21 Прочность и пластичность гп

Прочность - это способность сопротивляться разрушающим силовым воздействиям; измеряется удельной величиной разрушающего усилия.

В зависимости от характера нагрузки - статическая или ударная, динамическая - выделяют статическую и динамическую прочность. Практически всегда динамическая прочность горных пород значительно (в десятки раз) превышает статическую. Это противоречит распространенному мнению о том, что удар всегда эффективнее при разрушении. В данном случае это вводит человека в заблуждение, так как он не позволяет чувственно воспринять значительное (многократное) увеличение нагрузок при ударе.

Прочность, как динамическая, так и статическая, - слишком общая характеристика. На практике используются ее конкретные выражения, различаемые в зависимости от степени концентрации и направления приложения разрушающего воздействия.

Временное сопротивление пород разрушению при одноосном сжатии σ_сж - важнейший показатель прочности пород характеризующий способность выдерживать без разрушения сжимающую нагрузку.

Временное сопротивление пород разрыву σ_р - удельная растягивающая нагрузка, выдерживаемая стандартным образцом горной породы.

Временное сопротивление изгибу σ_из , сдвигу (скалыванию) σ_ск и кручению σ_кр - характеризуют способность горных пород сопротивляться соответствующим видам деформаций и измеряются величинами соответствующим образом ориентированных нагрузок, приводящих к разрушению стандартных образцов горных пород.

Пластичность - хрупкость горной породы выражают способность к деформации без нарушения сплошности агрегатов минеральных зерен. Обычно представляется в виде безразмерного коэффициента пластичности горной породы К_П , фиксирующим отношение общей энергии деформации горной породы при внедрении индентора к энергии, затраченной на упругую де формацию.

Для выражения пластичности и хрупкости горных пород в специальных методиках используются также показатели модуля упругости и коэффициента Пуассона, выводимые из закона Гука. Показатели пластичности и хрупкости горных пород в технологии бурения регламентируют предпочтительный характер воздействия породоразрушающих элементов на забой: резание, дробление, скалывание.

22 Твердость и крепость горных пород.

Твердость - характеризует сопротивление породы режущему инструменту (твердость по Шору) [кгс/мм²].

На практике- для определения предельных нагрузок на долото при бурении

Твердость горных пород зависит от:

1)      пористости

- с увеличением пористости уменьшается ,

2)   глубины залегания

увеличивается (в 2-2,5 раза с увеличением всестороннего давления до 1000атм),

3)      сцементированности породы

- с увеличением карбонатности увеличивается

4)      водонасыщенности

- с увеличением в породе уменьщается

Крепость – характеризует разрушение породы по отношению к конкретному виду воздействия:

1)   внедрение долота;

2)   скалывание;

3)   резание;

4) дробление и т. д.

Все горные породы делятся по крепостям на 5 групп:

1)   весьма крепкие,

2)   крепкие,

3)   ломкие,

4)   мягкие,

5) рыхлые и сыпучие.

Численно крепость характеризуют коэффициентом крепости:

A– работа разрушения горной породы,V– объем разрушения.

В Башкирии, например, коэффициент крепости лежит в пределах:

Наиболее крепкие породы –известняки и доломиты, наиболеерыхлые–песчаники.