Метод ЦНИГРИ
По методу ЦНИГРИ для определения буримости горных
пород (т.е. сопротивляемости горной породы разрушению породоразрушающим
инструментом) рекомендуется учитывать динамическую прочность пород
(Fд, 1/мм или ммֿ¹) и их абразивность (Кабр, мг) через
объединенный расчетный показатель ρм.
Объединенный расчетный
показатель ρм определяется по формуле:
Показатели динамической прочности породы и их абразивности определяются
лабораторными способами.
Определение динамической прочности горных пород
Динамическая прочность горных пород определяется по методу
К. И. Сыскова и М. М. Протодьяконова (метод толчения) с помощью прибора ПОК
(прибор определения крепости пород).
Прибор для определения динамической
прочности горных пород по методу толчения состоит из трубного копра а и
объемомера б (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Прибор для определения динамической
прочности горных пород по методу толчения
а - трубный копер; б -
труба с поршнем, 1 - упор; 2 - груз; 3 - труба;
4 - стакан.
Образец горной породы разбивают на куски
размером 1,5-2,0 см в поперечнике; из этих кусков отбирают пять проб (по пять
кусков в каждой пробе); каждую пробу помещают в стальной стакан 4 и толкут,
сбрасывая на нее 10 раз с высоты 0,6 м груз массой 2,4 кг. Все пробы толченой
породы ссыпают в сито с отверстиями 0,5 мм и просеивают; материал, прошедший
сито, высыпают в трубку объемомера, в которую вставляют поршень до упора и по
имеющейся на нем шкале делают отсчет.
Показатель динамической прочности
породы Fд определяется по формуле:
Fд = 20n / l
где n - число сбрасываний груза; l - высота столбика раздробленной породы, мм.
Метод прост. Результаты, полученные этим методом для одних и тех же пород, отличаются большой стабильностью.
Определение абразивности горных пород
Определение абразивности Кабр горных пород
основано на установлении потери массы эталонного материала (шариков свинцовой
дроби, обычно охотничья дробь № 5, 4 или 3) в результате его истирания
раздробленной породой (размер фракции не более 0,5 мм, полученной толчением при
определении ее динамической прочности.
Определение абразивности
горных пород осуществляется с помощью прибора ПОАП-2М по формуле:
Кабр = 0,01Q
где Q - потеря массы дроби, мг (определенной по 19 дробинкам № 5).
Схема прибора ПОАП-2 показана на рис.
5.2.
Рис. 5.2. Схема прибора ПОАП-2 для определения абразивности горных пород.
1 - электродвигатель; 2 - муфта; 3 - рабочий орган; 4 - скоба; 5 - направляющая; 6 - маховик; 7 - вал; 8 - шатун; 9 - плита (основание прибора).
Зная Fд и Кабр рассчитывают объединенный показатель ρм. Шкала определения буримости горных пород с помощью объединенного показателя ρм по этому методу приведена в табл. 5.8.
Таблица 5.8. Шкала определения категорий пород по объединенному расчетному показате¬ле их абразивности и динамической прочности
| Категория пород по буримости | Объединенный показатель рм |
| III | 2,0-3,0 |
| IV | 3,1-4,5 |
| V | 4,6-6,7 |
| VI | 6,8-10,1 |
| VII | 10,2-15,1 |
| VIII | 15,2-22,7 |
| IX | 22,8-34,1 |
| X | 34,2-51,2 |
| XI | 51,3-76,8 |
| XII | 76,9-115,2 |
В соответствии с приведенной шкалой составлена классификация горных пород по твердости (табл. 5.9).
Таблица 5.9. Классификация горных пород по твердости
| Объединенный показатель pм | 51,3—115,2 | 15,2—51,3 | 6,8—15,1 | 3,1—6,7 | 1,0—3,0 |
| Категория пород по буримости | XI—XII | VIII—X | VI—VII | IV—V | I—III |
| Характеристика пород | в высшей степени твердые | очень твердые и твердые | средней твердости | малой твердости | мягкие |
| Группа пород по твердости | I | II | III | IV | V |
В том случае, если оперативное определение значений динамической прочности породы и ее абразивности по каким-либо причинам затруднено, можно для приближенной оценки этих свойств пород воспользоваться значениями этих показателей, определенными в соответствии с ОСТ 41-89-74 для наиболее распространенных разновидностей горных пород (табл. 5.14).
