Вопрос: Опишите основные физико-механические свойства пород.

Основными свойствами породы являются: плотность, твердость, вязкость, упругость, пластичность, крепость, слоистость, трещеноватость, влагоемкость, ползучесть, кливаж, разрыхляемость, угол естественного откоса, угол внутреннего трения и др.

Плотность — масса единицы объема породы со всеми содержащимися в ее порах жидкостями и газами.

Твердость — сопротивление породы внедрению в нее острого инструмента (оказывает большое влияние на процесс разрушения породы режущим инструментом).

Вязкость — сопротивляемость породы отделению от массива некоторой ее части.

Упругость — способность проявлять упругие деформации (возвращаться к Пластичность — свойство породы изменять свою форму без разрушения, прежней форме и размерам после прекращения действия сил).

Крепость — сопротивляемость механическим воздействиям (характеризуется величиной сил, при которых порода разрушается).

Слоистость — наличие в породах слоев, мало или совершенно не связанных между собой.

Трещиноватость — наличие в породе трещин, возникших при тектонических процессах или в результате ведения горных работ. По слоям и трещинам порода более легко отделяется от массива, следовательно, вынимать такие породы легче, но устойчивость их меньше и они создают большее горное давление.

Влагоемкость — свойство породы поглощать и удерживать воду.

Ползучесть — непрерывное во времени развитие деформаций в породах при постоянной нагрузке.

Кливаж — делимость породы по системе мелких субпараллельных плоскостей тектонического происхождения. Кливаж ослабляет породу, облегчает выемку ее, но усложняет управление горным давлением.

Разрыхляемость — свойство породы увеличиваться в объеме при добыче по сравнению с объемом ее в массиве.

Характеризуется разрыхляемость коэффициентом разрыхления. Кр=Vр/Vм, где VР — объем разрыхленной породы, м3; Vм — объем той же породы в массиве, м3.

Коэффициент разрыхления зависит от состава, строения, крепости, кусковатости породы, он равен 1,1—2,2.

Угол естественного откоса — наибольший угол, который может быть образован откосом свободно насыпанной горной массы в состоянии равновесия с горизонтальной плоскостью. Он зависит от кусковатости и форм частиц породы, шероховатости их поверхности, а также от плотности и влажности породы. Величина угла естественного откоса равна 10—12° для торфа, песка и 40—50° для мокрого суглинка, глины, угля.

Угол внутреннего трения — угол, тангенс которого равен коэффициенту внутреннего трения сыпучей породы или коэффициенту крепости породы в массиве по шкале проф. М. М. Протодьяконова.

Вопрос: Что такое горная крепь, и какие требования к ней предъявляются?

Горная крепь — искусственные сооружения, возводимые в горных выработках для предотвращения обрушения и пучения окружающих пород, сохранения необходимых размеров и рабочего состояния выработок.

Крепь горных выработок должна удовлетворять следующим основным техническим и экономическим требованиям:

быть достаточно прочной, надежной и долговечной в работе (поддерживать выработку в рабочем и безопасном состоянии в течение всего срока службы), не загромождать выработку;

по площади должна занимать в выработке как можно меньше места, не мешать выполнению производственных процессов, оказывать минимальное сопротивление движению воздуха;

обеспечивать возможность механизации возведения крепи и изготовления ее элементов;

быть транспортабельной, нетрудоемкой при возведении и ремонте, предусматривать возможность ее максимального извлечения из погашаемых выработок и дальнейшего повторного использования;

конструкция и материал должны соответствовать сроку службы выработки, а сумма материальных я трудовых затрат на изготовление, возведение, эксплуатацию и ремонт в течение срока службы выработки должны быть минимальными.

В отдельных случаях крепь должна быть огнестойкой, морозостойкой, водо- или газонепроницаемой, сейсмостойкой.

Всем этим требованиям одновременно не удовлетворяет ни одна конструкция горной крепи, поэтому при выборе ее необходимо учитывать конкретные горно-геологические условия.

Горную крепь классифицируют по следующим признакам:

По расположению выработок в пространстве—на крепь горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок;

по роду выработок — на крепь капитальных, подготовительных и очистных выработок;

по основному материалу — на деревянную, металлическую, каменную, бетонную, железобетонную и смешанную;

по сроку службы — на временную и постоянную;

по конструкции — на рамную, сплошную, штанговую и комбинированную;

по типу или характеру взаимодействия с боковыми породами — на жесткую, шарнирную, податливую;

по форме поперечного сечения выработок — на прямоугольную, трапециевидную, полигональную, сводчатую, арочную, кольцевую, эллиптическую и др.;

по местоположению на трассе выработки — на крепь протяженных участков, выходов на поверхность (устьев стволов и штолен), сопряжений и пересечений;

по условиям работы — на обычную и специальную.

Вопрос: Формы и размеры поперечного сечения горных выработок. ............