что такое крепость пород

Крепость (горных пород)

КРЕПОСТЬ горных пород (а. rock hardness; н. Gesteinsfestigkeit; ф. durete des roches; и. dureza de rocas) — общепринятое условное понятие, символизирующее совокупность механических свойств горных пород, проявляющихся в различных технологических процессах при добыче и переработке полезных ископаемых. Крепость возрастает с увеличением сил связей между частицами и отдельностями горных пород и содержания прочных минералов в породе и снижается, как правило, при увлажнении (особенно в связных горных породах). М. М. Протодьяконовым (старшим) первоначально для оценки крепости была предложена классификация, основанная на предположении, что разрушение горных пород происходит в основном путем преодоления прочности пород на сжатие. По этой классификации, получившей затем широкое практическое применение, все разрабатываемые горные породы подразделяются на 10 категорий от f=0,3 для слабых плывучих пород до f=20 для крепких и вязких базальтов, кварцитов и т.п., где f10-3 scж, кгс/см 2 (Па). Метод экспериментальной оценки коэффициента крепости, предложенный М. М. Протодьяконовым (младшим), основан на относительной оценке работы, затраченной на дробление горных пород свободнопадающим с высотой 0,6 м грузом массой 2,4 кг (ГОСТ 21153.1-75).

Современные методы разработки полезных ископаемых при воздействии на породу включают более целесообразные сжимающие, скалывающие и растягивающие усилия. При этом крепость для относительной технико-экономической оценки разрабатываемости принято классифицировать 5 классами по 5 единиц крепости в каждом (табл.).

Для характеристики крепости в этом случае служит показатель трудности разрушения пород Пр:

s_cж, s_p, t_cдв — соответственно, пределы прочности на сжатие, растяжение и сдвиг (МПа);

g — объёмный вес (Н/м 3 ).

Для целей нормирования и расчёта машин и механизмов в практике горного дела используют частные, преимущественно ведомственные, критерии: буримость, взрываемость, экскавируемость, дробимость, измельчаемость горных пород и т.п.

Источник

Шкала Протодьяконова крепость горных пород

Шкала Протодьяконова — шкала коэффициента горных пород по крепости, составленная профессором М.М. Протодьяконовым в начале XX века.

Эта классификация основана на том, что сопротивляемость горной породы любым видам разрушения может быть выражена одним определенным числом – коэффициентом крепости породы (f), который показывает, во сколько раз крепость данной породы больше или меньше крепости породы, условно принятой за единицу.

Коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову в системе СИ рассчитывается по формуле:

fкр = 0,1σсж, где σсж — предел прочности на одноосное сжатие [МПа].

Источник

Шкала Протодьяконова

Шкала́ Протодья́конова — шкала коэффициента крепости горной породы.

Разработана в нач. 20 в. Протодьяконовым М.М. Является одной из первых классификаций пород. Основывается на измерении трудоемкости их разрушения при добывании.

Коэффициент крепости f по шкале проф. М. М. Протодьяконова

Таблица 1. Коэффициент крепости f по шкале проф. М. М. Протодьяконова Примечание. Характеристика пород с VIIa до Х категорий опущена.

Протодьяконов предполагал положить подобную классификацию в основу оценки труда рабочего при добыче угля и руд, нормирования труда. Он полагал, что при любом методе разрушения породы и способе её добычи, возможно оценить породу по усредненному коэффициенту добываемости. Если один из двух типов пород более трудоемок при разрушении, например, энергией взрыва, то порода будет более крепкой при любом процессе её разрушения, например, зубком комбайна, кайлом, лезвием головки бура при бурении и т. д.

При разработке подобной шкалы М. М. Протодьяконов ввел понятие крепость горной породы. В отличие от принятого понятия прочность материала, оцениваемой по одному из видов напряженного её состояния, например, временном сопротивлении на сжатие, на растяжение, на кручение и т. д., параметр крепость позволяет сравнивать горные породы по трудоемкости разрушения, по добываемости. Он полагал, что с помощью этого параметра возможно оценить совокупность действующих при разрушении породы различных по характеру напряжений, как это имеет место, например, при разрушении взрывом.

Метод относительной оценки горной породы по крепости, трудоемкости при её разрушении имеет, как отмечалось многими, недостатки, за рубежом им не пользуются, но без него не обходятся в технической литературе Советского Союза и России.

Коэффициент крепости пород по М. М. Протодьяконову в системе СИ рассчитывается по формуле:

где σ_с — предел прочности на одноосное сжатие [МПа].

Источник

System of Calculations | Mine

Определяем крепость горных пород

В своей трудовой деятельности я часто сталкиваюсь с горно-геологическими прогнозными паспортами, где наиболее ценной для меня информацией является характеристика пород. Кто-то смотрит нарушения, водоприток, профиль, а мне для расчета нужны мощность и прочность пород на сжатие. Так вот, идея этой записи возникла, когда вместо прочности пород, я получил коэффициент крепости по М.М. Протодьяконову. Здесь я хочу рассказать, что вообще такое коэффициент крепости, как он рассчитывается и как из него получить прочность пород на сжатие.

Это понятие крепости введено проф. М.М. Протодьяконовым, который для количественной её оценки предложил коэффициент крепости f, в первом приближении пропорциональный пределу прочности породы при сжатии. Им была разработана шкала горных пород по крепости, в соответствии с которой все горные породы подразделены на 10 категорий.

В простейшем случае крепость горных пород можно рассчитать по формуле:

Более точно связь между σ_сж и f в области больших значений σ_сж может быть выражена эмпирической формулой:

$$f=0,33 \times 10^ <-7>\sigma_ <сж>+ 0,58 \times 10^ <-3>\sqrt< \sigma_<сж>>$$

Существуют и другие формулы взаимосвязи коэффициента крепости пород с их прочностными параметрами. Например, формула Л.И. Барона:

Здесь σ_сж измеряется в МПа, что несколько удобнее, ведь на практике геологи дают характеристику пород, где прочность представлена в этих единицах.

Теперь пора вернуться к вопросу, с которого началась эта запись. Как же получить из коэффициента крепости прочность породы на сжатие σ_сж.

Если необходимо узнать примерный предел прочности, то тут все просто, умножаем f на 10, получаем σ_сж в МПа.

Но если мы захотим воспользоваться эмпирическими формулами f, тут могут возникнуть сложности, т.к. просто подставить значение коэффициента крепости и из него получить прочностную характеристику не получится.

В работе А.С. Танайно представлены формулы для трех интервалов в пределах 1 ≤ f ≤ 20 по которым можно рассчитать σ_сж:

Честно говоря, я не стал использовать эти формулы. Конечно я их проверил. При подстановке граничных значений интервалов f получаем σ_сж, которая отличается всего на 0,4 МПа в 1 и 2, 2 и 3 интервалах.

Ниже я сделал небольшой калькулятор. В нем используется формула Л.И. Барона для определения коэффициента крепости f и прочности σ_сж породы. Главное помните, что коэффициент крепости измеряется от 0,3 до 20. Если получатся другие значения, это не вина калькулятора, а того, кто вводит в него данные.

Источник

Определение крепости горных пород

В настоящее время методы разработки полезных ископаемых предполагают использование сжимающих, скалывающих и растягивающих усилий, которые являются более целесообразными. Крепость же при использовании таких методов для оценки технико-экономических характеристик разделяется на пять классов по пять единиц крепости в каждом (см. таблицу).

Крепкие гранитные породы, кварцевый порфир,
креп­кий
гранит, кремнистый сла­нец, некрепкие кварциты

Скальные
средней
трудности разрушения

Скальные
средней
труд­ности раз­рушения;
П_р=11-15

Габбро-диабазы, брекчия кварцевая, гнейс, габбро, гранит, андезит, песчаник оруденелый

Источник

• ← кровоток антеградный в позвоночной артерии что это нормально
• чем заменить слово реально →