Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Физика горных пород
Содержание
- 1. Физика горных пород
- 2. ОБОБЩЕННЫЕ ГОРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПОРОДкрепость;хрупкость, пластичность;твердость;вязкость;дробимость;абразивность;буримость;взрываемость;сопротивляемость резанию трещиноватость и др.
- 3. Эти параметры учитывают разнообразные условия разрушения при
- 4. Механические свойства предопределяют результат практически любого механического
- 5. Крепость горных пород — характеристика сопротивляемости пород
- 6. Для ее количественной оценки он предложил коэффициент
- 7. М.М. Протодьяконовым была разработана шкала крепости горных
- 8. Слайд 8
- 9. При разработке шкалы М. М. Протодьяконов ввел понятие крепость горной породы.
- 10. М. М. Протодьяконова разработал шкалу коэффициента крепости породы. Одним
- 11. Слайд 11
- 12. ХРУПКОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ ПОРОДТак как пластические и
- 13. Деформационные свойства горных породГорные породы под действием
- 14. пластичность - свойство породы необратимо деформироваться от
- 15. Графики деформации пород 1–хрупкая порода (кварцит)2– упруго-пластичная порода (мрамор)3–высокопластичные (глина, каменная соль)р- нагрузка, Нδ-величина деформации, мм
- 16. В качестве технологического показателя пластичности принимают параметр,
- 17. Коэффициент пластичности – отношение работы на разрушение
- 18. Упруго-хрупкие породы (гранит, кварцит, джеспилит) разрушаются по
- 19. ТВЕРДОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОДопределяет сопротивляемость породы внедрению острого
- 20. Твердостью называется способность породы оказывать сопротивление проникновению
- 21. Слайд 21
- 22. Слайд 22
- 23. Вдавливание штампа
- 24. ВЯЗКОСТЬ ПОРОДНаиболее трудно поддаются разрушению породы, имеющие
- 25. Вязкость — свойство, характеризующее сопротивляемость усилиям, стремящимся
- 26. ДРОБИМОСТЬ ПОРОДвыражает энергоемкость процесса дробления породы приложением
- 27. Дробимость характеризует относительную сопротивляемость породы измельчению при воздействии
- 28. Опыты по определению дробимости проводят на образцах
- 29. Известны следующие методы определения дробимости:- однократное сбрасывание породных
- 30. Широко используется метод дробления однократным ударом падающего груза,
- 31. Классификация пород пo суммарному объемному выходу фракции
- 32. АБРАЗИВНОСТЬ ПОРОДхарактеризует способность пород изнашивать при трении
- 33. Абразивность горных породАбразивностью называется способность горной породы
- 34. Процесс абразивного износа - это сумма отдельных
- 35. Способ стержня, разработанный Л. И. Бароном и
- 36. Классификация горных пород по абразивности (по Л. И. Барону и А. В. Кузнецову)
- 37. Буримость Это степень сопротивляемости пород разрушению буровым
- 38. Под буримостыо понимают способность горной породы разрушаться
- 39. Буримость зависит от:механической прочности породы, твердости, абразивности,анизотропности
- 40. Анизотропность Это - различные физико-механические
- 41. Pш1 - Минимальная твердость (наибольшая буримость). Рш2
- 42. Буримость горных пород зависит также от способа
- 43. Классификация горных пород по буримости необходима, как
- 44. Определение категории горных пород по буримостиДля установления
- 45. Классификация горных пород по буримости для вращательного бурения
- 46. Взрываемость степень сопротивляемости пород разрушению взрывом, выражаемая
- 47. Взрываемость горной породы характеризует сопротивляемость ее разрушению
- 48. Характеристикой взрываемости является «удельный расход ВВ» —
- 49. Взрываемость может быть определена также расходом эталонного
- 50. Слайд 50
- 51. Сопротивление резанию Это усилие, развиваемое режущим лезвием
- 52. Средняя сопротивляемость резанию угля и породы A
- 53. Трещиноватость горных породТрещиноватость — это совокупность в
- 54. За количественный показатель трещиноватости принимается степень раздробленности
- 55. Образцы пород при колонковом бурении
- 56. Образцы получаемого керна при бурении
- 57. Количественный показатель трещиноватости Это-степень раздробленности керна, определяемая
- 58. Слайд 58
- 59. Трещиноватость Трещиноватость также характеризуется совокупностью систем трещин
- 60. Скачать презентанцию
ОБОБЩЕННЫЕ ГОРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПОРОДкрепость;хрупкость, пластичность;твердость;вязкость;дробимость;абразивность;буримость;взрываемость;сопротивляемость резанию трещиноватость и др.
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Физика горных пород
Лекция 6 – Горно-технологические параметры горных пород
Лектор: Шульгин
Павел Николаевич
Слайд 2ОБОБЩЕННЫЕ
ГОРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ПАРАМЕТРЫ ПОРОД
крепость;
хрупкость, пластичность;
твердость;
вязкость;
дробимость;
абразивность;
буримость;
взрываемость;
сопротивляемость резанию
трещиноватость и др.
Слайд 3Эти параметры учитывают разнообразные условия разрушения при сложном напряженном состоянии
породы, а также метод воздействия на нее.
Поэтому, технологические показатели
отражают комплекс свойств породы и являются функцией не только самой породы, но и механизма, воздействующего на нее.
Слайд 4Механические свойства предопределяют результат практически любого механического воздействия на горные
породы.
Знание показателей механических свойств необходимо также для расчётов горного давления, выбора
методов и средств поддержания горных выработок, а также при расчётах всех немеханических способов разрушения и упрочнения горных пород. При сочетании высокой прочности и упругости горных пород применяют динамические способы разрушения, при пластичности и малой прочности — статическое нагружение пород при разрушении.
Слайд 5Крепость горных пород — характеристика сопротивляемости пород их добыванию (технологическому
разрушению)
Понятие крепости ввёл проф. Михаи́л Миха́йлович Протодья́конов
Слайд 6Для ее количественной оценки он предложил коэффициент крепости - f.
Он пропорционален пределу прочности породы при одноосном сжатии.
Шкала́ Протодья́конова —
шкала коэффициента крепости горной породы. Является одной из первых классификаций пород. Основывается на измерении трудоемкости их разрушения при добывании.
Слайд 7М.М. Протодьяконовым была разработана шкала крепости горных пород в соответствии,
с которой все горные породы подразделены на 10 категорий.
К первой
категории относятся породы, имеющие наивысшую степень крепости (f=20), к десятой — наиболее слабые плывучие породы (f=0,3). 
Слайд 9При разработке шкалы М. М. Протодьяконов ввел понятие крепость горной породы.
В отличие от
принятого понятия прочность материала, оцениваемой по одному из видов напряженного её
состояния, например, временном сопротивлении на сжатие, на растяжение, на кручение и т. д., параметр крепость позволяет сравнивать горные породы по трудоемкости разрушения, по добываемости. Он полагал, что с помощью этого параметра возможно оценить совокупность действующих при разрушении породы различных по характеру напряжений, как это имеет место, например, при разрушении взрывом.
Слайд 10М. М. Протодьяконова разработал шкалу коэффициента крепости породы. Одним из методов определения
этого коэффициента было предложено испытание образца породы на его прочность
на сжатие в кг/см2, а значение коэффициента определялось как одна сотая временного сопротивления на сжатие.Этот метод достаточно хорошо коррелирует со шкалой крепости, предложенной М. М. Протодьяконовым для пород различной крепости угольной формации, пород средней крепости, но мало пригоден при определении этим методом коэффициента крепости очень крепких пород.
Слайд 12ХРУПКОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ ПОРОД
Так как пластические и обратные им —
хрупкие свойства пород существенно сказываются на процессах их разрушения (в
частности, пластичность увеличивает энергоемкость дробления и измельчения пород), в практике горного производства используют различные горно-технологические показатели пластичности и хрупкости.
Слайд 13Деформационные свойства горных пород
Горные породы под действием приложенных нагрузок в
одних случаях меняют только свою форму и объем без разрыва
сплошности (пластическая деформация),в других случаях —разрушаются на отдельные элементы без заметной пластической деформации.
выделяют такие важные свойства пород как пластичность, хрупкость и упругость.
Слайд 14пластичность - свойство породы необратимо деформироваться от воздействия внешних сил.
хрупкость
- способность породы разрушаться без заметной пластической деформации
упругость-способность породы восстанавливать
первоначальную форму или объем после снятия нагрузки.Горные породы (кроме рыхлых и плывучих) в зависимости от деформационных свойств делятся на упруго-хрупкие, упруго-пластичные, высокопластичные
Слайд 15Графики деформации пород
1–хрупкая порода (кварцит)
2– упруго-пластичная порода (мрамор)
3–высокопластичные (глина, каменная
соль)
р- нагрузка, Н
δ-величина деформации, мм
Слайд 16В качестве технологического показателя пластичности принимают параметр, определяющий, во сколько
раз удельная работа разрушения образца реальной породы Ар при одноосном
сжатии выше удельной работы разрушения идеально упругой породы Ау с тем же пределом прочности при сжатии.
Слайд 17Коэффициент пластичности – отношение работы на разрушение образца реальной породы
к работе на разрушение идеально упругой породы:
Слайд 18Упруго-хрупкие породы (гранит, кварцит, джеспилит) разрушаются по достижении предела упругости,
а при разрушении упруго-пластичных (мрамор, известняк, сланец) необходимо преодолевать еще
и вязко-пластичные деформации.Поэтому упруго-хрупкие породы разрушаются легче, чем упруго-пластичные.
Но такое деление пород на хрупкие и вязкие условно, так как при ударных нагрузках даже высокопластичные породы могут становиться хрупкими, а при статических — хрупкие проявлять пластические свойства.
Слайд 19ТВЕРДОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД
определяет сопротивляемость породы внедрению острого инструмента, т. е.
разрушению при точечном (контактном) нагружении. Твердость минералов принято оценивать по
шкале Мооса.
Слайд 20Твердостью называется способность породы оказывать сопротивление проникновению в нее другого
более твердого тела.
Это очень важное свойство горных пород, определяющее глубину
внедрения резцов породоразрушающего инструмента, поэтому влияющее на скорость бурения скважин и шпуров.Твердость горных пород зависит также от способа приложения нагрузок, которые могут быть статическими и динамическими.
В зависимости от того, вдавливается ли инструмент в породу при постепенно увеличивающейся нагрузке или ударе, различают статическую Hст и динамическую Hд твердость, причем они не равны.
Динамическая твердость в 10 раз меньше статической.
Слайд 23Вдавливание штампа
(метод проф. Шрейнера Л.А.)
а — для упругих пород;
б
—для высокопластичных и сильнопористых пород; δ — наибольшая деформация породы,
h — глубина лунки разрушения
Слайд 24ВЯЗКОСТЬ ПОРОД
Наиболее трудно поддаются разрушению породы, имеющие высокую прочность и
большую зону пластической деформации. Такие породы являются вязкими.
Слайд 25Вязкость — свойство, характеризующее сопротивляемость усилиям, стремящимся отделить часть породы
от массива.
Вязкость часто выражают через работу деформации — работу,
необходимую для разрушения породы. Вязкость зависит от прочности и пластичности породы. В однородных породах вязкость равномерна во всех направлениях. В неоднородных породах вязкость вдоль слоев меньше, чем в направлении, перпендикулярном к ним.
Слайд 26ДРОБИМОСТЬ ПОРОД
выражает энергоемкость процесса дробления породы приложением к ней динамической
нагрузки. Как показали исследования, этот показатель лучше коррелирует с динамическими
методами разрушения пород, чем предел прочности при одноосном нагружении образцов под прессом.Дробимость – параметр обратный вязкости.
Слайд 27Дробимость характеризует относительную сопротивляемость породы измельчению при воздействии ударной нагрузки.
Дробимость
является энергетической оценкой разрушения породы в условиях сложнонапряженного состояния. Операция
дробления широко распространена при производстве щебня, а также при обогащении и подготовке к дальнейшей переработке полезных ископаемых, поэтому сведения о дробимости необходимы для расчета параметров дробилок и потребности в энергии.
Слайд 28Опыты по определению дробимости проводят на образцах в виде кусков
породы. Эти куски подвергают толчению, истиранию, раздавливанию. Характер воздействия на
породы при испытаниях аналогичен технологическим операциям при разрушении пород.Во всех случаях определения дробимости оценку результатов устанавливают с помощью ситового анализа.
Слайд 29Известны следующие методы определения дробимости:
- однократное сбрасывание породных образцов с определенной
высоты,
- дробление падающим грузом (однократный удар),
- толчение при многократных ударах
падающим грузом,- измельчение в барабанах и мельницах,
- раздавливание образцов в замкнутых сосудах.
Слайд 30Широко используется метод дробления однократным ударом падающего груза, предложенный Л.И. Бароном,
В.М. Курбатовым и Р.В. Орловым.
По этому методу образец неправильной
формы разрушается гирей массой 16 кг, падающей с высоты 0,5 м. Разрушенный материал собирают и просеивают на ситах с размером отверстий 7 и 0,25 мм. Основным показателем дробимости является суммарный объемный выход фракции Vmax, прошедшей че¬рез сито 7 мм, на основе которого составлена классификация пород
Слайд 32АБРАЗИВНОСТЬ ПОРОД
характеризует способность пород изнашивать при трении инструмент.
Абразивность оценивают по
износу материала, контактирующего с горной породой.
Наиболее абразивными горными породами
являются порфириты, диориты, граниты и породы, содержащие корунд. 
Слайд 33Абразивность горных пород
Абразивностью называется способность горной породы изнашивать породоразрушающий инструмент
в процессе бурения.
Абразивность породы зависит от твердости породообразующих минералов,
характера сцепления зерен друг с другом, крупности и формы зерен, плотности породы и степени ее трещиноватости.Наиболее абразивными оказываются породы, в которых твердые минералы (например кварц, корунд, гранат) сцементированы менее твердым материалом.
Слайд 34Процесс абразивного износа - это сумма отдельных царапаний, приводящих к
срезанию тончайших стружек с резцов породоразрушаюшего инструмента.
Для оценки абразивности
горных пород предложено много способов, однако в основании их положен один и тот же принцип: это истирание эталонного материала (коронка, стеклянный диск, стальной стержень и т.д.) испытуемой породой в полевых условиях. Наиболее часто применяются способы по потере веса шариков или стального стержня.
Слайд 35Способ стержня, разработанный Л. И. Бароном и А. В. Кузнецовым
заключается в определении потери веса стержня из стали серебрянки при
трении о горную породу. Стержень изготавливается из необработанной термической стали серебрянки. Диаметр стержня 8 мм. Способ пригоден для пород и минералов с твердостью 3 и выше по шкале Мооса.Критерием абразивности горной породы считается потеря в весе стержня (в мг) за 10 мин. Стержень вращается с помощью специально приспособленного сверлильного станка при осевой нагрузке 15 кг и скорости вращения 400 об/мин-
Слайд 37Буримость
Это степень сопротивляемости пород разрушению буровым инструментом, выражаемая длиной
пробуренного шпура в единицу времени (м/час).
Слайд 38Под буримостыо понимают способность горной породы разрушаться под действием различных
породоразрушающих инструментов.
Буримость горных пород определяется:
величиной углубки породоразрущающего инструмента в данную
породу за единицу чистого времени бурения и измеряется в метрах в час.
Слайд 40Анизотропность
Это - различные физико-механические свойства породы во
взаимно -перпендикулярных направлениях.
Анизотропность связана
с направлением слоистости
или трещиноватости породыPш1 - Минимальная твердость
Pш2 - Максимальная твердость
Слайд 41Pш1 - Минимальная твердость (наибольшая буримость).
Рш2 - Наибольшее значение
твердости (наименьшая буримость).
Степень анизотропности,ή= Pш2/Pш1
(в разных породах ή изменяется от 1 до 1,75)
Слайд 42Буримость горных пород зависит также от способа бурения, а вернее
способа разрушения горных пород.
Для различных способов бурения разработаны свои
классификации горных пород по буримости:при вращательном способе бурения все породы разбиты на 12 (двенадцать) категорий,
при ударном — на7 (семь),
при разведке россыпей — на 6 (шесть)
Слайд 43Классификация горных пород по буримости необходима, как единый критерий:
при
планировании, проектировании, финансировании буровых работ;
при определении потребности в оборудовании,
инструменте, материалах; при нормировании труда рабочих геологоразведочных организаций, работающих в различных геологических условиях.
Слайд 44Определение категории горных пород по буримости
Для установления категории породы по
буримости (для вращательного бурения) из нее отбирают две-три пробы керна
и на приборе определяют коэффициенты динамической прочности Fд и абразивности Ка.Рассчитывают объединенный показатель
ρм=3Fд0,8Ка
Fд – динамическая прочность Fд=0,1-30
Ка–абразивность, Ка=0,1-5
ρм =2-115 - породы от III до XII категории по буримости
Слайд 46Взрываемость
степень сопротивляемости пород разрушению взрывом, выражаемая расходом взрывчатых веществ
на дробление 1 м3 горной породы в массиве (кг/м3) -
удельный расход ВВ.
Слайд 47Взрываемость горной породы характеризует сопротивляемость ее разрушению действием взрыва.
Это
комплексная характеристика, которая изменяется в широких пределах и зависит от
крепости, хрупкости, пластичности, трещиноватости, слоистости, степени выветривания и других свойств.Однако попытки напрямую связать взрываемость, например с буримостью, часто приводят к ошибкам, так как во многих случаях легкобуримые и труднобуримые породы по отношению к взрывному разрушению оказываются равнозначными.
Слайд 48Характеристикой взрываемости является «удельный расход ВВ» — заряд эталонного ВВ,
необходимый для разрушения 1м3 породы до кусков определенной крупности при
стандартных условиях взрывания.
Слайд 49Взрываемость может быть определена также расходом эталонного ВВ на образование
воронки нормального выброса зарядом определенной формы.
Условия проведения испытаний: заряд
помещают в шпур диаметром 40 мм, пробуренный под углом 45° к горизонтальной свободной поверхности при глубине заложения 1 м.
Все горные породы по трудности взрывания подразделяют на 5 классов
Слайд 51Сопротивление резанию
Это усилие, развиваемое режущим лезвием инструмента, отнесенное к
единице его длины, необходимое для разрушения породы.
Слайд 52Средняя сопротивляемость резанию угля и породы A (кН/см) определяет усилие,
необходимое для снятия среза (стружки толщиной 1 см) резцом ДСК-2
в блокированных условиях. Показатель сопротивляемости A достаточно хорошо коррелирует с коэффициентом крепости f, имея зависимостьМеханические свойства горных пород
Слайд 53Трещиноватость горных пород
Трещиноватость — это совокупность в горной породе трещин
различного происхождения и разных размеров.
Трещиноватость ухудшает процессы бурения, увеличивает поглощение
промывочной жидкости, снижает процент выхода керна, уменьшает устойчивость пород в стенках скважины, увеличивает абразивность пород.Наиболее простой и удобный критерий оценки трещиноватости горных пород — выход керна.
Слайд 54За количественный показатель трещиноватости принимается степень раздробленности керна, определяемая удельной
кусковатостью (Ку), которая выражается числом отдельных кусков, столбиков и обломков
породы в одном метре выхода керна.
Слайд 55Образцы пород при колонковом бурении скважин (бурении
с отбором керна)
а – в виде
цельного столбика
или кусков
цилиндрической
формы;
б – в виде
разрушенной
массы.
а
б
Слайд 56Образцы
получаемого керна
при бурении
различных
пород
в– в виде отдельных
кусочков неправильной
формы (обломков);г – в виде отдельных плашек (шайб).
Слайд 57Количественный показатель трещиноватости
Это-степень раздробленности керна, определяемая удельной кусковатостью (Ку),
т. е. числом отдельных -
кусков, столбиков, обломков породы в одном метре выхода керна – Вк
Вк= lк/ lи ·100,%
где Вк — выход керна, %;
lк — длина извлеченного керна, м;
lи — длина пройденного интервала, м.
Слайд 59Трещиноватость
Трещиноватость также характеризуется совокупностью систем трещин в горных породах.
Критерии количественной оценки
степени трещиноватости: линейные (количество и размеры трещин на единицу длины скважины);
распределение по площади (количество, размеры и раскрытость трещин на единицу площади);
объемные (количество, площадь стенок и объем трещин на единицу объема породы).
