§ 4. Физико-мехашеческая характеристика руд и вмещающих пород

Физико-механические свойства руд и вмещающих пород являютея главным фактором, определяющим выбор системы н техпологшо добычи. Наиболее существенными из этих свойств являются крепость и устойчивоеть.

Крепость — способность горных пород сопротивляться разрушению от воздействия внешних сил. Она является комплексным свойством горных пород и определяется такими свойствами, как твердость, вязкость, трещиноватость, наличие прослоек и включений. Крепость характеризует сопротивляемость горных пород бурению и взрыванию — главнейших технологических операщш при добыче руд.

Для характеристики крепости горных пород пользуются классификацией проф. М. М. Протодьяконова, согласно которой все породы разделены на 10 категорий.

Коэффициент крепости по М. М. Протодьякопову — это показатель относительной крепости горной породы в самых разнообразных условиях, имеющих значение в горном деле. Поэтому им пользуются при определении величины горного давления, при характеристике горных пород и т. п.

Коэффициент крепости есть отвлеченное число, представляющее собой одну сотую часть временного сопротивленпл даниой породы сжатию

f=0,01σ_сж, (1)

где σ_сж — предел прочности породы на одноосное сжатие, кгс/см².

Наряду с классификацией профессора М. М. Протодьяконова существуют и другие классификации горных пород, создапны для расчета норм и различных расходных показатслей применительно к отдельным производственным процессам, например бурению, взрыванию.

Устойчивость характеризует способность, горных пород при той или иной площади обнажения не обрушаться. Она является основным признаком для выбора большинства подземных систем разработки.

По устойчивости горные породы подразделяют на пять групп.

Очень н е у с т о и ч и в ы е, которые совсем не допускают обнажения кровли и боков выработки. К ним относят плывуны, сыпучие и рыхлые породы.

Н е у с т о й ч и в ы е, допускающие неболышое обнажение кровли, но требующие прочного поддержания ее вслед за выемкой.

Средней устойчивости, допускающие обнажение кровли на большой площади, но требующие поддержания при длительном обнажении.

У с т о й ч и в ы е, допускающие обнажения на большои площади и нуждающиеся в поддержании только в отдельных местах.

Очеиь устойчивые, допускающие обнажения на большой площади без поддержания.

Устойчивые и средней устойчивости породы наиболее часто нстречаются при разработке рудных месторождений.

По характеру строения руды подразделяют на массивные и трещиноватые. Для массивных руд характерна монолитность строения, почти исключающая наличие трещин и слоистости. Трещиноватые руды подразделяют на слаботрещиноватые, разбитые трещинами на блоки размером от 600 до 1500 мм, и сильнотрещиноватые, разбитые сетью трещин на блоки размером до 600 мм.

Трещиноватость влияет на устойчивость рудного массива и кусковатость отбитой руды. Поэтому при выборе направления для бурения глубоких скважин необходимо учитывать направление трещиноватости.

Разрыхляемостью называют способность руды (пород) увеличиваться в объеме после разрушения. Величину разрыхлясмости характеризуют коэффициентом разрыхления, выражающим отношение объема отбитой руды к объему, который она занимала в массиве. Величина коэффициента разрыхления находится в пределах от 1,1 до 2.

Отбитая руда неоднородна но крупности. Крупность и количественпое сортношение кусков различных размеров в массе отбитой руды определяют к у с к о в а т о с т ь ю руды.

Существует следующая градация кусковатости:

р у д а мелкая — максимальный размер кусков в поперечнике до 100 мм;

р у д а средней крупности — от 100 до 300 мм;

р у д а крупнокусковая — от 300 до 600 мм;

р у д а о ч е н ь крупнокусковая —более 600 мм.

На каждом горнорудном предприятии принят максимальный размер кусков руды, которые можно выдавать из добычного блока для погчрузки в откатоные сосуды. Такой кусок называют к о н диционным и размер его колеблется на подземных работах от 300 до 700 мм и очень редко до 1000 мм, на открытых работах — 4200 мм.

Куски руды размером больше кондиционного называют н е г а б а р и т о м.

Большой выход негабарита резко снижает производительность доставки руды на подземных работах и погрузки на открытых, увеличение стоимости добычи 1 т руды.

С л е ж и в а е м о с т ь ю называют способность руды в неподвижном состоянии превращаться в плотную компактную массу. Слеживаемость является отрицательным свойством руд, так как вызывает ряд затруднений в процессе разработки. Ею обладают руды, в которых присутствует глинистый материал, а также некоторые сульфидные руды вследствие окисления и образоваиия на поверхпости кусков руды пленки спекающихся сульфатов.

Возгораемостью называют склонность некоторых колчеданных руд с высоким содержанием серы загораться от открытрго огня. Отбитая колчеданная руда может самовозгораться нследствие ее окисления и выделения при этом болыпого количестиа тепла.

Г л а в а II