Категория пород по протодьяконову. Разнообразные сланцы (некрепкие). Плотный мергель. Аппаратура и материалы

Шкала Протодьяконова

Шкала́ Протодья́конова - шкала коэффициента крепости горной породы. Разработана в нач. 20 в. Протодьяконовым М.М . Является одной из первых классификаций пород. Основывается на измерении трудоемкости их разрушения при добывании.

Коэффициент крепости f по шкале проф. М.М. Протодьяконова

Таблица 1. Коэффициент крепости f по шкале проф. М.М. Протодьяконова Примечание. Характеристика пород с Y11a до Х категорий опущена.

Протодьяконов предполагал положить подобную классификацию в основу оценки труда рабочего при добыче угля и руд, нормирования труда. Он полагал, что при любом методе разрушения породы и способе её добычи, возможно оценить породу по усредненному коэффициенту добываемости. Если один из двух типов пород более трудоемок при разрушении, например, энергией взрыва, то порода будет более крепкой при любом процессе её разрушения, например, зубком комбайна, кайлом, лезвием головки бура при бурении и т.д.

При разработке подобной шкалы М.М. Протодьяконов ввел понятие крепость горной породы. В отличие от принятого понятия прочность материала, оцениваемой по одному из видов напряженного её состояния, например, временном сопротивлении на сжатие, на растяжение, на кручение и т.д., параметр крепость позволяет сравнивать горные породы по трудоемкости разрушения, по добываемости. Он полагал, что с помощью этого параметра возможно оценить совокупность действующих при разрушении породы различных по характеру напряжений, как это имеет место, например, при разрушении взрывом.

М.М. Протодьяконова разработал шкалу коэффициента крепости породы. Одним из методов определения этого коэффициента было предложено испытание образца породы на его прочность на сжатие в кг/см2, а значение коэффициента определялось как одна сотая временного сопротивления на сжатие.

Этот метод достаточно хорошо коррелирует со шкалой крепости, предложенной М.М.Протодьяконовым для пород различной крепости угольной формации, пород средней крепости, но мало пригоден при определении этим методом коэффициента крепости очень крепких пород. Шкала крепости ограничивается коэффициентом 20, т.е. породами с временным сопротивлении на сжатие 200 кг/см2, а у сливного базальта, например, этот параметр равен 300 кг/см2. Тем не менее, в Советском Союзе шкала крепости М.М. Протодьконова имела широкое применение при оценке трудоемкости разрушения горной породы и используется до настоящего времени. Она удобна для относительной оценки крепости горной породы при ее разрушении при помощи буровзрывных работ.

Метод относительной оценки горной породы по крепости, трудоемкости при её разрушении имеет, как отмечалось многими, недостатки, за рубежом им не пользуются, но без него не обходятся в технической литературе Советского Союза и России.

Коэффициент крепости пород по М.М.Протодьяконову в системе СИ рассчитывается по формуле:

Fкр = 0.1σсж

где σсж - предел прочности на одноосное сжатие [МПа].

Ссылки

• Лыхин П.А. Тоннелестроение и бурение шпуров (скважин) В XIX И XX веках

• М. М. Протодьяконов на сайте Всероссийское генеалогическое древо

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Шкала Протодьяконова" в других словарях:

- (минералогическая шкала твёрдости) набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости. Предложена в 1811 году… … Википедия

Протодьяконов, Михаил Михайлович Михаил Михайлович Протодьяконов выдающийся российский, советский учёный в области горного дела, профессор, один из создателей Среднеазиатского университета (САГУ) … Википедия

Выдающийся российский, советский учёный в области горного дела, профессор, один из создателей Среднеазиатского университета (САГУ) Дата рождения: 22 сентября (4 октября) 1874 … Википедия

Михаил Михайлович Протодьяконов выдающийся российский, советский учёный в области горного дела, профессор, один из создателей Среднеазиатского университета (САГУ) Дата рождения: 22 сентября (4 октября) 1874 … Википедия

Михаил Михайлович Протодьяконов выдающийся российский, советский учёный в области горного дела, профессор, один из создателей Среднеазиатского университета (САГУ) Дата рождения: 22 сентября (4 октября) 1874 … Википедия

Буримость горной породы способность горной породы сопротивляться проникновению в неё бурового инструмента, или интенсивность образования в породе шпура (скважины) под действием усилий, возникающих при бурении. Буримость породы характеризуют … Википедия

Михаил Михайлович Протодьяконов российский, советский учёный в области горного дела, профессор, один из создателей Среднеазиатского университета (САГУ) Дата р … Википедия

Математика Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… … Большая советская энциклопедия

Сов. ученый в области горного дела. В 1899 окончил Петербург. горный ин т. Через несколько дней после окончания ин та был арестован полицией по обвинению в пропаганде социал демократич. идей. Выпущенный через… … Большая биографическая энциклопедия

ГОСТ 21153.1-75

Группа А09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПОРОДЫ ГОРНЫЕ

Метод определения коэффициента крепости
по Протодьяконову

Rocks. Method for the determination
of strength factor according to Protodyakonov

Дата введения 1976-07-01

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 25 сентября 1975 г. N 2491

ВЗАМЕН ГОСТ 15490-70 в части разд. III

Проверен в 1981 г. Срок действия продлен до 01.07.1986 г.*

________________
* Ограничение срока действия снято постановлением Госстандарта СССР от 24.04.91 N 565 (ИУС N 7, 1991 г.). - Примечание изготовителя базы данных.


ПЕРЕИЗДАНИЕ ноябрь 1981 г. с Изменением N 1, утвержденным в июле 1981 г. (ИУС N 9 - 1981 г.)

Настоящий стандарт распространяется на твердые горные породы и устанавливает метод определения коэффициента их крепости по Протодьяконову для классификации пород по этому показателю и использования его в технической документации при расчетах и проектировании горных работ, горного оборудования, а также при проведении научно-исследовательских работ.

Сущность метода заключается в определении коэффициента крепости, который пропорционален отношению работы, затраченной на дробление горной породы, к вновь образованной при дроблении поверхности, оцениваемой суммарным объемом частиц размером менее 0,5 мм.

1. ОТБОР ПРОБ

1. ОТБОР ПРОБ

1.1. Отбор проб - по ГОСТ 21153.0-75 .

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

2.1. Для определения крепости горных пород применяют:

прибор определения крепости ПОК (см. чертеж), состоящий из стакана 1, вставленного в него трубчатого копра 2, внутри которого свободно помещается гиря 3 массой 2,4±0,01 кг с ручкой 4, привязанной к гире шнуром. Трубчатый копер имеет в верхней части отверстия, в которые вставляются штифты 5, ограничивающие подъем гири. В комплект прибора входит объемомер, состоящий из стакана 6 и плунжера 7 со шкалой измерений с диапазоном показаний от 0 до 150 мм вдоль его продольной оси;

сито с сеткой N 05 по ГОСТ 6613-73 для просеивания породы после дробления.

Чертеж

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Отобранную пробу горной породы раскалывают молотком на твердом основании до получения кусков размером 20-40 мм. Из измельченного материала пробы отбирают двадцать навесок массой 40-60 г каждая.

3.2. Число сбрасывания гири на каждую навеску устанавливают при дроблении первых пяти навесок.

3.3. Каждую навеску отдельно дробят в стакане гирей, падающей с высоты 60 см. Число сбрасываний гири принимают в зависимости от ожидаемой крепости породы, обычно от 5 до 15 сбрасываний на каждую навеску.

Примечания:

1. При очень мягких породах число сбрасываний может быть сокращено до 1, а при очень крепких - увеличено до 30.

2. При дроблении стакан с вставленным в него трубчатым копром обязательно устанавливают на жесткое массивное основание: железобетонный или асфальтированный пол, стальную плиту (массой не менее 20 кг, толщиной около 10 см).


(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.4. Правильность выбранного режима испытания контролируют после просеивания первых пяти раздробленных навесок на сите до прекращения выделения подрешетного продукта и замера его объема в объемомере. При получении столбика мелочи высотой 20-100 мм по шкале плунжера число сбрасываний на каждую навеску сохраняют для оставшихся пятнадцати навесок. При меньшей или большей высоте столбика мелочи в объемомере число сбрасываний корректируют соответственно в большую или меньшую сторону.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Оставшиеся пятнадцать навесок дробят в приборе последовательно в установленном режиме испытания: при постоянном числе сбрасываний гири и высоте подъема гири 60 см.

4.2. После дробления каждых пяти навесок их просеивают на сите, подрешетный продукт сита ссыпают в объемомер, замеряют плунжером высоту столбика мелочи и записывают ее.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Коэффициент крепости горной породы () вычисляют по формуле

где 20 - эмпирический числовой коэффициент, обеспечивающий получение общепринятых значений коэффициента крепости и учитывающий затраченную на дробление работу;

- число сбрасываний гири при испытании одной навески;

- высота столбика мелкой фракции в объемомере после испытания пяти навесок, мм.

5.2. За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов четырех определений.

(Измененная редакция, Изм. N 1).



Текст документа сверен по:
официальное издание
Породы горные. Методы физических испытаний: Сб. ГОСТов. -
М.: Издательство стандартов, 1982

> Библиотека > Бурение скважин > Классификация горных пород

Классификация горных пород по крепости и буримости

В основу этой классификации положена мысль о том, что сопротивляемость горной породы любым видам разрушения (бурению различными способами, взрыванию и т.п.).

Крепость горной породы есть комплексная характеристика породы, определяемая целым рядом ее физико-механических свойств, оказывающих влияние на процесс ее разрушения при бурении. Крепость горной породы есть величина постоянная, не зависящая от способа бурения.

Ориентировочно коэффициент крепости I может быть принят равным 0,01 от предела прочности горной породы при одноосном сжатии (I = 0,01 осж).

Буримость породы - это величина углубки скважины за единицу времени чистого бурения (механическая скорость бурения). Она оценивается в м/ч, см/мин, мм/мин.

Буримость пород устанавливается опытным путем для определенных горных пород и породоразрушающих инструментов при рациональных режимах бурений. Так как при различных способах бурения механизм разрушения горных пород различен, то и буримость одной и той же породы при различных способах бурения будет различной. Буримость породы характеризуется следующими показателями: механической скоростью бурения, величиной проходки до допустимого износа породоразрушающего инструмента, затратой времени на проходку 1 м скважины. Эти величины зависят не только от свойств породы, но и от вида и конструкции породоразрушающего инструмента и параметров режима бурения. По мере усовершенствования породоразрушающих инструментов и технологических параметров «буримость» пород повышается.

В настоящее время существует большое количество шкал буримости пород различными породоразрушающими инструментами и различными способами. Эти шкалы не увязаны друг с другом.

Горные породы по буримости для вращательного колонкового бурения разделены на двенадцать категорий х. Критерием отнесения породы к той или иной категории буримости является углубка скважины за 1 ч чистого бурения при определенных условиях (тип и диаметр буровой коронки, глубина скважины и т. д.). При отклонениях от установленных (стандартных) условий вводятся поправочные коэффициенты.

По пластичности Л. А. Шрейнер разделил породы на шесть категорий.

Объемное разрушение происходит, когда на контакте резцов (зубков) породоразрушающего инструмента с породой возникает напряжение, превосходящее твердость породы на вдавливание (критическое напряжение):

При бурении разрушается не только порода; одновременно происходит износ (затупление) резцов. В этом случае разрушение породы при бурении будет происходить только вследствие сил трения, возникающих на контакте лезвий с породой. Этот вид разрушения неэффективен.

Классификация горных пород для механического вращательного бурения скважин

Классификация характерных представителей горных пород по буримости при шнековом бурении

Классификация горных пород по буримости для ударно-канатного бурения при разведке россыпных месторождений

Классификация горных пород по буримости при ударно-канатном бурении (исключая разведку россыпных месторождений)

Шкалам Протодьямконова - шкала коэффициента крепости горной породы.

Разработана в нач. 20 в. Является одной из первых классификаций пород. Основывается на измерении трудоемкости их разрушения при добывании.

Коэффициент крепости f по шкале проф.

Таблица 1. Коэффициент крепости f по шкале проф. Примечание. Характеристика пород с VIIa до Х категорий опущена.

Протодьяконов предполагал положить подобную классификацию в основу оценки труда рабочего при добыче угля и руд, нормирования труда. Он полагал, что при любом методе разрушения породы и способе её добычи, возможно оценить породу по усредненному коэффициенту добываемости. Если один из двух типов пород более трудоемок при разрушении, например, энергией взрыва, то порода будет более крепкой при любом процессе её разрушения, например, зубком комбайна, кайлом, лезвием головки бура при бурении и т. д.

При разработке подобной шкалы ввел понятие крепость горной породы. В отличие от принятого понятия прочность материала, оцениваемой по одному из видов напряженного её состояния, например, временном сопротивлении на сжатие, на растяжение, на кручение и т. д., параметр крепость позволяет сравнивать горные породы по трудоемкости разрушения, по добываемости. Он полагал, что с помощью этого параметра возможно оценить совокупность действующих при разрушении породы различных по характеру напряжений, как это имеет место, например, при разрушении взрывом.

разработал шкалу коэффициента крепости породы. Одним из методов определения этого коэффициента было предложено испытание образца породы на его прочность на сжатие в кг/см2, а значение коэффициента определялось как одна сотая временного сопротивления на сжатие.

Этот метод достаточно хорошо коррелирует со шкалой крепости, предложенной для пород различной крепости угольной формации, пород средней крепости, но мало пригоден при определении этим методом коэффициента крепости очень крепких пород. Шкала крепости ограничивается коэффициентом 20, т. е. породами с временным сопротивлении на сжатие 200 кг/см2, а у сливного базальта, например, этот параметр равен 300 кг/см2. Тем не менее, в Советском Союзе шкала крепости имела широкое применение при оценке трудоемкости разрушения горной породы и используется до настоящего времени. Она удобна для относительной оценки крепости горной породы при ее разрушении при помощи .

Метод относительной оценки горной породы по крепости, трудоемкости при её разрушении имеет, как отмечалось многими, недостатки, за рубежом им не пользуются, но без него не обходятся в Советского Союза и России.

Коэффициент крепости пород по в системе СИ рассчитывается по формуле:

где ус - предел прочности на одноосное сжатие [МПа].

Наиболее распространенная классификация горных пород по крепости, составленная профессором М.М. Протодьяконовым. Эта классификация основана на том, что сопротивляемость горной породы любым видам разрушения может быть выражена одним определенным числом – коэффициентом крепости породы (f), который показывает, во сколько раз крепость данной породы больше или меньше крепости породы, условно принятой за единицу.

Примечание: За f=1 принята крепость породы, которая разрушается при давлении на нее 100 кг/см 2 .

Ориентировочно коэффициент крепости равен 0,01 от предела прочности горной породы при одноосном сжатии в кг/см 2 . Для некоторых, особенно прочных пород этот коэффициент может достигать 25 и более.

Коэффициент крепости пород по М.М.Протодьяконову в системе СИ рассчитывается по формуле:

fкр = 0,1σсж,где σсж — предел прочности на одноосное сжатие [МПа].