Технологическая характеристика горных пород

Объектами открытых горных работ являются разнообразные горные породы: коренные (магматические, метаморфические и осадочные), залегающие в толще земной коры на месте своего образования, и покрывающие их наносы – измельченные породы, переотложенные или перенесенные.

При разработке горные породы подвергаются различного рода воздействиям, главным образом механическим: ударам, сдвигу, уплотнению, перемещению и другим, в результате чего изменяется их состояние. В общем случае различают естественное и искусственное изменение (посредством взрыва, механическими способами разрушения, водопонижением, химическим укреплением и др.) состояния горных пород.

Горному инженеру важно знать физико-технические свойства и характеристики горных пород: плотность, пористость, влажность, сопротивляемость различным усилиям, абразивность, вязкость, хрупкость, устойчивость, увеличение объема при разрушении и др. При воздействии на породный массив в первую очередь необходимо знание свойств пород в их естественном состоянии; для других целей (погрузка, перемещение, складирование, дробление и др.) следует определять и учитывать свойства пород в искусственно измененном состоянии. При этом свойства пород зависят как от свойств в естественном состоянии, так и от способа воздействия на них в стадии разработки. Изменение свойств начинается на месте залегания пород. Например, при взрыве происходит не только разрушение пород, но и ослабление связей в прилегающем породном массиве; при водопонижении также меняются свойства пород в массиве и т. д. Во многих случаях свойства пород изменяются постепенно (например, уплотнение пород в насыпях, слеживание, выветривание фильтрационные оплывание сыпучих пород и т.д.).

Свойства пород изменяются в большом диапазоне. Трудно найти хотя бы две одинаковые по минералогическому составу на разных месторождениях с одинаковыми свойствами и характеристиками. Поэтому принято объединять породы в группы, категории и классы с определенным диапазоном свойств и характеристик.

Для открытой разработки все горные породы целесообразно делить на группы:

- скальные и полускальные (в естественном их состоянии);

- разрушенные (искусственно или естественно измененные породы первой группы);

- плотные, мягкие (связные) и сыпучие.

Группы пород предопределяют способы их разработки и применяемые для этого технические средства.

Учитывая особо важное значение трещиноватости пород для расчета технологических процессов и оценки трудности разработки пород, желательно до начала горных работ установить по специальным методикам: тип трещиноватости; углы падения и азимуты главных систем трещин; протяженность, раскрытие и расстояние между трещинами в системах; характер и степень заполнения трещин; общий объем трещинной пустотности (в %); размер отдельностей (блоков) в массиве.

Снижение плотности породы в массиве характеризуется коэффициентом структурного ослабления , равным отношению сцеплению отдельного куска породы при отрыве от массива К_м к сцеплению ее в образце (куске) К_к. Сцепление по трещинам и тектоническим нарушениям изверженных и метаморфических пород, а также по контактам слоев осадочных пород часто не превышает 0.05-0.1 МПа.