Файл: Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 201
Скачиваний: 5
наклонных прямых . Гранулометрический состав массива определенной степени трепщноватости можно выразить формулой
7 е = 1 0 0 - № - Ь ) , |
( V I I . 1) |
где 7 е — содержание в массиве крупных отдельностей размером больше чем
|
Хн, |
%; |
характеризующая |
данный тип трещиноватости пород, |
||
к |
— постоянная, |
|||||
Х„ |
численно равная |
угловому коэффициенту |
серии прямых; |
|||
— размер кондиционного куска, |
м; |
|
||||
Ъ — постоянная |
дл я |
данного массива пород, |
% . |
|||
|
|
120, |
|
|
|
|
І
'У О 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,t
. Среднее расстояние между трещинами, м
О 0,2 0,4 0,6 С8 Среднее расстояние между трещинами, м
Рис. 78. Зависимость содержания крупных отдель ностей в массиве от среднего расстояния между
трещинами д л я :
а — Первоуральского карьера; б—Кальмакырского карьера
Среднее ребро отдельности можно определить (см. рис . 77) ка к
|
т с Р = Т + — |
2 |
~ — * |
( V I L 2 ) |
где Хт\п |
и Xtnax — ребра минимальной и |
максимальной |
отдельностей, м. |
|
Среднее ребро отдельности равно среднему расстоянию между трещинами, |
||||
поэтому, |
подставив величину Ь из формулы |
(VII.2) в формулу (VII . 1), получим |
||
|
Ve = kmcp-(kXK-50), |
(VII . 3) |
||
или
:ктСр — tr,
где Ь' — постоянная, зависящая от типа трещиноватости и размера крупных кусков, % .
Сравнение формул (VII.3) и (VII.1) показывает, что наклон прямых, построен ных по ним, одинаков.
Отсюда видно, что приближенно гранулометрический состав массивов горных пород, различающихся степенью трещиноватости, в координатах содер
жание в |
массиве — ребро |
отдельности выражается |
серией |
параллельных |
пря |
|||||||||||||||||||
мых, |
наклон которых характеризует трещиноватость массивов. |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
Соотношение |
|
между |
|
содержанием |
si |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
в |
массиве отдельностей |
размерами Х± |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
и |
Х2 |
определяется |
из формулы |
( V I I . 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
следующим |
образом: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
V^lOO-kXt+b; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2> |
|
|
|
||||
|
|
|
Vei=№-kX2+b. |
|
|
|
|
|
|
IV |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Вычтя из одного уравнения другое, |
|
|
|
|
|
1^- |
|
|
||||||||||||||
|
|
s 1 |
? |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
V „ - V , , + * ( X , - H . |
(VII.4) |
I t ? |
о |
го |
м |
бо so too |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Т а к им образом; соотношение между |
|
Содержание крутых |
отдельностей |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
§ |
массиде |
|
|
|
|||||||||||||||
содержанием в |
массиве |
|
отдельностей |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
различной |
крупности |
зависит |
от типа |
Рис. 79. |
Зависимость |
среднего |
объ |
|||||||||||||||||
трещиноватости |
массива |
и |
размеров |
|||||||||||||||||||||
ема крупных |
|
отдельностей |
от их со |
|||||||||||||||||||||
кусков . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
держания |
в |
массиве: |
|
|||||||||
|
|
Найдем |
средний объем |
слагающих |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
1—4 при разной величине к |
|
|||||||||||||||||||
массив |
отдельностей. |
|
И з |
уравнения |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
(VII.1) |
определим |
относительное число |
|
|
|
|
|
|
|
дХ |
= |
Хг — |
|
|||||||||||
отдельностей, размеры |
ребер которых находятся в |
интервале |
Хн, |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kdX |
|
|
|
|
|
|
|
|
(VII.5) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
еХ3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
гге |
X — среднее |
ребро |
отдельности, |
м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
є — коэффициент |
перехода |
от линейных |
размеров |
к |
объему |
куска . |
|
|||||||||||||||
|
|
Отсюда |
средний объем крупной |
отдельности |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Fc p |
= - |
|
|
* |
(J: |
|
L |
\ |
' |
|
|
|
(VII.6) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J d |
n |
|
\Ч |
|
xi J |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Из |
рис . 78 очевидно, |
что |
к {Хг |
— Хн) |
= |
V e j |
следовательно |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х 2 |
|
- + |
Х „ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Подставив эти злачения в выражение (VII . 6), после преобразований полуним средний объем крупных отдельностей
(VII.7)
^ + 2Х»
Таким образом, средний объем крупных отдельностей, слагающих массив, зависит от типа трещиноватости массива: чем больше относительное содержание в массиве отдельностей, тем больше их средний объем. Приближенно формулу (VII.7) можно аппроксимировать следующей зависимостью (рис. 79):
" н
где 7 Н = е Х | — объем кондиционного |
куска, м 3 ; |
|
у' — постоянная, зависящая |
от величины к и возрастающая п р и |
|
ее |
уменьшении. |
|
Установленные |
закономерности явились основой дл я составления классифи |
|
кации пород по степени трещиноватости (табл. 16), главным классификационным
признаком в которой является удельная трещиноватость пород, |
а д л я слоистых |
|||||||||||
пород — содержание в массиве кусков данной крупности. |
Т а б л и ц а |
16 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Классификация пород по трещиноватости |
|
|
|
|
|
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
Содержание |
|
в массиве |
* |
||
о |
|
|
|
Удельная |
Средний |
|
||||||
и в |
Степень трещиноватости |
отдельностей (%) |
|
|||||||||
о ! в |
трещино |
размер от |
в зависимости от их |
|
||||||||
8 X н |
(блочности) |
массива |
ватость, |
дельностей, |
|
размера |
|
|
||||
Щ* о 5 |
|
|
м - 1 |
|
м |
> 0 , з м |
> |
0,7 м |
> 1 м |
|||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
I |
Чрезвычайно |
трещи |
Более |
10 |
До 0,1 |
До 10 |
Б л и з к о |
Нет |
||||
|
новатые |
|
(мелко |
|
|
|
|
к |
0 |
|
|
|
|
блочные) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
До |
5 |
I I |
Сильнотрещиноватые |
2 - 1 0 |
0,1-0,5 |
10 - 70 |
До |
30 |
||||||
I I I |
(среднеблочные) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Среднетрещиноватые |
1 - 2 |
|
0 , 5 - 1 |
70-100 |
30—80 |
5 - 4 0 |
||||||
I V |
(крупноблочные) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
М а лотрещиповатые |
1-0,65 |
1,0—1,5 |
100 |
80 - 90 |
40 - 8 0 |
|||||||
|
(весьма |
|
крупно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
блочные) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
Практически |
моно |
Менее |
0,65 |
Свыше 1,5 |
100 |
|
100 |
100 |
|||
|
литные |
(исключи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тельно |
|
к р у п н о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
блочные) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Степень и категория трещиноватости пород могут быть определены по керну |
|||||||||||
горных пород, |
планиметрическими |
и |
фотопланиметрическими |
измерениями |
||||||||
по поверхности забоев, изучением размеров отдельностей после взрыва и другими методами.
П л а н и м е т р и ч е с к и й м е т о д . Д л я определения удельной тре
щиноватости вдоль забоя натягивают шнур |
и подсчитывают число естественных |
|||
трещин, пересекающихся с ним на участке длиной не менее 10 м, а затем |
вычи |
|||
сляют удельную трещиноватость |
|
|
|
|
где п — число |
трещин, пересекающих прямую, шт . ; |
|
|
|
L — длина |
прямой, м. |
|
|
|
Измерения на данном участке повторяются не менее двух раз . Когда |
непо |
|||
средственно измерения по забою произвести затруднительно |
или опасно, |
можно |
||
пользоваться |
визуальным подсчетом числа |
трещин: забой |
рассматривается с |
|
расстояния 20 м через шаблон, на экране которого нанесена масштабная сетка (рис. 80).
Содержание крупных кусков на участке слоистого массива определяют к а к отношение суммарной мощности слоев, содержащих крупные куски, к сум
марной |
мощности |
всех |
слоев. |
|
|
|
|
|
J, |
|
||||||
|
Ф о т о п л а л и м е т р и - |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ч е с к и й |
м е т о д . |
|
Вдоль |
|
|
|
|
г |
|
|
||||||
поверхности |
забоя |
опускают |
tff'W. |
|
|
|
|
|
||||||||
две |
ленты |
с делениями |
|
через |
г ^ |
З 1 ^ |
|
|
|
|||||||
0,5 |
иди |
0,2 |
|
м, |
расстояние |
|
|
|
|
|
||||||
между лентами 10 м. Забой |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
фотографируют |
и |
на |
отпечат |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
к а х |
размером |
|
не |
менее |
13 X |
|
|
|
|
|
|
|
||||
X18 см по делениям на лентах |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
проводят линии, вдоль которых |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
измеряют |
размеры |
кусков. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Недостаток |
метода |
в труд |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ности |
разделения |
естествен |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ных |
и искусственных |
|
трещин |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
на |
фотопланограммах. |
|
|
|
|
|
і |
|
|
|
||||||
|
М е т о д |
|
к о р н о в |
ос |
г |
|
100 |
|
|
|
|
|||||
нован на разделении керна по |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
естественным |
трещинам. |
|
Рис. 80. Шаблон дл я определения трещинова |
|||||||||||||
|
А к у с т и ч е с к и й |
м е |
|
|
тости пород: |
|
|
|||||||||
т о д |
основан |
|
на |
сопоставле |
|
1 — экран; |
2 — корпус; |
3 — окуляр |
|
|||||||
нии |
скоростей |
продольных |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
волн в |
массиве и отдельности. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Отношение квадратов скоростей |
продольных |
волн |
в массиве |
к |
скорости |
в об |
||||||||||
разце называется |
а к у с т и ч е с к и м |
п о к а з а т е л е м |
|
т р е щ и н о |
||||||||||||
в а т |
о с т и. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Установлены следующие соотношения между категорией пород и акусти |
|||||||||||||||
ческим |
иоказателем |
трещиноватости: |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Категория |
пород |
по |
трещиноватости |
I |
I I |
I I I |
|
V I |
|
|||||||
Акустический показатель |
трещинова |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
тости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 - 0,10,1 - 0,25 0,25-0,4 |
0,4—0,6 |
0,6 - 1 |
||||
