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