Натурні методи вивчення властивостей масиву гірських порід

Властивості масиву гірських порід

МАСИВ гірських порід

Властивості масиву гірських порід істотно відрізняються від властивостей складають його порід, ᴛ.ᴇ. гірських порід в зразку. Це обумовлено сле-дмуть факторами.

1. Вплив фізичних полів. Перш нд ?? його, масив порід знаходиться в складному напруженому стані (гірський тиск), а досліджувані в лабораторних умовах зразки розвантажені. Разом з тим, вологість, па-раметров теплових і електромагнітних полів в розробляється масиві, як правило, відрізняються від таких при лабораторних випробуваннях.

2. Масштабний ефект, ᴛ.ᴇ. залежність властивостей гірських порід від їх обсягу.

3. Складна будова і блочность масиву. Реальний масив, як правило, має шарувату будову, різні тектонічні порушення. Тріщини розбивають масив на окремі блоки. Все це неможливо з-зберігати в окремо взятому зразку гірської породи.

Гірська технологія спрямована на розробку масиву порід, в зв'язку з цим для її проектування необхідні властивості саме масиву, а не окремих-ного зразка. Для їх вивчення можуть використовуватися такі методи.

1. Натурні методи. Οʜᴎ полягають у вимірі властивостей мас-ва гірських порід безпосередньо в виробничих умовах (в шахті, на кар'єрі і ін.). При цьому при вс ?? їй очевидності такого підходу определ ?? е-ня багатьох властивостей безпосередньо в масиві пов'язано з надзвичайно ви-сокой трудомісткістю, а часом просто неможливо.

2. Непрямі методи. Реалізація таких методів заснована на уста-лення і використанні статистичного взаємозв'язку різних властивостей гірських порід. Взаємозв'язок властивостей обумовлена спільністю складу і будови гірських порід. У разі якщо такий взаємозв'язок встановлена (наприклад, між міцністю порід і швидкістю пружної хвилі), то в виробництв-ських умовах проводиться вимірювання найбільш просто визначається параметра і побічно оцінюється величина іншого. Такі методи отли-зустрічаються невисокою точністю і переважно використовуються для оціню-ки мінливості властивостей масиву при впливі на нього різних факто-рів, а не для прямого определ ?? ення.

3. Розрахунковий метод. Основна ідея методу полягає в определ ?? е-ванні властивостей в лабораторії на зразках порід з подальшим введенням поправок на вс ?? е чинники, що характеризують стан реального масиву гірських порід. Саме такий підхід є домінуючим.

З огляду на залежність отмасштаба і характеру впливу на гірські поро-ди, використовують одне з наступних понять:

1. Масив гірських порід. Це поняття використовують при Проектуванн-ванні процесів, що охоплюють досить великі обсяги масиву, на-приклад, при розрахунку вибухових робіт, гірничого тиску та ін.

2. Гірська порода в масиві. Таке поняття застосовують при локальному (точковому) впливі на масив, наприклад, при проектуванні процес-сов буріння, різання порід. У цьому випадку враховують тільки вплив фі-зичних полів. Вплив же масштабного еффекта͵ шаруватості і блочного будови масиву в таких процесах не проявляється.

3. Гірська порода в зразку (часто просто використовують термін "гірська порода). Застосовують в тих випадках, коли порода вже відділ ?? ена від масиву, наприклад, при збагаченні корисних копалин, вторинному дробленні шматків і ін.

Прямі (натурні) методи дають найбільш достовірну інформацію про властивості масиву гірських порід і в даному сенсі є еталонними. При цьому частіше нд ?? його вони відрізняються високою трудомісткістю і мають ряд негативних особливостей. Найбільш просто і тими ж методами, що і в лабораторних умовах, визначаються характеристики гірських порід, свя-занние з поширенням енергії. До них можна віднести: швидкість про-часткових і поперечних пружних хвиль, тепло- і температуропровідність, діелектричну проникність, електропровідність і т.п. При цьому, по-кільки сигнал поширюється в реальному масиві, виміряні пара-метри відображають як вплив фізичних полів, так і будова масиву. За швидкістю поширення пружних хвиль бувають обчислені динамічні пружні характеристики масиву.

Рис.8.1. Навантаження масиву гірських порід: 1 -целік, 2-навантажувальні плити, 3-система гідродомкратів

Найбільшою трудомісткістю відрізняються методи определ ?? ення ін-ностних і деформаційних властивостей масиву. Ідея методів полягає в створенні напруги в елементах масиву, відділ ?? енних щілинами або виробками від оточуючих порід. Міцність при стисканні повинна бути определ ?? ена за наступною схемою (рис.8.1). У разі якщо па випробовуваний цілик устано-вити репери і в ході навантаження за допомогою маркшейдерських приладів вимірювати деформацію породи, то можна побудувати деформаційних криву і оцінити пружні і пластичні властивості масиву.

Мал. 8.2. Схема побудови паспорта міцності масиву гірських порід

Найважливішою характеристикою масиву є його паспорт міцності. Для побудови що обгинає кіл граничних напруг проводять випробування за схемою, представ-ленній на рис.8.2. В результаті випробувань на зріз із стисненням отримують значення руйнівного напруження при зсуві породи по лінії під уг-лом. Різні значення кутів зсуву отримують шляхом зміни гео-метричних розмірів ніші, в якій встановлюють гідродомкрати. Процедура випробувань і побудови паспорта міцності ясна з малюнка. Трудомісткість методів пов'язана як зі складністю самої організації екс-перімента͵ так і з вкрай важливо стю вручну (на відбійний молоток) ви-рубати в гірській породі щілини, контурних випробовуваний обсяг мас-сива. При цьому потрібно враховувати, що підготовлений до випробувань цілик вже частково розвантажений і не в повній мірі представляє весь масив гір-них порід.

Читайте також

Властивості масиву гірських порід МАСИВ гірських порід властивості масиву гірських порід істотно відрізняються від властивостей складають його порід, тобто гірських порід в зразку. Це обумовлено сле-дмуть факторами. 1. Вплив фізичних полів. [Читати далі].

Прямі (натурні) методи дають найбільш достовірну інформацію про властивості масиву гірських порід і в цьому сенсі є еталонними. Однак найчастіше вони відрізняються високою трудомісткістю і мають ряд негативних особливостей. Найбільш просто і тими ж методами, що і в. [Читати далі].