Определение коэффициентов сопротивления копанию

Классификация горных пород по трудности разработки и бурения.

В качестве физико-механической основы сопоставления горных пород по трудности их разработки академиком В.В. Ржевским рекомендован относительный показатель трудности разрушения породы П _р, который может быть определен по следующей зависимости

П _р= 0,5· К _тр(σ_сж+ σ_сдв+ σ_раст)+0,5·γ,

Где К _тр коэффициент трещиноватости горных пород (0,05…1,0); σ_сж =(34…450); σ_сдв=(0,01…75); σ_раст=(0,0…43)- соответственно пределы прочности горных пород на сжатие, сдвиг и растяжение, МПа; γ- плотность породы, т/м³.

Все горные породы, подвергаемые разрушению механическим способом, с точки зрения трудности разрушения делятся на пять классов:

I класс — легкоразрушаемые (П _р =1…5);

II класс-средней разрушаемости (П _р =5…10);

III класс — трудноразрушаемые (П _р = 10…15);

IV класс —весьма трудноразрушаемые (П _р =15…20);

V класс — исключительно трудноразрушаемые (П _р =20…25).

Породы с П _р >25 относятся к внекатегорным.

В зависимости от трудности разрушения пород установлена классификация горных пород, состоящая из девяти групп, пять из которых разрабатываются без применения буровзрывных работ. Для каждой группы пород профессорами Н. Г. Домбровским и Ю. И. Беляковым были экспериментально установлены коэффициенты сопротивления копанию K _f(МПа) основными видами экскавационного оборудования.

Для одноковшовых экскаваторов величину K _fв массиве для невскрытых горизонтов проф. Ю. И. Беляков рекомендует определять по зависимости

где С_м — прочность породы в массиве; μ _э— коэффициент, учитывающий разницу во вместимости Е (м³) ковша (μ _эизменяется от 1,1 до 0,7 при вместимостях ковшей Е от 2 до 20 м³).

где К_Р — коэффициент разрыхления; S — глубина внедрения зубьев ковша, м; d_cp — средний линейный размер куска, м; f – коэффициент крепости породы.

– Характеристика буримости горных пород

Эффективность бурения взрывных скважин определяется скоростью бурения, которая зависит от способности породы разрушаться под воздействием бурового инструмента (основной фактор); его вида и формы, а также способа, усилия и скорости его воздействия на забой скважины; диаметра, скважины и в ряде случаев от ее глубины; способа, скорости и тщательности удаления из забоя скважины буровой мелочи, препятствующей разрушению по роды.

Все перечисленные факторы определяют технологические параметры буровых станков.

Для сопоставления пород по буримости (механическим спо собом) по аналогии с коэффициентом сопротивления копанию введен относительный показатель трудности бурения породы П _б

П _б= 0,07∙(σ_сж+ σ_сдв)+0,7γ

Все горные породы при механических способах бурения по аналогии с показателем П _р (см. формулу 1.1) и в соответствии с величиной П _б -подразделяются по буримости на пять классов:

I класс — легкобуримые (П _б=1…5);

II класс — средней бури мости (П _б = 5…10);

III класс — труднобуримые (П _б =10…15);

IV класс — весьма труднобуримые (П _б = 15…20);

V класс — исключительно труднобуримые (П _б = 20…25).

Породы с показателем П _б>25 относятся к внекатегорным. Удельное сопротивление горной породы разрушению при бурении шарошечным и шнекобуровым способами может быть оценено по среднему приведенному пределу прочности породы при разрушении механическим способом бурения σ_м.б. (МПа)