ООО « Институт Гипроникель», Санкт-Петербург:

Трофимов А. В., зав. Центром физико-механических исследований, эл. почта: AVTro@nikel.spb.su

Вильчинская О. В., инженер 2-й категории

Бреус К. Э., инженер 3-й категории

Амосов И. В., мл. науч. сотр.

Процессы взаимодействия с горными породами являются основой высокопроизводительного современного горно-металлургического производства. Принятие проектных решений при обеспечении устойчивости массива горных пород и оптимизации процессов разрушения и измельчения полезного ископаемого до требуемой крупности на основе неактуальных данных о свойствах горных пород приводят к снижению экономической эффективности и безопасности производства. В работе рассмотрен комплексный подход при исследовании физико-механических свойств горных пород, подразумевающий предварительный анализ геологических материалов по изучаемому объекту, разработку геомеханически обоснованной методики отбора проб, формирование состава и числа комплексов испытаний, научное сопровождение отбора проб и в итоге проведение комплексов физико-механических испытаний горных пород. Приведены примеры исполь зования физико-механических свойств горных пород. Рассмотрены используемые при проведении испытаний актуальные методы, современные сред ства измерений и испытательное оборудование, аппаратура для регистрации отдельных параметров и программное обеспечение для последующей обработки. Подробно описаны методы и средства измерения деформаций горных пород. Особое внимание уделено связи коэффициента крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова с прочностными и деформационными свойствами горных пород. Выполнен анализ на основе большого объема статистических данных при выполнении комплексных исследований. Построены зависимости коэффициента крепости от прочностных и деформационных свойств горных пород и определены коэффициенты корреляции. На основе анализа сделан вывод, что у коэффициента крепости наилучшая сходимость наблюдается со сцеплением и модулем деформации. А связь коэффициента крепости и предела прочности при одноосном сжатии является зависимостью с весьма большим разбросом и низкой сходимостью, что ставит под сомнение определение коэффициента крепости расчетным путем.

1. ГОСТ 21153.2–84. Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии.
2. ГОСТ 21153.8–88. Породы горные. Метод определения предела прочности при объемном сжатии.
3. ГОСТ 21153.5–88. Породы горные. Метод определения предела прочности при срезе со сжатием.
4. ASTM D 5607–08. Standard Test Method for Performing Laboratory Direct Shear Strength Tests of Rock Specimens Under Constant Normal Force.
5. ГОСТ 12248–2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.
6. ГОСТ 28985–91. Породы горные. Метод определения деформационных характеристик при одноосном сжатии.
7. Барон Л. И. Коэффициенты крепости горных работ. — М. : Наука, 1972. — 176 с.
8. Протодьяконов М. М. Определение коэффициента крепости крепких горных пород методом толчения // Научно-координационное совещание по исследованиям физико-механических свойств горных пород применительно к задачам горного давления : тезисы докладов. — М., 1961.
9. ГОСТ 21153.1–75. Породы горные. Метод определения коэффициента крепости по Протодьяконову.