Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Классификация горных пород по твердости




Группа Категория Твердость Ршт , МПа
I
100-250
250-500
500-1000
II 1000-1500
1500-2000
2000-3000
3000-4000
III 4000-5000
5000-6000
6000-7000
свыше 7000

Порядок оформления работы. Конечным результатом работы являются средние значения определяемых показателей и их коэффициенты вариации. Результаты эксперимента заносятся в таблицу (форма 14).

Форма 14.

№ п/п Наименование породы dшт, м Fшт, Н Ршт, МПа Категория породы по твердости Аобщ, см2 Аупр, см2 Кпл Категория пород по пластичности
       

Таблица 3.4.

Классификация горных пород по пластичности.

Характеристика пород Категория Коэффициент пластичности
Упругохрупкие
Упругопластичные 1-2
2-3
3-4
4-6
Пластичные свыше 6

Численные значения твердости и коэффициента пластичности некоторых горных пород приведены в таблице 3.5.

Таблица 3.5.

Твердость и коэффициенты пластичности горных пород (по Л.А. Шрейнеру).

Порода Твердость, МПа Коэффициент пластичности
Алевролиты 460 - 2200 1.3 - 5,4
Ангидриты 500 - 2100 2,9 - 4,3
Аргиллиты 430 - 2200 1,3 - 3,3
Базальт ~ 3900 ~ 4,2
Барит ~ 1250 ~ 2,2
Габбро 3800 - 4400 1,2 - 1.7
Гипс 250 - 900 1,8 - 5,7
Глины 250 - 1800 ~ 2
Гнейс 850 - 4800 1,3 - 3.0
Гранит 3000 - 6500 1 - 2,6
Гранито-гнейс 1900 - 5300 1,2- 2.3
Диабаз 1500 - 5000 1 - 2,6
Диорит 2800 - 4100 1,2 - 2,1
Доломиты 80 - 3800 1,5 - 6
Известняки 50 - 2800 1,5 - 7
Каменная соль 120 - 300 ~ 6.5
Кварцит 5800 - 8100 1 - 3,2
Кремни 5400 - 7000 1 - 2,3
Мрамор 950 - 1300 2,2 - 3
Песчаники 200 - 1800 1,3 - 7,5
Порфирит 2000 - 5000 1,1 - 2.1
Скарн гранатовый 1600 - 4700 2,3 - 2,6
Сланцы глинистые 200 - 750 1,3 - 4
Сланцы кристаллические 7400 - 8300 1,4 - 2,9
Туф 180 - 2800 1,7 - 3
       

 

Рекомендуемая литература.

1. Грабчак Л.Г., Багдасаров Ш.Б., Иляхин С.В., Карпиков А.П. и др. “Горноразведочные работы”. – М.: Высшая школа. 2003.

2. Карпиков А.П., Чубаров В.В., Чирков А.В. “Свойства минералов и пород”. – М.: “ЩИТ-М”. 2007.

3. Карпиков А.П., Волков А.М., Чирков А.В. “Терминология недропользования”. – М.: “ЩИТ-М”. 2008.

4. Ямщиков B.C. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. М., Недра, 1982.

Приложения.

Таблица 1. Плотность, объемная плотность и пористость горных пород.

Порода Плотность r×10-3,кг/м3 Объемная плотность r×10-3,кг/м3 Пористость, %
Магматические
Альбитофиры 2.65-2.7 2,6-2,65 0,2-0,3
Базальт 2,7-2.86 2,32-2,69 0,6-19
Габбро 2,9-3,1 2,85-3 0,6-1
Гранит 2.6-2,8 2,57-2,68 0,1-5
Диабаз 2,85-3,05 2,55-2.8 0,6-12
Кварц 2,65-2,66 2,64-2,65 0,3
Лабрадорит 2,63-2,69 2,59-2,64 0,2-0,3
Сиенит 2,57-2,65 2,48-2,6 0,2-1,5
Осадочные
Алевролит 2,62-2,76 2,3-2,5 5-26
Ангидрит 2,92-3 2,4-2,8 2-17
Аргиллит 2,6-2,78 2,3-2,4 2-20
Гипс 2,3-2.5 2,1-2,4 13-16
Глина 2,58-2,78 1.2-2,4 5-38
Доломит 2,76-2,88 1,9-2.8 3-20
Известняк 2,6-2,8 1,95-2,55 1,5-15
Каменная соль 2-2,2 2-2.2 -
Каменный уголь 1,3-1.65 1,29-1.64 0,4-0,6
Кремень 2,46-2,75 2,3-2,6 1-6
Мел 2,56-2,8 1,8-2,6 25-39
Мергель 2,58-2.8 2,2-2.4 5-35
Песчаник 2,1-2,9 2,05-2,5 2-6
Метаморфические
Гнейс 2,6-2.85 2,56-2,78 0,5-2,0
Кварцит 2,65-2,9 2,57-2,7 0,2-0,7
Мрамор 2,7-2,88 2,65-2,85 0,1-1,0
Хлоритовые сланцы 2,72-2,8 2,67-2,78 1-2

 

Таблица 2. Упругие свойства некоторых горных пород.

Порода   Модуль упругости Е×10-10, Па Коэффициент Пуассона, m Модуль сдвига, G×10-10, Па Модуль объемной упругости К×10-10, Па
стати­ческий динами­ческий стати­ческий динами­ческий стати­ческий динами­ческий стати­ческий динами­ческий
Гранатовый скарн с магнетитом 15,0 14,2 0,47 0,33 5,10 3,56 8,3 14,4
Руда магнетитовая 12,4 14,9 0,39 0,35 4,50 3,45 6,3 16,5
Порфирит диабазовый 8,7 8,3 0,23 0,28 3,64 2,52 5,5 6,3
Магнетит мелкозернистый 8,2 16,2 0,34 0,33 3,10 4,40 8,6 17,3
Роговик-скарн 7,8 8,9 0,17 0,33 3,3 2,30 3,9 9,0
Диорит-порфирит 6,6 10,7 0,40 0,31 2,35 2,90 17,8 9,4
Гранит-порфирит 6,6 6,4 0,38 0,36 2,40 2,40 9,2 8,9
Известняк глинистый 6,5 6,6 0,22 0,20 2,68 3,30 3, 8 2,3
Сиенит-порфирит 5,5 6,1 0,31 0,31 2,19 2,10 2,24 3,3
Песчаник кварцевый 4,5 8,6 0,21 0,42 1,85 1,28 2,6 13,6
Базальт 4,4 7,8 0,22 0,22 4,45 3,21 1,1 2,61
Известняк 2,25 5,6 0,29 0,27 1,8 2,20 1,8 4,1

 

Таблица 2а. Коэффициент Пуассона m для некоторых горных пород.

Породы m Породы m
Песчаник кварцевый 0,09 – 0,21 Порфирит кислого и среднего состава 0,2 – 0,3
Кварцитопесчаник 0,1 – 0,15
Сланец глинистый 0,1 – 0,2 Порфирит метаморфизо ванный 0,22 – 0,3
Песчаник аркозовый 0,13 – 0,15
Уголь 0.14 – 0,16 Гранит 0,22 – 0,29
Известняк 0,19 – 0,33 Песчаник 0,33 – 0,4
Мрамор 0,34 – 0,40 Каменная соль 0,4 – 0,45

 

Таблица 3. Скорость распространения упругих волн и акустическая жесткость
некоторых пород (по Ханукаеву А.Н.).

Порода Скорость продольной волны Ср, км/с Акустическая жесткость А× 10-6, кг/(м2× с)
Гранит 4,35-6,8 11, 3-19
Кварц 4,9-6,7 13-17,3
Базальт 5,4-7,0 14,6-20
Диабаз 6,3-7,5 18-23
Габбро 5,6-6,8 16,2-19,5
Каменный уголь 1,5-2,4 1,95-3,96
Каменная соль 4,2-5,6 9-12,1
Глинистый сланец 2,5-4,0 5,75-16,2
Песчаник 3,0-4,6 6,3-18,3
Известняк 3.2-5,5 7,35-16,5
Доломит 5,2-6,7 12,0-18,6
Гнейс 5,5-6,0 14,6-17,1
Мрамор 4,4-5,9 11,9-17,0
Кварцит 4,3-6,5 11,4-18,9

 

Таблица 3а. Модуль упругости (Е) для некоторых горных пород.

Порода Е×10-10 Па Порода Е×10-10 Па
Доломит 2,1 ‑ 16,5 Песчаник 7,3 ‑ 7,8
Габбро-норит 11,7 ‑ 12,2 Гнейсогранит биотитовый 7 ‑ 7,2
Диабаз 11,5 ‑ 12 Гранит биотитовый 6,8 ‑ 7,2
Кварцит 7,5 ‑ 10 Гранит 6 ‑ 9,4
Базальт 9,5 - 10 Биотитовый гнейс 5,6 ‑ 5,8
Мрамор 3,9 ‑ 9,2 Порфирит кислого состава 5,3 ‑ 5,8
Известняк 1.3 ‑ 8,5 Порфирит метаморфизованный 3,7 – 4

Таблица 4а. Предел прочности некоторых горных пород на одноосное сжатие sсж .

Породы sсж×10-6, Па Породы sсж×10-6, Па
Весьма крепкие и вязкие кварциты 294 – 490 Сиенит 150 – 200
Ангидрит 120 – 150
Габбро 120 – 360 Глинистые сланцы плотные 100 – 120
Кварцевые породы 300 – 320
Диорит 130 – 300 Песчаник с известковым цементом 20 – 40
Порфирит 100 – 300
Гранит 80 – 270 Сидерит 98 – 150
Базальт плотный 235 – 280 Мрамор 98 – 200
Известняки, доломиты 100 – 200 Гипс 49 – 80
Песчаник с кремнистым цементом 200 – 250 Каменная соль 20 - 40
Песчаный сланец 39 – 100

Таблица 4. Прочностные свойства некоторых горных пород.

Порода Пределы прочности sсж / sр
сжатие sсж ×10-5, Па сдвиг t ×10-5, Па растяжение sр ×10-5, Па
Аргиллит 1З,2
Алевролит 12,5
Каменная соль   22,0
Каменный уголь 18,0
Алевролитовый сланец 10,5
Песчаник 11,5
Известняк мраморизованный 7.2
Известняк кремнистый 14,0
Песчаник кварцевый 11,0
Сиенит-порфирит 7,5
Магнетитовая руда 11,9
Диорит-порфирит 12,7
Гранит-порфирит 7,1
Гранатовый скарн 11,7
Роговик скарновый 11,6
Сливной песчаник 10,4
Кремень 8,5

Таблица 5. Классификация г.п. по крепости, со значениями категорий
по буримости[*] (для горных работ) и коэффициентов разрыхления.

Категория крепости Степень крепости пород Коэффициент крепости Категория по буримости Коэффициент разрыхления
I Высшей степени (базальты)     XX   1.7-2.0
II Очень крепкие - (порфирит гранит, кремний, кварцит) XIX XVIII XVII XVII XVI 1.7-2.0 1.6-1.9 1.5-1.8 1.5-1.8 1.5-1.7
III Крепкие – (песчаники, известняки, железные руды, мрамор, доломит) XVI XVI XV XV XIV XIV XIII     1.4-1.6   1.3-1.5
IV Довольно крепкие (песчаники, сланцы) XII XII XI   1.3-1.5
V Средней крепости (сланцы, мергель, глины)   X IX VIII   1.3-1.5
VI Мягкие (мел, уголь, твёрдые грунты)   1.6   VII VI   1.3-1.5
VII VIII IX X Мягкие Землистые Сыпучие Плывучие 0.6 0.5 0.3 V IV III II, I 1.2-1.4   1.2 1.1; 1.05

Таблица 6. Классификация горных пород по абразивности.

Класс абразивности Степень абразивности пород Показатель абразивности а, мг Характерные породы
I Весьма малоабразивные до 5 Известняки, мраморы, мягкие сульфиды без кварца (галенит, сфалерит, пирротин), апатит, каменная соль
II Малоабразивные 5-10 Сульфидные и барито-сульфидные руды, аргиллиты, мягкие сланцы (углистые, глинистые, хлоритовые)
III Ниже средней абразивности 10-18 Джеспилиты, роговики, кварцевосульфидные руды, магмати­ческие тонкозернистые породы, песчаники кварцевые, руды железные, известняки окремнелые
IV Среднеабразивные 18-30 Песчаники мелкозернистые, диабазы , плавленый базальт , крупнозернистый пирит, арсенопирит, жильный кварц , кварцево-сульфидные руды, мелкозернистые магматические породы , окварцованные известняки
V Выше средней абразивности 30-45 Песчаники средне и крупнозернистые, плагиограниты, нефелиновые сиениты, мелкозернистые граниты, диориты, порфириты, габбро, гнейсы, скарны
VI Повышенной абразивности 45-65 Средне- и крупнозернистые магматические породы, граниты, диориты, гранодиориты, порфириты, сиениты, пироксены, амфиболиты, кератофиры, кварцевые порфириты
VII Высокоабразивные 65-90 Порфириты, диориты, граниты, гранитоидные нефелиновые сиениты
VIII В высшей степени абразивные более 90 Корундосодержащие породы

Таблица 7. Контактная прочность горных пород (по Л.А.Барону и Л.Б. Глатману).

Порода Контактная прочность, МПа
Песчаник ожелезненный
Глинистый сланец
Микросиенит полосчатый
Песчаник крупнозернистый
Песчанистый сланец
Известняк доломитизированный
Мрамор белый кристаллический
Диорит
Мартитовая руда
Ортоклаз (полевой шпат)
Джеспилит мелкозернистый
Гранит
Пироксенит
Кварцит мокшанский

Таблица 8. Шкала твердости Мооса.

Число твердости Эталонный минерал Характеристика твердости
Тальк Очень легко царапается ногтем
Гипс Легко царапается ногтем
Кальцит Царапается заостренной медной или бронзовой проволокой
Флюорит Легко царапается ножом
Апатит С трудом царапается ножом
Ортоклаз Легко царапается напильником
Кварц С трудом царапается напильником и оставляет царапину на стекле
Топаз Царапает напильник и оконное стекло
Корунд Режет стекло
Алмаз  

Таблица 9. Классификация пород по крепости (f), твердости по штампу (pш) и буримости (кб, для буровых работ).

f pш , МПа кб Характеристика пород
0,3-1 1-2 2-4 50-100 100-250 250-300 I II III А. Мягкие малоабразивные. Песок, супесь, суглинок, глина, валуны, галечник, мергель, мел, глинистый сланец, известняк, гипс, алевролит, магнезит и т.п.
4-6 6-7 7-8 8-10 10-14 500-1000 1000-1500 1500-2000 2000-3000 3000-4000 IV V VI VII VIII Б. Породы средней крепости умеренной абразивности, абразивные. Известняк, песчаник, аргиллит, доломит, апатит, магнетит, андезит, сиенит, туф, диабаз, скарн и т.п.
14-16 16-18 18-20 > 20 4000-5000 5000-6000 6000-7000 > 7000 IX X XI XII В. Крепкие породы, твердые и абразивные. Скарн рудный, нефелино-сиенит, гранит, габбро, диорит, порфирит, кварц, роговик, яшма и т.п.

Содержание

Предисловие.

Введение. Статистическая обработка экспериментальных данных.

Раздел I. Физико-технические и упругие свойства горных пород.

1.1. Определение объемной плотности пород методом гидростатического взвешивания.

1.2. Определение плотности минерального скелета пикнометрическим способом..

1.3. Определение пористости, влажности, влагоемкости и водопроницаемости пород.

1.4. Определение насыпной плотности, гранулометрического состава и угла естественного откоса горных пород.

1.5. Определение статического модуля упругости и коэффициента Пуассона.

1.6. Определение скорости продольных волн и динамического модуля упругости.

Раздел II. Прочностные свойства горных пород.

2.1. Определение предела прочности горных пород на сжатие.

2.2. Определение прочностных характеристик пород на образцах произвольной формы..

2.3. Определение предела прочности горных пород на растяжение.

2.4. Определение угла внутреннего трения и прочности породы на сдвиг.

2.5. Построение участка паспорта прочности горных пород.

2.6. Определение прочностных характеристик методом толчения.

Раздел III. Горнотехнические характеристики пород.

3.1. Определение абразивности и буримости горных пород.

3.2. Определение дробимости и взрываемости горных пород.

3.3. Определение твердости и коэффициента пластичности горных пород.

Рекомендуемая литература.

Приложения.

Содержание


 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 7015. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия