Тау жыныстарының беріктік қасиеттерін анықтауға жалпы нұсқаулар



жүктеу 93.66 Kb.
Дата09.06.2016
өлшемі93.66 Kb.


Рудалы кен орындарын жер асты қазу кезіндегі тау жыныстарының және жер бетінің жылжуын бақылау бойынша нұсқауға

5-қосымша



Тау жыныстарының беріктік қасиеттерін анықтауға

жалпы нұсқаулар
Кен орындарын жер асты барлауда жер беті мен тау жыныстарының беріктік мәселелерін шешу үшін қолданылатын жалпы беріктік сипаттамалары: бір осьті қысуға төзімділік шегі σсж; созылуға төзімділік шегі σр; кесекте Кк және массивте Км ілінісу коэффициенті; ішкі үйкеліс бұрышы ρ; босаңдау беттері бойынша үйкелу бұрышы ρм.

Бір осьті қысуға төзімділік шегі σсж төзімділікті есептеуде кеңінен қолданады, ал корреляцияда төзімділік шегімен σр ол сәтті қолданылуы мүмкін. Жылжу процесінің сипаты мен параметрлерін болжағанда жіктемелік белгілерінің бірі-М.М. Протодьяконов бойынша тау жыныстарының беріктік коэффициенті:

f = σсж/10
Тау жыныстарының қажет беріктілік сипатын алу үшін зертханалар мен табиғат жағдайларында сынаулар өткізіледі. Зертханалық сынауларды арнайы мамандандырылған зертханалар іріктелген тау жыныстарынан өткізеді. Бұл жағдайда әрбір тау жынысының қажет түрі қамтамасыз етіледі, тау жыныстарының біршама берік сипаттағы өкілдерін алу үшін МСТ-ке сай сынау әдістерімен қамтамасыз етеді.

1. Сынамаларды іріктеу
Зертханалық сынаулар үшін сынамаларды іріктеуді тікелей кен қазбаларында жасайды. Кен орындары, негізінен күрделі геологиялық жағынан әр түрлі тау жыныстарымен сипатталатындықтан, сынамаларды іріктеу пункттерінің арасындағы қашықтық 200 бастап 25 м дейін өзгереді. Сынамалар саны литологиялық тау жыныстарының (біршама тән) санымен анықталады. Мұнда монолиттердің саны немесе әрбір тау жынысының саны, әрбір сынау түрі үшін қажет санымен қамтамасыз етіледі. Іріктелген сынамалардың сақталуы мен тұтастығына ерекше назар аудару керек, оларды іріктегенде, оларды тасымалдап және сақтағанда да аса сақ болған дұрыс. Массивтен сынаманы алып шығу, оның табиғи құрылымын бұзбай алып шығу. Топырақтан 0,2 м салынған бағаннан оны бөліп алмайды. Іріктеліп алынған сынамаларды жәшікке сынау орнына жіберу үшін орап салады. Сынамалар бар жәшіктерді лақтыруға, жауын-шашынның астында немесе аязға қалдыруға болмайды. Тану жыныстарының сынамалары, сынауға жіберілетіндері қажет құжатпен қамтамасыз етіледі, ол әрбір тау жынысының алынған орны мен уақытын, тау жынысының атауы мен сынау түрін анықтауға мүмкіндік береді.

2. Зертханалық зерттеулер
Тау жыныстарының сынамаларын механикалық сынаудың негізгі түрлері 1-кестеде берілген. Онда сынау тәсілдері, беріктілік сипаттарының атауы мен сынау үшін қажетті сынамалардың ең кіші өлшемдері берілген. Қысқанда беріктілік шегін осьтік пуансондар әдісімен, биік цилиндрлерді бір осьті қысу немесе жартылай дұрыс пішінмен анықтау әдістері берілген. Шамамен алғандағы нәтиже бойынша дұрыс емес пішін үлгілерін сферикалы индентормен бөлу созғанда және қысқанда беріктілік шегімен анықталады. Екінші жағдайда сонымен қатар түзілетіннің бойында цилиндрлік жатқан үлгілердің сыналуын пайдаланады.

Үлгідегі ілінісу коэффициенті мен ішкі үйкеліс бұрышын беріктілік құжатын құрумен тұрақтандырғыштарда үш осьті қысу немесе 30, 40 және 60° бұрыштарында қисық кесу әдісімен анықталады (5). Шамамен ілінісу коэффициенті мен ішкі үйкеліс бұрышы созылу мен қысылуда беріктік шегі қатынасы бойынша анықталады. Тау жыныстарының массивінде ішкі үйкеліс бұрышының шамаларын анықтағанда массивте ішкі үйкеліс бұрышы беттері бойынша, қиылысатын қабаттар мен сай келмейтін тегіс жарықшалар, ішкі үйкеліс бұрышы деп алынуы мүмкін, ол тау жыныстарының кесігіне зертханалық сынаулар бойынша берілген тау жынысы үшін алынған ішкі үйкеліс бұрышы деп алынған. Зертханалық сынауларды жалпы массивте емес, ал тек қана қатты тау жынысының кесегіндегі беріктілік қасиетін алуға мүмкіндік береді. Беріктілік сипаттарына көшу үшін барлық массивтің сипаты үшін құрылымда босаңдану λ, коэффициентін пайдаланады, яғни мұны үлгідегі тау жынысының орта беріктігіне массивтегі тау жынысының беріктігінің тең қатынасы деп түсінеді.



3. Табиғи зерттеулер
Табиғи зерттеулерді анизотропты тау жыныстарының құрылымын есепке ала отырып, массивтің беріктік қасиеттерін алу үшін өткізеді. Кен орындарында тау жыныстарының жылжу және беріктік мәселелерін шешуде осындай сынаулар арқылы мына коэффициенттерді анықтайды: массивтегі тау жыныстарының ілінісуі (Км) мен құрылымдық босаңдауы (λ).

Табиғи зерттеулерді өткізу-еңбек сыйымдылықты процесс, әсіресе жер

асты кен қазбаларында. Жер асты кен қазбаларында кен орындарында алынған массивтегі ілінісу туралы көптеген бар деректер (5), ілінісу шамасы мен құрылымдық босаңдау коэффициентінің мәні карьерлерде алынғандардан ерекшеленетінін көрсетеді. Сол себепті тау жыныстарының беріктігі мен жылжуын есептегенде, кен орындарында жылжу мәселелерін болжай отырып зерделенбеген тау жыныстарының жылжу процестерімен массивтегі ілінісу шамасын алу үшін сәйкес эмпирикалық өрнек қолданылады. Массивтегі ілінісу коэффициентін анықтау үшін кейбір нақты біршама формулаларды келтірейік. Осы формулаларда қолданылатын бастапқы деректер табиғи немесе зертханалық сынау нәтижелері бойынша алынады:
Км = (0,02 – 0,06)Кк;
Км = ;
Км = ,

мұнда -кесектегі тау жынысының беріктігіне байланысты коэффициент, жарықшақтық дәрежесі мен сипаты (2-кесте бойынша анықталады); W – жарылу қарқындылығы (4-қосымша); b = sin2 α + ξcos2 α; (мұнда ξ – бүйірлік үгілу коэффициенті).

Босаңдау беті (ρм) бойынша үйкелу бұрышының шамасы үстіңгі беттің босаңдау сипатына байланысты болады. Зертханалық сынаулармен мына мәселе анықталады, тегіс бетті тау жыныстарының барлығы үшін босаңдау бұрышы ρм мына мәнді 18-25о құрайды, ал тегіс емес бетпен босаңдау беті - 23-30°. Айналы тайғанаумен тегіс бет үшін-12-15°, ал тегіс емес болса-18-25°. Тегіс және тегіс емес кедір-бұдырлы бет үшін босаңдау беттері бойынша (ρм) үйкелу бұрышы ішкі үйкелу бұрышына ρк жақын. Ішкі үйкелу бұрыштарының мәні, 3-кестеде көрсетілген.

Жылдам-әдістерді өріс жағдайларында сынаманы орнында іріктеуде тау жыныстарының беріктік қасиеттерін болжамды анықтау үшін қолданады. Ол қажетті беріктік сипатын аз шығынмен алуға мүмкіндік береді.

________________________
1-кесте


Сынау түрі

Сынау тәсілі


Тау жынысы-ның тобы


М.М. Протодъяконов бойынша беріктік коэффициенті



Беріктік сипаттамалары

Бір сынаманы сынау үшін үлгілер саны


Бір сынау үшін бір үлгі өлшемдері, мм



Жіберілетін сынамалардың минимум өлшемдері

Бұрғылау ұңғымасының керн, мм

Монолит, мм


Бір кесек


Жалпы өлшемдер



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Беріктік шегі

Осьтік пуансон әдісі

Қатты

орташа қатты



> 8
5 - 8

σсж



6 – 8
4 – 6

do =dK
ho = 11 - 12

dк42
lк= 150

dк42
Lк = 300

250х200х200

Биік цилиндрлердің қысылуы

Қатты орташа қатты

> 8
5 - 8

σсж


6 - 10


do =dK
ho = (1,5 – 2,0) do

dк42
lк= 150

dк42
Lк > 10 dK

300х300х200



Дұрыс емес пішін үлгілерін сынау

Қатты орташа қатты

> 8
5 - 8

σсж, σр



6 – 10

80х80х80



250х200х200



Үйкелу мен ілінісу

Матрицадағы қисық қима


Қатты орташа қатты


> 8
5 - 8



ρ, Кк



6 - 15





dк70
lк150


dк70
Lк = 1000

300х300х200


Ескерту. σсжбір осьті қысуға беріктік шегі, МПа, σр – бір осьті созуға беріктік шегі, МПа; ρ – ішкі үйкелу бұрышы, градус; Кк – ілінісу коэффициенті, МПа; Lк – бір сынаманың кесектерінің жалпы ұзындығы; do – сынауға арналған үлгі диаметрі; hо – сынау үшін үлгі биіктігі; lк – бір кесек керннің ұзындығы

2-кесте

Тау жыныстарының сипаттамалары мен олардың жарықшақтануы



Кесектегі ілінісу шамасы Кк, МПа

Коэффициент

а


Құрылымды босаңдату коэффициенті λ

Н1 ≥ 100 мм

Орташа қатты, қатпарлы, біршама қалыпты жарылатын

10 - 15


3


0,051-0,061



Қатты, қатпарлы, қалыпты жарылатын

16-30

5

0,031-0,038



Қатты, қисық жарылатын

30

10

0,016-0,019


3-кесте


Тау жыныстары



Ішкі үйкеліс бұрышы, градус

Тау жыныстарының генезисі

Гранодиорит, диорит, габбро, пироксенит, кварцты порфир

Сиенит, кератофир


36

30—32


Магматикалық



Кварцит, гнейс, серпентинит

Метаморфтық сланцтар



31—36

27—33


Метаморфтық

Құмдақтар

Алевролиттер

Аргиллиттер

Мәрмәрлі әк тастар



27—38

25—35


20—26

34—38

Шашынды

Мысалы, кен орындарында тау жыныстарының беріктігін анықтау үшін арнайы БУ-39 приборы қолданылады. Прибор дұрыс емес еркін пішін үлгілерінде өлшенетін үлгі 80х80х100 мм аспайтын, созылу мен қысуға тау жыныстарының беріктігін анықтайды. Жұмыс істеу принципі, сынау әдістемесі мен нәтижелерді өңдеу Нұсқауда берілген (7).

Геодезиялық зерттеу әдістерінен біршама танылған және таралған түрі ультра дыбысты, оның көмегімен толқындардың таралу жылдамдығы бойынша беріктік және серпімділік көрсеткіштері немесе тау жыныстарындағы олардың ауытқу амплитудасы анықталады (6).

______________________





©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет