Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Физико-механические свойства горных пород

 

По физико-механическим свойствам и инженерно-геологическим условиям в пределах участка первой очереди "Поле шахты "Майская" выделяются три группы пород: четвертичные отложения, пермские угленосные породы, затронутые выветриванием и пермские угленосные породы, не затронутые выветриванием.

Четвертичные отложения распространены на всей пощади участка. Мощность их колеблется от 5,0 до 50,0 м. Четвертичные отложения представлены глинами и суглинками, или чередованием этих разновидностей пород.

Глины в разрезе распространены в виде пластовых и линзовидных залежей мощностью от первых долей до 10 и более метров. По цвету глины коричневые с различными оттенками и интенсивностью окраски или синевато-серые с карбонатными включениями и обуглившимися растительными остатками. Слои и линзы глин могут чередоваться как между собой, так и со слоями суглинков. По гранулометрическому составу они относятся к пылеватым (среднее содержание пылеватых частиц 59,95%). В естественном состоянии плотные, вязкие, плохо поддаются размыванию и рыхлению. Образцы в воде не размокают.

Суглинки - темно-коричневые, бурые, серовато-желтые и серые с синеватым и зеленоватым оттенками, нередко со следами ожелезнения или гумусированные, от твердых, тугопластичных до мягкопластичных, а серовато-желтые могут характеризоваться как мягкопластичные. По гранулометрическому составу относятся к пылеватым со средним содержанием пылеватых частиц до 70,88%. В естественно-влажном состоянии образцы в течение от 1-2 часов и до суток полностью размокают.

Прочность прилипания вышеуказанных пород составляет 71 кг/см2, прочность примерзания - 19-27 кг/см2.



Основные показатели физико-механических свойств четвертичных отложений приведены в таблице 1.7.1.

Таблица 1.7.1

Физико-механические свойства четвертичных отложений

Свойства Един. изм. Типы пород, от-до ср
суглинки глины
Удельный вес грунта г/см³ 2,71-2,76 2,73 2,73-2,74 2,73
Объемный вес влажного грунта г/см³ 1,84-2,12 2,0 2,08-2,1 2,09
Объемный вес скелета грунта г/см³ 1,45-1,76 1,6 1,72-1,76 1,73
Естественная влажность % 20,45-29,56 25,01 18,94-20,94 20,42
Пористость % 35,77-46,89 41,38 35,77-37,00 36,56
Коэффициент пористости   0,557-0,883 0,709 0,557-0,587 0,576
Предел текучести % 29-43 36,6 42-49
Предел раскатывания % 21-27 24-29
Число пластичности   9-17 13,5 17-20
Максимальная молекулярная влагоемкость % 16-23 18,6 20-25
Угол внутреннего трения градус 16°42`-28°54` 23°52` 21°48’-24°18` 22°43`
Коэффициент внутреннего трения   0.300-0.550 0,443 0.400-0.450 0,419
Сцепление кг/см² 0,150-0,550 0,387 0,400-1,500 0,944

 

Все коренные отложения (пермские углевмещающие породы) подразделяются на два, существенно отличающихся друг от друга, вида:

Породы, затронутые выветриванием характеризующиеся большой изменчивостью физико-механических параметров и пониженными прочностными характеристиками, залегают на небольших глубинах от дневной поверхности в пониженных обводненных формах рельефа местности до 60-80 м. и до глубины 70-90 метров на крутых склонах и водораздельных пространствах с небольшой мощностью покровного чехла (рыхлых четвертичных образований).

Визуальными признаками выветрелых коренных пород являются их повышенная трещиноватость, наличие на поверхности трещин и в самой породе гидроокислов железа. В нижней части зоны выветривания увеличивается количество трещин, заполненных кальцитом.

Породы, не затронутые выветриванием, залегают на глубинах ниже зоны приповерхностного выветривания, характеризуются пониженными значениями пористости, влажности, трещиноватости, отсутствием налета гидроокислов железа и более высокими значениями (показателями) прочностных свойств.

Углевмещающие породы пермского возраста, как правило, представлены переслаиванием разнозернистых алевролитов и песчаников. Аргиллиты в разрезе встречаются относительно редко в виде небольших по мощности слоев и линз, обуславливающих на контактах с угольным пластом наличие ложных кровли и почвы. Кроме того, во всех литологических разностях нередко встречаются прослои, линзы и включения мощностью от 0,50 до 1,10 м крепких минерализованных пород, характеризующихся весьма высокими показателями прочности (временное сопротивление сжатию их может достигать величины от 1007 до 1651 кг/см2).

В общем объеме вскрыши коренных пород крепкие прослои и линзы могут составлять от долей до 2 - 3%, причем встречаться они могут не только в различных литологических разностях, но и в различных стратиграфических горизонтах (уровнях).

В пределах участка такие прослои встречаются или в составе основной кровли, или на контакте ее с непосредственной кровлей. Не исключено, что в толще пород, перекрывающей угольный пласт, имеется два или даже более горизонтов, обогащенных подобными включениями. Ниже приводится краткая общая характеристика углевмещающих пород по их литологическим разностям.

Песчаники серые и темно-серые, преимущественно мелко и тонкозернистые, реже среднезернистые, с преобладающей волнистой и косой слоистостью за счет растительного детрита. В состав песчаников входят: полевой шпат - 10-15%, кварц - 15-25%, кварциты - 15-20%, средние и кислые эффузивы - 15-20%, обломки осадочных пород - 7-20%. Цемент - гидрослюдистый, глинисто-карбонатный и карбонатный, по типу поровый и порово-пленочный.

Алевролиты темно-серые и серые, однородные и слоистые. Слоистость обычно обусловлена наличием тонких слойков песчанистого материала и сидеритизированных слойков, а так же за счет изменения цвета, обусловленного наличием повышенного или пониженного содержания детрита. В разрезе толщи, перекрывающей угольный пласт, распространены алевролиты мелко- и крупнозернистые. Крупнозернистые алевролиты по своему составу ближе к песчаникам.

Мелкозернистые алевролиты на 60-70% состоят из тонкоалевролитовой фракции, обломки которой наполовину являются силикатными (кварц, полевые шпаты, обрывки и обломки слюдистых минералов) и на 50% - карбонатные (кальцит, сидерит). Цемент глинисто-карбонатный или карбонатно-глинистый. Тип цемента в основном поровый и порово-пленочный с переходом в базальный.

Аргиллит – темно-серая, иногда до черного цвета, массивная осадочная горная порода с раковистым изломом, однородная или слоистая за счет чередования слойков различной окраски. Под микроскопом в составе аргиллита нередко обнаруживаются обломки алевролитовой фракции до 10–15%. Типичные представители аргиллитов имеют гидрослюдистый состав с примесью углистого вещества и карбонатов.

Мелкозернистые (в том числе и тонкозернистые) алевролиты и аргиллиты склонны к набуханию, легко поддаются процессам выветривания (после пребывания на воздухе в течение суток или даже в течение меньшего срока – растрескиваются, а при небольшом физическом воздействии рассыпаются на мелкие кусочки).

Немногочисленные внутрипластовые породные прослои, чаще всего представленные алевролитом мелкозернистым или аргиллитом, размокают в воде до состояния дресвы или глинистого материала.

Физико-механические свойства пород, затронутых процессами выветривания, представлены в таблице 1.7.2, не затронутых процессами выветривания в таблице 1.7.3.

Таблица 1.7.2

Физико-механические свойства пород, затронутых процессами выветривания

Свойства Песчаники, от - до среднее Алевролиты, от - до среднее Аргиллиты, от - до среднее Минерализованные прослои и включения от - до среднее
Действительная плотность, г/см3 2,60-2,71 2,64 2,55-2,75 2,64 2,55-2,68 2,61 2,71-2,77 2,73
Кажущаяся плотность, г/см3 2,16-2,47 2,36 2,14-2,47 2,30 1,95-2,38 2,20 2,66-2,72 2,69
Естественная влажность, % 0,72-13,49 4,34 2,29-15,40 6,71 4,45-13,04 8,25 0,84-1,16 0,99
Пористость, % 9,10-23,46 13,31 10,40-31,23 18,29 12,06-35,45 21,37 2,17-2,95 2,65
         
Продолжение таблицы 1.7.2
Временное сопротивление сжатию, кг/см2 12,2-471,4 232,6 8,2-250,0 83,7 39,2-94,7 66,9 1027,6-1684,7 1323,5
Временное сопротивление растяжению, кг/см2 1,0-36,7 15,3 14,3-22,4 18,4 3,1-10,2 6,7 62,2-120,4 100,0
Коэффициент внутреннего трения 0,781-1,106 0,932 0,649-0,869 0,767 1,036-1,072 1,054 0,932-1,072 1,000
Угол внутреннего трения, градус 38-48 33-41 46-47 46030' 43-47
Сцепление., кг/см2 2,0-73,5 35,7 40,8-45,9 42,9 7,1-19,4 13,3 153,1-251,0 205,0
Сцепление с учетом коэффициента структурного ослабления, кг/см2 0,06-2,2 1,1 1,2-1,4 1,3 0,2-0,6 0,4 4,59-7,53 6,15

 

Таблица 1.7.3

Физико-механические свойства пород, не затронутых процессами выветривания

Свойства Песчаники, от - до среднее Алевролиты, от - до среднее Аргиллиты, от - до среднее Минерализованные прослои и включения от - до среднее
Действительная плотность, г/см3 2,54-2,78 2,66 2,61-2,86 2,66 2,54-2,75 2,62 2,71-2,77 2,73
Кажущаяся плотность, г/см3 2,46-2,66 2,50 2,36-2,67 2,47 2,10-2,54 2,34 2,66-2,72 2,69
Естественная влажность, % 0,52-2,51 1,83 1,75-5,47 3,17 1,19-10,21 4,79 0,84-1,16 0,99
Пористость, % 2,36-9,40 7,54 7,55-15,36 9,99 2,41-26,00 13,14 2,17-2,95 2,65
Временное сопротивление сжатию, кг/см2 311,2-842,9 595,9 159,2-785,7 496,9 24,8-873,5 259,6 1027,6-1684,7 1323,5
Временное сопротивление растяжению, кг/см2 20,4-68,4 41,8 14,3-55,1 32,7 28,4-84,0 38,3 62,2-120,4 100,0
Коэффициент внутреннего трения 0,700-1,192 0,966 0,767-1,423 1,035 0,601-1,280 1,000 0,932-1,072 1,000
Угол внутреннего трения, градус 35-62 45,5 37-58 46,8 31-52 43-47
Сцепление., кг/см2 49,0-144,9 89,8 40,8-96,9 73,5 4,1-171,4 61,7 153,1-251,0 205,0
Сцепление с учетом коэффициента структурного ослабления, кг/см2 1,5-4,3 2,7 1,2-3,2 2,2 0,12-5,1 1,9 4,59-7,53 6,15

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2017 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.