ГОРНЫЕ ПОРОДЫ КАК ОБЪЕКТ РАЗРАБОТКИ. МАССИВ. ГОРНАЯ МАССА. ОБРАЗЕЦ

Объектами горных разработок являются все виды горных пород: коренные, залегающие в толще земной коры по месту своего образования, и покрывающие их наносы — породы измельченные, переотложенные или перенесенные. При разработке породы подвергаются различного рода воздействиям, главным образом механическим: ударам, сдвигу, уплотнению, перемещению, в результате чего изменяется их состояние. В общем случае различают естественное или искусственно измененное (взрывом, механическим разрушением, водопонижением, химическим укреплением и т.п.) состояния горных пород.

Для ведения горных работ в забое необходимо знать характеристики горных пород в их естественном состоянии. Для других целей (погрузки, перемещения, складирования, дробления и др.) определяют и учитывают свойства пород в искусственно измененном состоянии.

Цели воздействия на породы различны, и они определяют пределы знаний тех или иных свойств пород. Характеристики свойств пород в различных объемах могут отличаться друг от друга, например, из-за блочной трещиноватости.

 

 

Рис. 1.4. Состояние изучаемых горных пород:

1 — массив горных пород с вертикальной ориентацией; 2 — горные породы в массиве; 3 — разрыхленная порода (горная масса); 4 — куски (образцы) горной породы; 5 —минералы (зерна) в горной породе

Поэтому при изучении горных пород выделяют понятия породного массива, горных пород в массиве, разрыхленных горных пород (горных масс) и отдельных изолированных кусков (образцов) горных пород (рис. 1.4).

Породный массив (сокращенно «массив») - это геологическое тело, состоящее из совокупности горных пород, сформировавшееся в определенной геолого-структурной обстановке и характеризующееся присущими физическими и геологическими особенностями

Горная порода, находящаяся в массиве в естественном состоянии, называется горной породой в массиве.

Разрушенные горные породы — это разрыхленные, раздробленные искусственно или в результате сдвижений массивов твердые или связные горные породы. Естественно рыхлые породы также могут перейти в группу разрушенных вследствие нарушения их первоначальной укладки и сцепления в результате, например, погрузочпо-транспортных работ.

Отдельные части скальных и связных пород, а также малые объемы рыхлых пород представляют собой образцы горных пород. Следовательно, образцы горных пород — это те исходные элементы, сочетание которых образует более сложные конструкции — горную породу в массиве, массив горных пород, разрушенную породу.

Измельчение горных пород, выделение из них полезных компонентов, контроль состава связаны с разделением минералов, свойства которых предопределяют технику и технологию измельчения и обогащения. Поэтому физика горных пород изучает также всю совокупность минералов, слагающих породы

Подобно тому как свойства массива горных пород обусловлены свойствами, расположением и взаимной связью образующих его пород, свойства образца обусловлены свойствами, расположением и связью слагающих его минералов.

Основные физические закономерности наиболее четко проявляются при изучении образцов горных пород и минералов.

Отличия в свойствах и поведении пород в образце и в массиве, а также массива горных пород и горной массы обусловлены:

различием в составе (в образце минеральный состав не всегда соответствует составу породы в массиве или разрыхленной породы; массив пород сложен разнородными по составу породами);

различием в строении — расположении основных структурных элементов, их формы, ориентировки (так, в образце может отсутствовать слоистость, в то время как массив горных пород слоистый);

различными внешними условиями, в которых находится порода: давлением, температурой, электрическими полями, степенью и характером насыщения пород газами и жидкостями и т. д.;

силами связей, контактными условиями и степенью нарушенности пород — образец чаще всего менее нарушен трещинами и пустотами, чем порода в массиве, массив горных пород или разрушенная горная порода.

Нарушенность пород проявляется в их трещиноватости. Трещиноватость — это совокупность трещин, имеющихся породном массиве. Как правило, все горные породы имеют ту или иную степень трещиноватости.

Наличие пор, пустот и трещин в породах предопределяет их многофазность, так как все пустоты в естественных условиях обычно бывают заполнены газами, жидкостями или инородными телами, что обусловливает возникновение в породах множества физических эффектов, отличающих их поведение от классических твердых тел.