Властивості гірничих порід. Класифікація порід по міцності

Утворення вугілля.

Торф складається з рослинних залишків, що частково розклалися, накопи-чились на дні боліт і озер. Розкладання залишків відбувалося у воді за участю мікроорганізмів і при недоліку кисню. Вміст вуглецю в торфі складає 25—35%.

Лігніт утворюється в процесі подальшої вуглефікації і займає проміжне положення між торфом і бурим вугіллям. Трав'янисті рослини і листя дерев в маси лігніту вже розрізнити не можна. Стволи дерев зберігаються в достатку, що обвуглився. По ним ще можна бачити структуру деревини — річні кільця, суччя. Утворення лігніту відбувається під невеликим покривом осадових порід.

Буре вугілля - продукт зміни рослинних залишків колишніх геологічних періодів. Вміст вуглецю в ньому складає 65-78%. Процес перетворення рослинних залишків з торфу в лігніт і в буре вугілля називається диагенезисом. На великих глибинах під дією високого тиску і температури відбувається подальша вуглефікація рослинних залишків.

Кам'яне вугілля - продукт зміни рослинних залишків колишніх геологічних періодів під впливом метаморфізму. Вміст вуглецю із зростанням міри метаморфізму підвищується до 80-85%. Вміст вологи у вугіллі в міру вуглефікації його знижується.

Антрацит - продукт високої міри метаморфізму вугілля. Вміст вуглецю в ньому складає 95-97%.

Властивості гірничих порід. Класифікація порід по міцності

Вугільні родовища мають ряд специфічних природних властивостей, що впливають на умови, технологію і техніку їх розробки. До них відносяться:

1. Значне площинне розповсюдження вугільних пластів при невеликій їх потужності. Це визначає великі розміри шахтних полів, ділянок і очисних вибоїв та пов’язану з цим складність забезпечення стійкості гірничих виробок з урахуванням гірничого тиску, зсуву і обвалювання вміщуючих порід і вугілля;

2. Висока мінливість морфології, потужності і будови вугільних пластів, їх розщеплення, наявності локальних розмивів, складчастості, тектонічних розривів, що ускладнюють ведення гірничих робіт;

3. Різка різниця в речовиннім складі і властивостях вугілля і вміщуючих порід, значна фаціальна мінливість вміщуючих порід на відносно невеликих відстанях, що обумовлює необхідність великого обсягу вивчення інженерно-геологічних властивостей порід покрівлі і підошви вугільних пластів;

4. Підвищена складність гідрогеологічних умов, наявність ізольованих та взаємопов’язаних водоносних горизонтів, при цьому найбільш висока багатоводність пов’язана з підвищеною тріщинуватістю і водопроникливістю;

5. Метаноносність, що досягає 40-45 м³/т пальної маси. Нерідко метан утворює крупні накопичення і інтенсивно виділяється при руйнуванні гірського масиву, при викидах вугілля, породи і газу, розкритті тектонічних і послаблених зон, обваленнях покрівлі, суфлярних виділеннях, що суттєво ускладнюють ведення гірничих робіт і є дуже небезпечні для життя людей;

6. Схильність вугілля до самозаймання, утворенню вибухонебезпечного та шкідливого для здоров’я людей вугільного і природного пилу.

Вказані особливості поведінки вміщуючих порід суттєво впливають на їх властивості, що характеризують деформації, осідання, обвалення тощо при вийманні вугільних пластів.

Класифікація гірських порід за міцністю проф. М.М.Протодьяконова

Категорії порід	Гірські породи	Коефіцієнт міцності f
Найвищою мірою міцні	Найбільш міцні, щільні й грузлі кварцити й базальти. Виняткові за міцністю інші породи
Дуже міцні	Дуже міцні гранітові породи, кварцовий порфір, дуже міцний граніт, кременистий сланець, менш міцні,ніж зазначені вище, кварцити. Самі міцні піщаники йвапняки
Міцні	Граніт (щільний) і гранітові породи. Дуже міцні піщаники й вапняки. Кварцові рудні жили. Міцний конгломерат.Дуже міцні залізні руди. Вапняки міцні. Міцний мармур. Доломіт. Колчедан
Досить міцні	Звичайний піщаник, залізні руди.
	Піщані сланці. Сланцеві піщаники
Середні	Міцний глинистий сланець. Неміцний піщаник і вапняки, м'який конгломерат
	Різноманітні сланці (неміцні), щільний мергель
Досить м'які	М'який сланець. Дуже м'який вапняк, крейда, кам'яна сіль, гіпс. Мерзлий ґрунт, антрацит. Звичайний мергель. Зруйнований піщаник, зцементована галька, кам'янистий ґрунт
	Щебенистий ґрунт. Зруйнований сланець, що злежалися галька і щебінь, міцний кам'яне вугілля. Отверділа глина	1,5
М'які	Глина (щільна). М'яке кам'яне вугілля. Глинистий ґрунт
	М'яка піщаниста глина, лес, гравій	0,8
Землисті	Рослинна земля. Торф. Легкий суглинок, сирий пісок	0,6
Сипучі	Пісок, осипи, дрібний гравій, насипна земля, добуте вугілля	0,5
Пливучі	Пливуни, болотистий ґрунт, розріджений лес	0,3

2. Завдання для самостійного опрацювання матеріалу студентами

Початковий рівень:

Усно відповісти на одне з наступних питань:

1. Що таке мінерали?

2. Що таке гірські породи?

3. Як класифікують гірські породи за походженням?

4. Дати характеристику торфа

5. Дати характеристику бурого вугілля

6. Дати характеристику кам’яного вугілля

7. Дати характеристику антрациту

Достатній рівень:

Письмово відповісти на питання технічного диктанту

1. Складні природні тіла, що є з'єднаннями простіших (хімічних та фізичних) тіл, — мінералів, це - …

2. Як називаються процеси, що відбуваються у верхніх частинах земної кори та на її поверхні під впливом зміни температури, води, вуглекислого газу, а також унаслідок розкладання органічних сполук?

3. Наведіть приклад осадкових порід

4. На що перетворюються залишки рослин і мікроорганізмів, що осідали на дні боліт?

5. Якщо вміст вуглецю складає 25—35% то це...

6. Який вміст вуглецю у антрациті?

7. Якщо вміст вуглецю складає 80—85% то це...

8. Як називають природні хімічні сполуки або самородні элементи, утворені в земній корі в результаті физико-хімічних процесів?

9. В якому році почалися пошуки вугілля на Донбасі?

10. В якому році і де відкрита перша шахта на Донбасі?