 0,45 м — средний линейный размер естественной отдельности в массиве;

σ_сж = 251,57 кгс/ см² - предел прочности породы на сжатие; σ_р = 28,3 кгс/см² - предел прочности породы на растяжение;

τ_сдв ≈ τ₀ = 4,2 МПа = 42 кгс/см² - предел прочности породы на сдвиг;

γ =2,2 гс/см³ - объемный вес;

К_т.=(1,2*0,45+0,2)=0,74

П_тр=0,005*0,74*(251,57 +28,3+42)+0,5*2,2=2,29

ОПРЕДЕЛЕНИЕ БУРИМОСТИ И ВЗРЫВАЕМОСТИ

ГОРНОЙ ПОРОДЫ

Определение буримости

Бурение трудоемкий и дорогостоящий процесс, особенно в скальных весьма трудноразрушаемых породах.

Буримость — степень сопротивляемости породы разрушению буровым инструментом. Она включает в себя в скрытом виде такие механические характеристики пород, как упругие свойства, прочность, пластичность, а также технологические показатели твердости.

Буримость принято оценивать по длине шпура или скважины, пробуренной в исследуемой породе за 1 мин. чистого времени бурения в стандартных условиях, или, наоборот, по количеству чистого времени бурения 1м. шпура или скважины при тех же условиях.

Буримость можно оценивать не только экспериментально определенной скоростью бурения, но и расчетным показателем трудности бурения П_тб

Так как разрушение возможно только при постоянном удалении буровой мелочи забоя, скважины при оценке буримости учитывается удельный вес ₀.

П_тб=0,007*( σ_сж + τ_сдв) +0,7* γ

где σ_сж = 251,57 кгс/ см² - предел прочности породы на сжатие;

τ_сдв ≈ τ₀ = 4,2 Мпа = 42 кгс/см² - предел прочности породы на сдвиг;

γ =2,2 гс/см³ - объемный вес;

П_тб=0,007*(251,57+42) +0.7*2,2 = 3,6

Мергели по трудности бурения относится к 1 классу, легкобуримые.

Определение взрываемости

Взрываемость - это степень сопротивляемости горной породы разрушению взрывом.

Сопротивление пород действию взрыва принято оценивать удельным расходом взрывчатого вещества qэ, (кг/ м²) — количеством ВВ, необходимым для разрушения 1 м³ породы.

q_э=0,1 * К_т *( σ_сж + σ_р+ τ_сдв) +40* γ

где К_т=(1,2* 1ср+0,2) - коэффициент трещиноватости;

1_ср=0,45 м;

σ_сж ⁼ 251,57 кгс/см² - предел прочности породы на сжатие; σ_р = 28,3 кгс/см² - предел прочности породы на растяжение;

τ_сдв ^≈ τ₀ ⁼ 42 кгс/см² - предел прочности породы на сдвиг;

γ =2,2гс/см³ - объемный вес;

К_т=1,2*0,45+0,2=0,74

q_э =0,1*0,74*(251,57 +28,3 +42)+40*2,2=111,82 г/м³

Группа породы по трудности взрывания 3, характеристика - довольно крепкие, трудновзрываемые.

Удельная энергоемкость взрывного разрушения А_р=1,1182 МДж/м³

А_р-энергия перешедшая в полную идеальную работу взрыва.