Классификация горных пород проф. М.М. Протодьяконова

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

В основу этой классификации положен коэффициент крепости горных пород f, который характеризует прочность гор-
ных пород на раздавливание при одноосном сжатии. При-
нято, что порода с прочностью на раздавливание 100 кгc/см² (9,8×10⁶ Н/м²) имеет коэффициент крепости, равный единице. Таким образом, порода, обладающая прочностью, например, 1000 кгс/см² (9,8 × 10⁷ Н/м²), имеет коэффициент крепости по классификации проф. М.М. Протодьяконова:

т.е. коэффициент крепости показывает, во сколько раз данная порода крепче другой, крепость которой принята за единицу.

Проф. М.М. Протодьяконов считал, что коэффициент крепости характеризует породу во всех производственных процессах, т.е. если данная порода крепче другой в некоторое количество раз, например, при бурении, то она, как правило, во столько же раз крепче ее и при других производственных процессах, например, при взрывании.

Классификация проф. М.М. Протодьяконова (табл. 1.2) имеет 10 категорий (от I до X), часть из которых разбита на подкатегории (III—VII). Породы самые крепкие относятся к I категории, самые слабые — к Х категории. Каждой группе пород соответствует коэффициент крепости от 0,3 до 20. Эта классификация до настоящего времени на многих горно-добывающих предприятиях стран СНГ применяется для ориентировочной оценки пород, а также при укрупненных проектных и сметных расчетах.

Таблица 1.2

Классификация пород М.М. Протодьяконова

Категория пород	Степень крепости	Горные породы	Коэффициент крепости f
I	В высшей степени крепкие породы	Наиболее крепкие, плотные и вязкие кварциты и базальты. Исключительные по крепости другие породы	³ 20
II	Очень крепкие породы	Очень крепкие гранитовые породы. Кварцевый порфир, очень крепкий сланец. Менее крепкие, нежели указанные выше кварциты. Самые крепкие песчаники и известняки	15
III	Крепкие породы	Гранит (плотный) и гранитовые породы. Очень крепкие песчаники и известняки. Кварцевые рудные жилы. Крепкий конгломерат. Очень крепкие железные руды	10
IIIа	То же	Известняки (крепкие). Некрепкий гранит. Крепкие песчаники. Крепкий мрамор, доломит, колчедан	8
IV	Довольно мягкие породы	Обыкновенный песчаник. Железные руды	6
IVа	То же	Песчанистые сланцы. Сланцевые песчаники	5

Окончание табл. 1.2

Категория пород	Степень крепости	Горные породы	Коэффициент крепости f
V	Породы средней крепости	Крепкий глинистый сланец. Некрепкий песчаник и известняк, мягкий конгломерат	4
Vа	То же	Разнообразные сланцы (не-крепкие), плотный мергель	3
VI	Довольно мягкие породы	Мягкий сланец. Очень мягкий известняк, мел, каменная соль, гипс. Мерзлый грунт, антрацит. Обыкновенный мергель. Разрушенный песчаник, сцементированная галька	2
VIа	То же	Щебенистый грунт. Разрушенный сланец, слежавшийся сланец, слежавшаяся галька и щебень, крепкий каменный уголь. Отвердевшая глина	1,5
VII	Мягкие породы	Глина (плотная). Мягкий каменный уголь. Крепкие наносы, глинистый грунт	1,0
VIIа	То же	Легкая песчанистая глина, лесс, гравий	0,8
VIII	Землистые породы	Растительная земля. Торф, легкий суглинок, сырой песок	0,6
IX	Сыпучие пески	Песок, осыпи, мелкий гравий, насыпная земля, добытый уголь	0,5
X	Плывучие породы	Плывуны, болотистый грунт, разжиженный лесс и дру- гие разжиженные породы, грунты	0,3

Для оперативного норматирования классификация пород проф. М.М. Протодьяконова непригодна. Для этих целей пользуются классификациями по буримости и взрываемости.

Единая классификация горных пород по буримости

Специальной комиссией при бывш. ИГД АН СССР на основе исследований проф. А.Ф. Суханова разработан проект единой классификации по буримости. Буримость пород в этой классификации характеризуется чистой скоростью бурения шпура при следующих стандартных условиях опыта: тип бурильного молотка ПР-19 (ПР-22); давление сжатого воздуха ¾ 4,5 кгс/см² (0,45 МПа); характеристика бурового инструмента: диаметр головки бура ¾ 42 мм; форма лезвия бура ¾ крестовая; угол
заострения лезвия ¾ 90°; длина штанги ¾ 1 м; глубина бурения ¾ до 1 м.

В случае проведения опыта при условиях, отличных от стандартных, вводятся соответствующие поправочные коэффициенты. После определения скорости бурения по классификации находится наиболее близкая величина табличной скорости и порода относится к этому классу. На этом принципе составлено большое количество классификаций для определенных условий рудников, карьеров, бассейнов (табл. 1.3).

Параллельно с созданием классификаций по скорости бурения проводилась классификация пород по энергоемкости бурения для определенных типов буровых машин. Преимущество таких классификаций в том, что энергоемкость позволяет оценить, кроме буримости, эффективность применяемого способа (машины, станка), так как чем меньше энергоемкость, тем более эффективно реализуется процесс разрушения породы и удаления продуктов разрушения с забоя. За меру эффективности принято значение энергоемкости а:

где А ¾ затраты энергии на бурение, А = Nt; N ¾ потребляемая мощность, кВт; t ¾ время работы машины, станка при выбуривании объема породы V_п.

Одна из первых таких классификаций была составлена в
1867 году для бурения скважин на карьерах Колывано-Вос-кресенских заводов (Урал). После широкого распространения для бурения взрывных скважин ударно-канатных станков Я.Б. Зайдманом и П.П. Назаровым в 30-х годах была разработана классификация пород по энергоемкости для этого способа бурения. Проф. И.А. Тангаевым разработана классификация по энергоемкости применительно к шарошечному способу бурения. При этом им показано, что на энергоемкость влияют прочность и трещиноватость пород, т.е. чем более трещиновата порода, тем меньше энергоемкость ее бурения, но тем она легче разрушается при взрыве и более производительно грузится экскаваторами. Таким образом, И.А. Тангаеву удалось по энергоемкости шарошечного бурения оценить взрываемость пород в обуренном объеме блока, чего не удавалось сделать по другим классификационным критериям. Аналогичную информацию о свойствах обуриваемого массива (прочность и трещиноватость) можно получить по чистой скорости бурения при определенных режимах (прочность) и уровню низкочастотных вибраций бурового става (трещинова-тость). Указанная методика разработана в МГИ.

Классификации пород по взрываемости основаны на определении величины удельного расхода определенного ВВ при стандартных условиях взрывания. При этом в результате взрыва порода должна разрушаться на куски определенной крупности.

В настоящее время на многих рудниках и карьерах разработаны местные классификации массивов пород по взрываемости, в основу которых положены свойства массивов: трещиноватость и прочность отдельностей, наиболее существенно влияющие на расчетный удельный расход ВВ. Сравнительный анализ таких классификаций показывает, что в каждой из них имеются легковзрываемые, трудновзрываемые и весьма трудновзрываемые массивы пород. Иногда в классификации вводятся промежуточные классы выше средней взрываемости и т.д. Сравнение одинаковых по характеристике взрываемости массивов показывает, что расчетный удельный расход в них может отличаться в 2 и более раза (например, для трудновзрываемых массивов от 0,42 до 0,850 кг/м³ и т.д).

Объективное сравнение взрываемости пород по таким «местным» классификациям невозможно. Поэтому МГИ совместно с ВНИИцветметом (авторы Б.Н. Кутузов и В.Ф. Плужников) разработана общая классификация массивов пород по взрываемости для карьеров, исходя из стандартных условий проведения ее оценки. За стандартные условия проведения опытных взрывов приняты: высота уступа 12—15 м, угол откоса 65—70°, диаметр скважин 243—269 мм, ВВ ¾ граммонит 79/21; схема взрывания многорядная, КЗВ с замедлениями по диагоналям, величина перебура 2 м, величина забойки 6 м.

Таблица 1.3

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 3331; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!