logo
физика горных порд-лекции

2.5. Паспортизация горных пород по физико-техническим параметрам

Цель паспортизации горных пород – компактная запись основных физических параметров пород с достаточной точностью для дальнейшего использования при расчете напряженного состояния массива горных пород, горного давления, параметров горных выработок, при которых обеспечивается их устойчивость. С помощью паспорта горных пород систематизируют, классифицируют и обрабатывают полученные данные в лабораторных или натурных условиях. В паспорт горных пород входит название пород, описание их строения и комплекс основных параметров, достаточных для оценки горной породы как объекта горных работ и записанных в виде соответствующего номера группы (табл.4.?)

Все показатели строения и свойств пород по числовым значениям разбиты на десять групп. Пределы изменения в каждой группе выбраны с учетом максимальных значений параметров для пород и коэффициента вариации, в результате чего интервал разбивки параметров неравномерных. Большому значению параметра соответствует и большое цифровое значение группы. Примеры группирования пород приведены в табл.2-6 и табл 4.7

Таблица 2.6. Группирование размеров зерен в горных породах

Тип структуры породы

Размер зерен, ММ

Группа размера зерен

аморфная

0

0

Скрытокристаллическая:

коллоидная

(0 – 5)*

1

глинистая

–

2

алевролитовая

10-3– (5*10-2)

3

Кристаллическая

мелкозернистая

(5*10-2) – (2,510-1)

4,5

среднезернистая

(2,510-1) - (5*10-1)

6

крупнозернистая

(5*10-1) - 1

7

грубозернистая

1 - 5

8

гигантозернистая

>5

9

Таблица 2-7 Группирование параметров строения горных породах

Коэффициент формы kфр

Группа формы зерен kфр

Коэффициент неоднородности размеров kн.р

Группа kн.р

Коэффициент неоднородности формы kнф

Группа kн.ф

Коэффициент ориентации зерен

kо

Группа

Коэффициент трещиноватости kтр

Блочность

Группа трещиноватости

1 – 1,5

0

1-1,5

0

1-1,5

0

1-1,5

0

0-10-4

крупная

0

1,5-2,5

1

1,5-2,5

1

1,5-2,5

1

1,5-2,5

1

10-4- 2*10-4

крупная

1

2,5-5,5

2

2,5-5,5

2

2,5-5,5

2

2,5-5,5

2

2*10-4-5*10-4

средняя

2

5,5-10,5

3

5,5-10,5

3

5,5-10,5

3

5,5-10,5

3

5*10-4-10-3

средняя

3

10,5-20

4

10,5-20

4

10,5-20

4

10,5-20

4

10-3- 2*10-3

мелкая

4

20-30

5

20-30

5

20-30

5

20-30

5

2*10-3-5*10-3

мелкая

5

30 - 50

6

30 - 100

6

30 - 50

6

30 - 50

6

5*10-3-10-2

мелкая

6

50 - 70

7

100-150

7

50 - 70

7

50 - 70

7

10-2-10-1

мелкая

7

70-100

8

150-200

8

70-100

8

70-100

8

10-1-1

тонкая

8

>100

9

>200

9

>100

9

>100

9

>1

тонкая

9

Таблица 2-8 Группирование плотностных и механических свойств горных пород

Группа

Объемная масса γ*10-3, кг/м3

Пористость Р,%

Предел прочности при сжатии σсж МПа,

Предел прочности при растяжении σр МПа

Модуль упругости,

Е*104, МПа

Коэффициент Пуассона

0

< 1,69

< 2

<10

<1

<9

<0,13

1

1,6-2,0

2-4

10-30

1-3

9-25

0,13-0,17

2

2,0-2,4

4-6

30-50

3-5

25-35

0,17-0,21

3

2,4-2,6

6-8

50-70

5-7

35-45

0,21-0,23

4

2,6-2,8

8-10

70-90

7-9

55-65

0,23-0,25

5

2,8-3,0

10-14

90-110

9-11

65-95

0,25-0,27

6

3,0-3,4

14-18

110-150

11-13

95-125

0,27-0,29

7

3,4-4,0

18-26

150-210

13-17

125-175

0,29-0,33

8

4,0-5,0

26-40

210-290

17-23

125-175

033-0,41

9

>5.0

>40

290

>23

>175

0.41

Пример составления паспорта. Название породы записываем в графу Iтабл. 2-6 в графеIIтабл 2-6 ставим дробь, в числите первая цифра обозначает группу среднего размера зерен минерала (dср,), слагающих породу, приведенную в табл 2.7 вторая цифра – группу формы зерен (kфр), показанную в табл.2.8 . В знаменателе проставляют цифры, обозначающие группы, соответствующие коэффициентам неоднородности зерен по размерам(kн.р) и форме(kн.ф). Две последние цифры строения указывают на группы коэффициент ориентации(k0) и коэффициент трещиноватости(kтр). Коэффициент трещиноватости оценивается по удельному количеству трещин, приходящихся на 1 см2площади поверхности горной породы. В графахIIIиIVтабл 4.? Следует записывать группы объемной массы и пористости, соответствующие физическим параметрам породы их табл. 2-8

В графе Vтабл.2-6 проставляют дробь, цифры числителя которой соответствуют группам механических параметров таких как предел прочности при сжатии, модуль упругости, коэффициента Пуассона (см.табл. 2.9) в знаменателе записывают группы тепловых параметров – коэффициент теплопроводности, удельной теплоемкости, коэффициента теплового расширения.

Число отдельных показателей физико-технических свойств горных пород, учитываемых в паспорте можно при необходимости увеличивать. Результаты изучения параметров породы можно записать

для мелкозернистого граниты в виде

для каменного угля

Таблица 2-6 Расшифровка характеристик строения горных пород и их свойств, входящих в паспорт

I Название породы

II

Характеристика строения

Название породы или цифровой код

Группа размера зерен

Группа формы зерен

Группа коэффициента ориен-

тации зерен

Группа трещиноватости

Группа коэффи-циента неодно-родности по размерам

Группа коэффициента неоднородности по форме



Комплекс основных параметров

III

IV

V

VI

Группа объем-ной массы

Группа порис-тости

Группа механических свойств

Группа электромагнитных свойств

Предел прочности при сжатии

Предел прочности при растяжении

Модуль упругости

Коэффициент Пуассона

Удельное электрическое сопротивление

Диэлектрическая проницаемость

Тангенс угла диэлектрических потерь

Магнитная проницаемость

Группа тепловых свойств

Коэффициент теплопроводности

Удельная теплоемкость

Коэффициент линейного теплового расширения