Основы технологии и экономики горного производства. Конспект лекций, страница 25

PS…Технологическим основанием для указанного деления могут быть: минимально допустимый размер рабочего очистного пространства – 0.8 м., максимальный размер деревянной рудничной стойки – 3 м., 20 м. – как максимальный размер мощности рудного тела, при которой  очистное пространство в виде камеры ориентируют еще по простиранию, при больших размерах – вкрест простиранию. Вкрест простиранию, т.е. по направлению мощности рудного тела.

В. ФИЗИКО-МЕХАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РУД И ПОРОД

Преобразование массива в процессе добычи полезного ископаемого определяется его физико-механическими свойствами и, в первую очередь, такими как крепость и устойчивость, хотя общее их количество уже насчитывает более 100.

Крепость - интегральная энергетическая характеристика массива, описывающая его способность сопротивляться технологическому воздействию. Первым таким воздействием является отбойка как отделение в виде кусков. Природа крепости в соотношении внутренних и внешних условий (сил межмолекулярного взаимодействия и геологического состояния массива). Исключительная сложность названных условий затрудняет систематизацию и классификацию пород по крепости.

В самой простой и обычной классификации породы делятся на три группы: твердые, средние и мягкие, что дает общее представление о твердости и крепости породы в широком смысле слова.

При научном подходе (начало ХХ века) в качестве основных признаков классификации было положено сопротивление пород бурению, истиранию, также расход энергии на выбуривание определенного метража и объема породы, с учетом вязкости и трещиноватости.

В отечественной практике широко используется классификация пород по крепости М.М. Протодьяконова (1926). Им в основу положен принцип: «…если какая-нибудь порода крепче другой в некоторое число раз в одном отношении, например бурении, то во столько же раз она будет крепче и во всяком другом отношении, например, при взрывании, в отношении давления на крепь и т.д.». Все породы разделены на 10 категорий по крепости: в высшей степени крепкие, очень крепкие, крепкие, довольно крепкие, средние, довольно мягкие, мягкие, землистые, сыпучие, плывучие. Это относительное число было названо коэффициентом крепости. Для пород, способных выдерживать испытание на сжатие, коэффициент крепости равен отвлеченному числу, в сто раз меньшему временного сопротивления на сжатие. При этом для плотной глины и мягкого каменного угля (мягкие породы) коэффициент крепости принят равным 1, а для пород высшей степени крепости (плотные и вязкие кварциты, базальты) – равный 20. В настоящее время для технологических целей по коэффициенту крепости проф. М.М. Протодьяконова (старшего) руды и породы классифицируются на 4 категории: мягкие (коэффициент крепости f до 4), средней крепости (f от 4 до 9), крепкие (f от 9 до 15), весьма крепкие (f более 15).

Не менее важной в технологическом отношении является другая характеристика массива - устойчивость как способность сохранять свое состояние при обнажениях снизу и боков. Она также как крепость интегральная и определяется в основном гравитационным полевом воздействием, строением пород и наличием обнаженной поверхности.

По строению породы подразделят на связные (упругие), сыпучие (не связные). Некоторые сыпучие породы при насыщении их водой образуют плывуны (плывучие породы). В связных породах минеральные частицы соединены между собой силами внутреннего сцепления. Применительно к связным породам и можно говорить о устойчивости массива. В нагружении массива кроме  гравитационного поля участвуют силы тектонического происхождения, возникающие при процессах горообразования и проявлениях активности внутренних сил Земли. При обнажении происходит перераспределение напряженности массива – вокруг выработки возникает зона растягивающих усилий, приводящих к нарушению равновесия, получивших название горного давления.

По степени устойчивости руды и породы подразделяются (при условии, когда ширина и длина обнажения соизмеримы, т.е. длина превышает ширину не более чем в два раза):