Плотные породы представлены твердыми глинами, мелами, бурыми и каменными углями и др. Предел прочности этих пород при одноосном сжатии 107- 2*107Па. Их можно разрабатывать горными машинами без предварительного разрушения при достаточных усилиях резания. В случае динамических нагрузок плотные породы разрушаются хрупко, но при длительном воздействии нагрузки они ведут себя как пластичные тела. Угол их внутреннего трения равен 16-35о, сцепление 5*105 – 4 10 6 Па.
Мягкие породы представлены песчаными глинами, суглинками, супесями, мягкими углями, полностью дезинтегрированными изверженными и метаморфическими породами и др. Предел прочности их при одноосном сжатии 106 -107 Па, угол внутреннего трения 14-23о, сцепление 5*104 -106 Па. Такие породы достаточно легко разрабатываются без предварительного рыхления всеми видами выемочных машин. При высыхании они становятся полутвердыми, а под действием воды набухают.
Сыпучие породы – это различные пески. Пески называют пылеватыми, если масса частиц крупнее 0,1 мм составляет менее 75% и мелкими – при большем содержании частиц. Если в песке содержится более 50% частиц крупнее 0,25мм, его называют песком средней крупности, более 50% частиц крупнее 0,5 мм – песком крупным, более 25% гравелистых частиц – песком гравелистым. Если в породе содержится 50% частиц крупнее 2 мм, то ее называют гравийной (дресвяной), а если 50% и более частиц крупнее 10мм, то породы называют галечниками и щебенистыми.
Мерзлые породы. Мягкие породы и сыпучие породы рои отрицательной температуре вследствие превращения свободной воды, а также и других видов в лед, прочно скрепляющий минеральные частицы, резко изменяют свои прочностные свойства. Наименьшей прочностью и наибольшими деформациями обладают глинистые породы, имеющие слоистую криогеновую (с прослоями льда) текстуру, а наибольшей прочностью – крупнозернистые песчаные породы со сложной текстурой. По мере понижения температуры и увеличения влажности пород (до полного водонасыщения) их предел прочности при сжатии существенно возрастает. Прочность мерзлых мягких и сыпучих пород близка к прочности плотных и полускальных пород. Мерзлые песчаные породы при оттаивании имеют те же прочностные показатели, что и до промерзания. Глинистые мерзлые породы при оттаивании часто превращаются в разжиженную массу и теряют свою несущую способность.
В массивах часто встречаются разнородные породы, представляющие собой различные сочетания рассмотренных ранее пород. Они могут быть представлены уплотненными мягкими и сыпучими породами со скальными включениями в виде гравия, валунов, конгломератов, кремнистых или известняковых прожилков и линз, хаотически расположенных в массиве основной породы. Разнородные породы наиболее характерны для песчано – гравийных месторождений.
Разрушение породы
В зависимости от степени разрушения необходимо различать следующие технологические виды разрушенных и раздробленных пород.
1. Связновзорванные – скальные и полускальные породы. Отдельности массива пород, находящихся в таком состоянии не разрываются полностью, а лишь увеличивается трещиноватость массива и сохраняются в значительной мере силы сцепления между отдельностями.
2. Крупновзорванные – это породы с большими воздушными промежутками между блоками и кускам, с отсутствием сил сцепления между ними, но блоки и куски этих пород зажаты во взорванной массе и существуют силы сцепления по неразрушенным природным трещинам в кусках.
3 Мелковзорванные – они характеризуются наличием большого числа воздушных промежутков между кусками. Отдельные куски чаще зажаты во взорванной массе.
4 Раздробленные породы – К этому виду относятся все взорванные породы, дополнительно раздробленные другими способами, с кусками крупностью не более 20см.
5 Мелкораздробленные (щебеночного вида) породы с частицами размером не более 10 см, получающиеся в результате дробления и рассева по крупности добытых полезных ископаемых.
6 Разрыхленные мягкие породы теряют естественное сцепление.
Лекция №15
Тема: ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
План лекции (с.178-200/1/):
1. Разрушение и транспортирование горных пород.
2. Управление состоянием массива горных пород. Обогащение и геотехнология.
