книги / Физико-механические свойства горных пород
..pdfг.яобанского  | 
	горнообогатнтсльного  | 
	комбината  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||||
п  | 
	о  | 
	Р  | 
	°  | 
	Д  | 
	ы_____________  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
магнетитоваяруда  | 
	а  | 
	Р  | 
	ь  | 
	е  | 
	р  | 
	порфирит-граиит  | 
	известнякмраморпзованный- 1  | 
	известнякмрамори- зоваииый-П  | 
	порфирнт-днорнт  | 
	пирокееноскарн - эпидотовый  | 
	богатаямагнетитовая руда  | 
субогаявисячего бока  | 
	
  | 
	порфиритдиабазовый  | 
	
  | 
	альбитофиратуф  | 
|||||||
•  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
1310  | 
	1780  | 
	1600  | 
	2 0 2 0  | 
	1340  | 
	670  | 
	1300  | 
	940  | 
	870  | 
|
150  | 
	2 1 0  | 
	2 1 0  | 
	280  | 
	ПО  | 
	90  | 
	180  | 
	1 2 0  | 
	1 0 0  | 
|
10,5  | 
	19,5  | 
	9,9  | 
	13,2  | 
	6,7  | 
	5,0  | 
	9,0  | 
	18,7  | 
	5,3  | 
|
260  | 
	369  | 
	310  | 
	445  | 
	218  | 
	145  | 
	280  | 
	185  | 
	160  | 
|
445  | 
	555  | 
	500  | 
	600  | 
	465  | 
	2 1 2  | 
	410  | 
	290  | 
	250  | 
|
31,0  | 
	31,0  | 
	31,0  | 
	31,0  | 
	34,0  | 
	30,0  | 
	30,5  | 
	32,0  | 
	32,5  | 
|
64  | 
	6 8  | 
	8 2  | 
	89  | 
	50  | 
	41  | 
	81  | 
	6 6  | 
	53  | 
|
33  | 
	25  | 
	1 2  | 
	8  | 
	60  | 
	78  | 
	16  | 
	32  | 
	51  | 
|
  | 
	
  | 
||||||||
50  | 
	19  | 
	2 2  | 
	—  | 
	43  | 
	38  | 
	49  | 
	52  | 
	43  | 
|
  | 
	2 , 1  | 
||||||||
1,7  | 
	1 2 , 8  | 
	19,5  | 
	17,0.  | 
	0,3  | 
	0,7  | 
	1 2 , 1  | 
	0 , 6  | 
||
  | 
	
  | 
||||||||
6 , 8  | 
	8,9  | 
	4,7  | 
	6 , 6  | 
	7,1  | 
	10,7  | 
	6 , 6  | 
	0,9  | 
	4,2  | 
|
0,5  | 
	0,4  | 
	0,41  | 
	0,41  | 
||||||
0 , 2 1  | 
	0,23  | 
	0,16  | 
	0,38  | 
	0,42  | 
|||||
  | 
	
  | 
||||||||
250  | 
	430  | 
	414  | 
	380  | 
	127  | 
	—  | 
	400  | 
	—  | 
	230  | 
|
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||||
2,5  | 
	6,3  | 
	5,1  | 
	3,6  | 
	1,5  | 
	—  | 
	4.8  | 
	—  | 
	1,85  | 
|
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||||
16,3  | 
	14,6  | 
	9,4  | 
	13,3  | 
	6 , 1  | 
	—  | 
	1 2 , 0  | 
	—  | 
	9,5  | 
|
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
61
\  | 
	диорит-порфирит- 1  | 
	убогая руда  | 
	магнетит мелкозер нистый  | 
	роговик пятнистый, скарнированный пиро ксеном  | 
	жильный сиенит-пор фирит  | 
	гранатовый скарн с магнетитом  | 
	эпидото-актинолито- вая порода  | 
	днорнт-порфирит- 1 1  | 
	роговик, скарнироваиный пироксеном  | 
	диорит-порфирит биотизироваиный  | 
	богатая магнетитовая руда  | 
О
н
СЗ
5
си
•
О 2 s си
<у СЗ
и ^ « о
о
в 2 сэ
2 0 0 0  | 
	2820  | 
	2370  | 
	2 2 2 0  | 
	1900  | 
	2140  | 
	1800  | 
	2700  | 
	2720  | 
	2315  | 
	2740  | 
	1630  | 
2 0 0  | 
	270  | 
	170  | 
	250  | 
	2 2 0  | 
	2 2 0  | 
	190  | 
	2 1 0  | 
	230  | 
	260  | 
	230  | 
	140  | 
13,4  | 
	18,7  | 
	12,9  | 
	14,7  | 
	17,7  | 
	7,8  | 
	15,5  | 
	23,1  | 
	2 1 , 0  | 
	17,7  | 
	4,6  | 
	9,8  | 
367  | 
	520  | 
	365  | 
	420  | 
	450  | 
	410  | 
	360  | 
	420  | 
	450  | 
	430  | 
	450  | 
	325  | 
635  | 
	920  | 
	745  | 
	645  | 
	700  | 
	670  | 
	600  | 
	850  | 
	850  | 
	680  | 
	910  | 
	620  | 
33,0  | 
	33,0  | 
	35,5  | 
	31,5  | 
	31,0  | 
	33,5  | 
	32,5  | 
	35,0  | 
	35,0  | 
	33,0  | 
	34,5  | 
	33,5  | 
69  | 
	82  | 
	64  | 
	8 6  | 
	78  | 
	67  | 
	63  | 
	85  | 
	80  | 
	63  | 
	6 6  | 
	60  | 
19  | 
	17  | 
	39  | 
	13  | 
	13  | 
	166  | 
	31  | 
	5  | 
	1 0  | 
	28,5  | 
	24  | 
	28  | 
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	18  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
53  | 
	25  | 
	30  | 
	37  | 
	30  | 
	44  | 
	74  | 
	37  | 
	34  | 
	76  | 
	65  | 
	28  | 
4,1  | 
	1 2 , 8  | 
	11,5  | 
	4,9  | 
	11,7  | 
	1,7  | 
	1 , 8  | 
	1 2 , 2  | 
	21,3  | 
	8,9  | 
	3,5  | 
	1 2 , 0  | 
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
6 , 1  | 
	12,4  | 
	8 , 2  | 
	7,8  | 
	5.5  | 
	6 , 8  | 
	3,9  | 
	5,3  | 
	6 , 2  | 
	6 , 8  | 
	7,0  | 
	8,9  | 
0,18  | 
	0,39  | 
	0,34  | 
	0,17  | 
	0,31  | 
	0,27  | 
	0,36  | 
	0,24  | 
	0,28  | 
	0,18  | 
	0,36  | 
	0 , 2 1  | 
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
460  | 
	300  | 
	380  | 
	256  | 
	610  | 
	480  | 
	280  | 
	630  | 
	414  | 
	460  | 
	260  | 
	350  | 
  | 
|||||||||||
6 , 2  | 
	2,16  | 
	3,65  | 
	2,84  | 
	1 1 , 0  | 
	7,0  | 
	2 , 1  | 
	12,4  | 
	4,08  | 
	6,5  | 
	2.5  | 
	.4,45  | 
15,1  | 
	17,3  | 
	19,5  | 
	1 0 , 6  | 
	8 , 2  | 
	23,5  | 
	8 , 6  | 
	1 1 , 1  | 
	6,9  | 
	7,0  | 
	12,3  | 
	15,1  | 
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
63.
11)  | 
	модуль пропорциональности  | 
	(упругости) изменяется от  | 
0,9 • 10s  | 
	(пироксено-эпидотовый скарн)  | 
	до 15* 105 кГ/см2 (гранато  | 
вый скарн с вкрапленниками магнетита);
12)коэффициент Пуассона колеблется в пределах от 0,16 до 0,5 (известняк мраморизованиый Соколовского карьера):
13)твердость по штампу, определенная на приборе УМГП-3, изменяется от 127 (известняк мраморизованиый Соколовского карьера) до 630 кГ1мм2 (диорит-порфирит);
14)удельная контактная работа разрушения, определенная на
приборе УМГП-3, изменяется от 1,1 (глинистый известняк) до 12,4 кГм1см2 (диорит-порфирит);
15) удельная объемная работа разрушения изменяется от 5,3 (глинистый известняк) до 23,5 кГм)см3 (гранатовый скарн с маг нетитом) .
Из приведенных данных следует, что показатели свойств иссле дованных горных пород изменяются значительно, при этом диапа зон и характер изменения этих свойств у разных пород различный. Поэтому классифицировать породы по одному какому-либо пока зателю для любых производственных процессов практически не возможно.
Сравнительную оценку свойств горных пород целесообразно проводить по какому-либо главному показателю, характерному для данного производственного процесса. Например, при враща тельном бурении большую роль играют абразивность и статиче ская твердость горных пород, для устойчивости бортов карьеров— угол внутреннего трения и пластичность, а для расчета целиков при подземных работах необходимо знать упругие и прочностные
константы пород.
Для примера сравним несколько различных типов пород: сие нит-порфир имеет прочность на сжатие сгсж= 1500 кГ1см2 и проч
ность на  | 
	растяжение Ор= 200 кГ/с^м2-,  | 
	бедная магнетитовая руда  | 
||
сгсж=1490  | 
	кПсм2  | 
	и Ор = 210 кГ/см2; оруденелый скарн осж=1450  | 
||
кГ/см2 и  | 
	ор =170  | 
	кГ/см2; руда магнетитовая убогая ссж =1500  | 
||
кПсм2 и ор =190 кГ/см2; туф альбитофира  | 
	осж =1600 кГ/см2 и ор=  | 
|||
=210 кГ/см2; 6) известняк глинистый  | 
	осж  | 
	=1440 кПсм2 и ор =  | 
||
= 100 кГ/см2.
Из приведенных данных видно, что эти породы и руды имеют почти одинаковые прочностные характеристики. И если руковод ствоваться только величиной осж и ар и коэффициентом крепости /,
тоони должны быть отнесены к одной и той же  | 
	группе  | 
	крепости,  | 
а следовательно, при работе по этим породам  | 
	и рудам  | 
	должны  | 
быть примерно одинаковые нормы н расценки. Однако добыча н устойчивость этих пород и руд могут быть совершенно различны и будут зависеть от способа разрушения и технологии выемки. Так, например, абразивность этих пород и руд, обусловливающая производительность вращательного и шарошечного бурения, ко леблется от 0,6 (руда магнетитовая убогая) до 19,5 (туф альбито фира), а статическая твердость по ПТА—от 19 (оруденелый скарн)
5 Зак. 3184  | 
	65  | 
линией, причем с увеличением асж увеличивается и ар.  | 
	Отношение  | 
|
°сж к с р для исследованных лород равно примерно 10.  | 
	
  | 
|
Коэффициент крепости f  | 
	и асж также связаны между собой  | 
|
прямолинейной зависимостью (рис. 2): с увеличением  | 
	f увеличи  | 
|
вается и асж, при этом  | 
	ссж  | 
	
  | 
140  | 
	
  | 
|
  | 
	
  | 
|
Коэффициент крепости /  | 
	и условный показатель хрупкости 5СЖ  | 
|
  | 
	
  | 
	СР  | 
рШ1нГ1мм£
Рис. 4. Зависимость между твердостью по штампу рш и твердостью по Шору Т
Рио. 3. Зависимость  | 
	между  | 
	коэффициентом  | 
г  | 
	®сж  | 
	(условный по  | 
крепости f m отношением—"—  | 
||
казатель хрупкости)
5* 67
п  | 
	,нГ/мм*  | 
	
  | 
	
  | 
ГЩ  | 
	
  | 
	
  | 
|
ООО  | 
	
  | 
	г , - -----  | 
|
  | 
	1  | 
	
  | 
	/  | 
  | 
	
  | 
	/  | 
|
501  | 
	j  | 
	
  | 
	У  | 
  | 
	
  | 
||
1  | 
	
  | 
	А  | 
|
  | 
	
  | 
||
  | 
	1  | 
	
  | 
	А  | 
  | 
	
  | 
	S  | 
	/ «  | 
т  | 
	
  | 
	</  | 
|
  | 
	j V  | 
	1  | 
|
  | 
	
  | 
||
  | 
	
  | 
	к  | 
	
  | 
300  | 
	o'J  | 
	/  | 
	
  | 
о—  | 
	1 -  | 
	
  | 
|
  | 
	®/  | 
	
  | 
	
  | 
  | 
	V®  | 
	
  | 
	
  | 
200  | 
	■ /  | 
	
  | 
	
  | 
(______  | 
	
  | 
||
t
•</
Л
100
8 Ю Ан,кГ1ск2
Рис. 6 . Зависимость между твердостью по штампу рш и удельной контактной ра ботой разрушения Л5
Экспериментальные данные этого кратко изложенного исследо вания убедительно показывают, что для различных производствен ных целей нельзя ограничиваться определением только одного или нескольких близких друг к другу показателей физико-механиче ских свойств, а необходимо, особенно в связи с широкой механи зацией и автоматизацией многих производственных процессов, оп ределять достаточно широкий комплекс показателей, всесторонне характеризующий горные породы.
Для обоснованного и рационального выбора самых важных свойств горных пород также нужно выявлять корреляционные свя зи между теми или иными показателями физико-механических свойств горных пород. Наличие таких связей подтверждается при веденными выше графиками.
ЛИТЕРАТУРА
1. К о й ф м а н М. И. Скоростной комплексный метод определения механи
ческих свойств горных пород. В сб.: «Механические свойства горных пород», Изд-во АН СССР, 1963.
2. П р от о д ья к о« о в М. !М., К о й ф м а н М. И., Чи р к о в С. Е., К ун
ты ш М. Ф„ Тед ер Р. И. Паспорта прочности горных пород и методы их оп ределения. Изд-во «Наука», 1964.
3. П р о т о д ь я к о н о в М. М. Обобщенное уравнение опнбающнх к предель ным кругам напряжений Мора. В сб.: «Исследование физико-механических свойств горных пород применительно к задачам управления горным давлением». Изд-во АН СССР, 1962.
4. Яг о д к и н Г.. И., Мо х н а ч ев М._ П. Универсальный  | 
	прибор для  | 
	иссле  | 
||
дования прочностных и деформационных характеристик горных пород и  | 
	строи  | 
|||
тельных материалов. М., Изд. ИГД им. А. А. Скочинского,  | 
	19621.  | 
	
  | 
	
  | 
|
5. Койф'ман М. И., Кв а шн и н а О. И. Определение хрупко-пластических  | 
||||
свойств горных пород методом повторных микроударов.  | 
	В  | 
	сб.: «Механические  | 
||
свойства горных пород». Изд-во АН СССР, 1963.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
6. П р о т о д ь я к о н о в М. М., Тед ер Р. И. Применимость метода  | 
	толче  | 
|||
ния для определения крепости твердых горных пород. «Горный журнал»,  | 
	1962,  | 
|||
№ 4.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
7. Ка р п о в В. И. Прибор для определения твердости и  | 
	абразивности  | 
	гор  | 
||
ных пород. В сб.: «Научные сообщения ИГД им. А. А. Скочинского, выл. IX». Госгортехиздат, 1961.
8. Шре йне р Л. А. и др. Механические и абразивные свойства горных по
род. Гостоптехиздат, 1958.
Канд. техн. наук Е. И. ИЛЬНИЦКАЯ
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ГОРНЫХ ПОРОД ТАЛ НАХСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Изучение физико-механических свойств горных пород Талнахского месторождения было проведено с целью 'Использования Но рильским комбинатом полученных результатов при подсчете запа сов месторождения, а также в расчетах по выбору оптимальных размеров целиков при подземной разработке месторождения.
70
