Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Физико-механические свойства горных пород

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
15.82 Mб
Скачать

г.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 -

 

 

®/

 

 

 

 

 

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