Некоторые механические и акустические свойства массива горных пород

При геотехнологических способах разработки месторождений полезных ископаемых необходимо учитывать и использовать некоторые специфические механические а также акустические свойства массива горных пород.

К этим специфическим механическим свойствам относятся: тиксотропность, прочность, твёрдость, вязкость разрушения, упругость, пластичность, компрессионная способность, хрупкость.

Тиксотропность — способность горных пород, содержащих коллоидные фракции, под воздействием динамических нагрузок к обратимым переходам из твёрдого состояния в жидкое. Тиксотропность зависит от вида воздействия, его интенсивности и длительности.

Показателями способности горной породы к разрушению являются чувствительность и предел структурной прочности.

Прочность — способность горной породы сопротивляться разрушению под воздействием внешних сил. Она характеризуется количественно: пределом прочности при одноосном сжатии или растяжении, сопротивлением срезу, пределом прочности при изгибе, коэффициентом крепости.

Твёрдость — способность горной породы оказывать сопротивление локальному воздействию. Количественно она характеризуется показателем статической и динамической твёрдости.

Вязкость разрушения — способность горной породы сопротивляться развитию в ней трещин.

Упругость — способность горной породы восстанавливать после снятия нагрузки свою первоначальную форму и размеры Количественно она характеризуется модулем Юнга, коэффициентом Пуассона, модулем сдвига, коэффициентом всестороннего сжатия.

Пластичность — способность горной породы изменять форму без разрыва сплошности при силовом воздействии и сохранять эту форму при снятии действующей нагрузки. Количественно она характеризуется степенью пластичности, коэффициентами пластичности и уплотнения.

Компрессионная способность — способность горной породы сжиматься при вертикальной нагрузке и невозможности бокового расширения. Она характеризуется количественно: коэффициентами уплотнения и консолидации, модулями осадки и полной деформации.

Хрупкость — способность горной породы к внезапному разрушению при нагрузке без заметных пластических деформаций. Она количественно характеризуется коэффициентом хрупкости.

Акустические свойства используются и учитываются при разрушении массивов ультразвуковыми волнами, а также при геофизических методах контроля. Они оцениваются акустической проводимостью и поглощением.

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику гидравлическим свойствам массива горных пород: пористости, влагоёмкости, водоустойчивости, водоотдаче, капиллярности, набуханию, усадке и просадочности.

2. Дайте характеристику гидравлическим свойствам массива горных пород: фильтрации, смачиваемости, адсорбции, абсорбции и липкости.

3. Дайте характеристику тепловым свойствам горных пород: плавлению, испарению, сублимации и кристаллизации.

4. Дайте характеристику тепловым свойствам горных пород: конденсации, теплопроводности, теплоёмкости, тепловому расширению и сжатию.

5. Дайте характеристику электрическим свойствам горных пород: электропроводности, электрической прочности и поляризации.

6. Дайте характеристику магнитных и радиационных свойств горных пород: магнитной восприимчивости, остаточной намагниченности, естественной радиоактивности, способности поглощать ά-, β-, γ- и нейтронное излучение.

7. Дайте характеристику механическим свойствам горных пород: тиксотропности, прочности, твердости и вязкости разрушения.

8. Дайте характеристику механическим свойствам горных пород: упругости, пластичности, компрессионной способности, хрупкости.

9. Дайте характеристику акустическим свойствам горных пород.