16) Горно-технологические свойства

Абразивностью называется способность горной породы изнашивать кон­тактирующие с ней поверхности горных машин или горного оборудования в процессе их работы. Абразивность пород зависит от твердости породообра­зующих минералов, характера сцепления зерен друг с другом, крупности и формы зерен, плотности пород и степени её трещиноватости. Чем тверже и крупнее зёрна минералов и чем острее их рёбра, тем выше абразивность по­род. Наибольшей абразивностыо обладают породы с мягким цементом.

Абразивность горных пород оказывает существенное влияние на технико-экономические показатели проведения горно-разведочных выработок (выбор более энергоёмких и трудоёмких средств бурения шпуров, погрузки пород).

Буримость - способность горной породы сопротивляться проникновению в нее бурового инструмента. Буримость породы характеризуется скоростью буре­ния (мм/мин), реже - продолжительностью бурения 1 м шпура (мин/м). Бури­мость горных пород положена в основу современной классификации горных

пород.

Взрываемость горных пород - сопротивляемость горной породы разруше­нию действием взрыва. Определяется удельным расходом ВВ (кг/м³) или коли­чеством энергии ВВ (удельная затрата энергии ВВ), необходимым для образо­вания прямоугольной воронки взрыва при глубине заложения заряда ! м и по­мещении его в шпур с конечным диаметром 40 мм, расположенный под углом 45° к горизонтальной свободной поверхности.

Показатели буримости и взрываемое™ являются функцией комплексного влияния природных и технических факторов. Буримость влияет на выбор техни­ческих средств (способ бурения, тип бурового оборудования и инструмента и пр.), технологических параметров бурения (частота вращения, осевое усилие, способ и полнота удаления из забоя шпура продуктов разрушения и пр.) и последующие технико-экономические показатели рабочего процесса. Взрываемость определяет выбор типа ВВ, конструкции вруба, заряда и пр. Понятия буримости и взрываемо-сти развивают понятие крепости при конкретных видах работ.

Крепость - способность горной породы сопротивляться бурению, отбойке, взрыванию и другим внешним воздействиям, т.е. сопротивляться разрушению от действия внешних усилий. Понятие крепости дает общую характеристику горной породы при любых производственных процессах, в том числе при буре­нии и взрывании. Наиболее распространено определение крепости породы по временному сопротивлению на раздавливание.

17) Классификация горных пород

Для практических целей классификация горных пород необходима при нор­мировании труда на отдельных видах работ, Почти все горные процессы - отде­ление породы от массива, ее перемещение, дробление, сортировка, проветрива­ние выработок, управление горным давлением - зависят в первую очередь от свойств пород. Изучение физических свойств пород возможно только на основе обобщенной их классификации по физическим свойствам.

Первые попытки классифицировать горные породы относятся к концу XVIII в. В настоящее время известны классификации горных пород проф. М.М. Протодьяконова, проф. П.М. Цимбаревича, А.Ф. Суханова, «Союзвзрывпрома», Криво­рожская, «Главшахтостроя», по буримости, взрываемости и др.

Классификации горных пород в работе [39] разбиваются на две большие группы; общие и частные. В общих классификациях горные породы разбивают­ся на большие группы по генетическому принципу, признаку минерального состава, по признаку строения или по тому и другому одновременно. Частные классификации для целей горного дела используются при решении производст­венных или научных задач и основаны на разделении пород по какому-либо одному физическому свойству или характеристике.

Из частных классификаций можно указать:

- классификацию горных пород по коэффициенту крепости (различают поро­ды в основном по пределу прочности на сжатие);

- классификации пород по пористости, плотности, твердости, электропро­водности, теплопроводности и т.д.;

- технологические классификации по какому-либо технологическому парамет­ру (по буримости, взрываемости, экскавации, дробимостй, обогатимости и др.).

Все общие классификации пород являются качественными, характеризую­щими минеральный состав и строение пород как основные факторы, от которых зависят физические свойства пород. Однако они не содержат в себе количест­венного признака. Частные классификации являются количественными класси­фикациями, но они построены по отдельным (единичным) свойствам пород без учета тех качественных показателей из общих классификаций, которые по су­ществу определяют все их свойства.

В настоящее время наибольшее распространение нашли частные классифи­кации.

Самой известной классификацией горных пород по крепости является шкала проф. ММ. Протодьяконова (табл. 16). Для того чтобы отнести породу к той или иной категории, необходимо знать коэффициент крепости. Для его определения М. М. Протодьяконов пользовался результатами испытаний образцов горных по­род на сжатие. При определении коэффициента крепости принимается, что каждая единица крепости соответствует 100 кгс/см^г прочности на сжатие, т.е. j^R^ /100. Все породы разбиты по крепости на десять категорий, пять из которых имеют под­категории предела прочности данной породы при одноосном сжатии.

В дальнейшем в коэффициент крепости Л.И. Бароном была внесена поправка

с _ °сж , 1°сж

300 V 30 "

Для сыпучих пород в качестве коэффициента крепости принимается число­вое значение коэффициента внутреннего трения. Коэффициент крепости пород широка используется в инженерных расчетах, особенно при определении пара­метров буровзрывных работ.

Единая классификация по буримости (табл. 17) введена в действие с 1 января 1969 г. Классификация разработана в Центральном бюро планирования и норми­рования труда (ЦБПНТ) в 1968 г. В основу ее положено время основного (чисто­го) бурения 1 м шпура в минутах в идентичных условиях различных по физиче­ским свойствам пород. Все горные породы разбиты на двадцать категорий. Горные породы [-III категорий не в мерзлом состоянии разрабатываются с помощью экскаваторов, бульдозеров, скреперов, отбойных молотков, мотобу­ров, мотоперфораторов, кайл, ломов, лопат; мерзлые породы I—III категории разрабатываются после их предварительного рыхления теми же механизмами.

Рыхлить можно механическим или взрывным способом. Шпуры бурят пневмо- или электросверлами. Породы IV-IX (иногда XII) категорий разраба­тываются с применением буровзрывных работ при бурении шпуров пневмо- или электросверлами, легкими пневматическими бурильными машинами (перфора­торами); породы IX (ХП)-ХХ категорий - с применением буровзрывных работ при бурении шпуров перфораторами.