Pevnosť skala predstavuje jeho odolnosť voči všeobecnému zničeniu. Koeficient pevnosti f je bezrozmerná veličina, ktorá ukazuje, koľkokrát je jedna hornina silnejšia ako druhá, braná ako štandard. Pre štandard Prof. MM. Protodyakonov akceptoval hustú suchú hlinu s jednoosovou pevnosťou v tlaku R kompresia = 100 kgf/cm2(tie. f hornina s Rcom = 100 kg/cm2 rovná sa 1). Preto koeficient pevnosti f podľa Protodyakonovovej stupnice M.M. bude:

f = R kompresia /100,

Kde R komprimovať– dočasná odolnosť vzorky študovanej horniny voči tlaku, kg/cm2;

100 – dočasná odolnosť horniny, braná ako štandard, voči tlaku.

Ak je pevnosť v tlaku referenčnej horniny vyjadrená v MPa, potom sa odolnosť referenčnej horniny v tlaku bude rovnať 10 MPa a výraz pre výpočet koeficientu pevnosti na Protodyakonovovej stupnici sa zapíše ako

f = R kompresia /10.

V laboratórnych podmienkach sa koeficient pevnosti horniny určuje metódou drvenia vyvinutou na IGD pomenovanom po ňom. Skochinský. Táto metóda je presnejšia v porovnaní s metódou Prof. MM. Protodyakonov. Drvenie hornín sa vykonáva v zariadení POG, čo je kovový valec s dĺžkou 0,7 m, ktorý je umiestnený na kovovom pohári. Vzorka (50-70 g) drveného kameňa s veľkosťou okraja 10-15 mm sa naleje do pohára. Celkovo je akceptovaných päť takýchto vzoriek. Každá vzorka sa postupne rozdrví pádom bremena s hmotnosťou 2,4 kg z výšky 0,6 m. Počet pádov sa odoberie od 5 do 15 v závislosti od predpokladanej sily horniny.

Všetkých päť dávok každej dávky drveného materiálu sa naleje na sito s 0,5 mm otvormi, preoseje sa a produkt pod sitom sa naleje do kovovej odmernej misky. Potom sa do tohto skla vloží tyč s delením, podľa ktorej sa určí výška stĺpca drveného kameňa h, pozri

Koeficient pevnosti f vypočítané pomocou empirického vzorca:

f = 20 n/h,

Kden – počet pádov nákladu na jeden záves;

Michail Michajlovič Protodyakonov (1874-1930)

Talentovaný banský inžinier Michail Michajlovič Protodyakonov napísal diela, ktoré položili základy presunu baníckeho umenia na úroveň vedy. Bol jedným z prvých vo svetovej banskej vede, ktorý opustil popisné kvalitatívne charakteristiky hornín a predložil klasifikáciu pevnosti hornín pomocou kvantitatívnych koeficientov charakterizujúcich túto pevnosť. M. M. Protodyakonov, ktorý opustil zavedené metódy čisto experimentálneho výberu mínovej podpory, dal metódu na analytické určenie jej veľkosti. Ako prvý rozvinul teóriu horninového tlaku, ktorá otvorila reťazec výskumu v tomto smere v Rusku aj v zahraničí.

Michail Michajlovič Protodyakonov sa narodil 22. septembra 1874 v Orenburgu. Jeho otec mal v tom čase na starosti odborné učilište. V roku 1882 sa rodina M. M. Protodyakonova presťahovala do závodu Nizhne Tagil v provincii Perm, kde jeho otec začal pracovať ako inšpektor verejných škôl, av roku 1889 - do Zlatoustu. Zdá sa, že tu, v továrňach Ural, vznikla láska k technike a ťažbe, ktorá určila celú budúcu tvorivú cestu M. M. Protodyakonova. Ovplyvnila ho najmä Uralská banská výstava v Jekaterinburgu, organizovaná v 80. rokoch minulého storočia.

M. M. Protodyakonov získal stredoškolské vzdelanie najskôr v Jekaterinburgu a potom na gymnáziách v Ufe. V roku 1893 nastúpil na matematické oddelenie Fakulty fyziky a matematiky Petrohradskej univerzity. Od druhého ročníka prešiel M. M. Protodyakonov do Petrohradského banského inštitútu a promoval v roku 1899. Počas pobytu na univerzite a potom v inštitúte sa zúčastnil na revolučnom hnutí robotníckej triedy. Čas, keď M. M. Protodyakonov absolvoval inštitút, sa zhodoval s prvými štrajkmi študentov a tri dni po získaní inžinierskeho titulu bol zatknutý a predvedený na vyšetrovanie v prípade Zväzu boja za oslobodenie robotníckej triedy. Po prepustení zo zatknutia koncom roku 1899 zostal M. M. Protodyakonov niekoľko rokov pod policajným dohľadom. Možnosť prijatia do verejná služba alebo prechod k vedeckej práci bol pre neho vylúčený.

Praktická práca M. M. Protodyakonova sa začala v striebornoolovnatých baniach Terekskej banskej spoločnosti, kde dohliadal na prevádzku baní a viedol výstavbu hydraulických stavieb. Počas práce vo výrobe začal M. M. Protodyakonov publikovať svoje prvé diela. V roku 1904 sa v časopise Mining Journal objavil článok „Horské toky strednej časti severného Kaukazu a niektoré vlastnosti využívania ich energie“.

V roku 1904 po odstránení politického dozoru mal M. M. Protodyakonov možnosť prejsť k pedagogickej a vedeckej práci; nastúpil na Jekaterinoslavskú vyššiu banícku školu ako asistent baníckeho umenia k prof. A. M. Terpigorev. O rok neskôr odišiel na vedeckú cestu do zahraničia. V roku 1908 M. M. Protodyakonov obhájil dizertačnú prácu „Skalný tlak na podporu mín“ na Petrohradskom banskom inštitúte, po čom bol zvolený za mimoriadneho a potom za riadneho profesora Jekaterinoslavskej vyššej banskej školy.

1908-1914 boli obdobím veľkých pedagogických a vedecká práca M. M. Protodyakonova. Podieľal sa na vytvorení viaczväzkového kapitálového diela „Popis Doneckej panvy“. Po zhromaždení obrovského množstva materiálu na Donbase píše dôležité časti pre túto publikáciu: „Ťažba hriadeľov a priečnych rezov“ a „Upevnenie hriadeľov a priečnych rezov“. Jeho slávu ako banského vedca však vytvorili predovšetkým práce o výpočte podopretia baní a tlaku horniny, ktoré od roku 1906 priebežne uverejňujú v Zápiskoch Jekaterinoslavského. technickej spoločnosti“, v „Správach Jekaterinoslavskej vyššej banskej školy“, v „Gornozavodskom letáku“ a v „Baníckom časopise“.

Prvé zdôvodnenie nových metodologických techník je uvedené v práci „O niektorých pokusoch o aplikáciu matematiky v baníckom umení“. Ďalší vývoj našli v spomínanej dizertačnej práci, uverejnenej pod rovnakým názvom v „Banskom časopise“ za rok 1909. Na viacerých kongresoch o baníctve M. M. Protodyakonov predniesol správy: „O pevnosti hornín“, „O produktivite baníka v uhlí“, „O tlaku zrnitých telies“, „O vŕtaní otvorov“. Zúčastnil sa v špeciálnej komisii na kontrolu baní v Doneckej panve ohľadom horľavých plynov a prachu.

Tvorivá práca M. M. Protodyakonova bola prerušená v roku 1914 pre tuberkulózu chrbtice a poloparalýzu nôh. Na štyri roky prestal pracovať úplne, najskôr bol na Kryme a potom v Strednej Ázii.

V roku 1918, keď sa trochu zotavil, sa vrátil k učeniu a vedecká činnosť, vyučoval na Stredoázijskej univerzite a publikoval množstvo kapitálové práce o tlaku hornín, podpore baní, vetraní, regulácii banskej prevádzky. Spolu s tým sa M. M. Protodyakonov podieľal na práci hlavného manažmentu a plánovania vládne agentúry banícky priemysel.

V rokoch 1918 až 1923 viedol sekciu a bol poradcom Najvyššej hospodárskej rady; od roku 1926 pracoval v Stredoázijskom oddelení Geologického výboru, bol členom prezídia Stredoázijského štátneho plánovacieho výboru a konzultantom trustu Sredazugol. V roku 1928 bol M. M. Protodyakonov zvolený za predsedu Stredoázijského úradu inžiniersko-technickej sekcie. Zväz baníkov ZSSR.

M. M. Protodyakonov s veľkými organizačnými schopnosťami vytvoril v roku 1919 kurzy pre majstrov v Taškente a banské oddelenie technickej fakulty Strednej Ázie. štátna univerzita. Tento talentovaný vedec sa snažil pomôcť širokým ľudovým masám získať vzdelanie; organizoval celú sieť kurzov pre mladých baníkov. Tieto kurzy boli medzi baníkmi všeobecne známe pod názvom „kurzy protodiakonov“. Bol prvým, kto ocenil a podporil vynálezcu-baníka Žuravleva, teraz laureáta Stalinovej ceny, ktorý navrhol podzemné mobilné kovové upevnenie. V roku 1925 bol Michail Michajlovič Protodyakonov pozvaný ako profesor na Moskovskú banskú akadémiu, aby prednášal. M. M. Protodyakonov mal schopnosť prezentovať najzložitejšie teoretické problémy veľmi jednoduchým jazykom; Jeho prednášky zaujali poslucháčov a v triedach, kde čítal, nebolo vždy dosť miest na sedenie pre tých, ktorí ho chceli počúvať.

Napriek svojej nežnej povahe bol Michail Michajlovič mimoriadne náročným učiteľom. Od študenta vyžadoval nielen hlbokú znalosť látky, ale aj samostatné, proaktívne riešenia nastolených otázok. Študenti, ktorí hlboko rešpektovali svojho učiteľa, považovali za hanbu ísť nepripravení na skúšky s Michailom Michajlovičom.

Michail Michajlovič bol neustále zaťažený prácou, ktorá mu zabrala 14-15 hodín denne. Aj keď mal ochrnuté nohy, ležiac ​​v posteli neprestal pracovať. Jeho zdravotný stav sa však postupne zhoršoval a 5. apríla 1930, iba 56-ročný, M. M. Protodyakonov zomrel.

Centrálne miesto vo výskume M. M. Protodyakonova zaujíma problematika horninového tlaku.

V čase, keď M. M. Protodyakonov začal študovať tieto otázky, poznala banská veda len čisto empirický spôsob riešenia otázok súvisiacich s tlakom hornín; Experimentálne boli vybrané potrebné typy a veľkosti upevnenia a veľkosť nosných pilierov minerálu. M. M. Protodyakonov si dal za cieľ vytvoriť analytickú metódu na určenie hodnoty tlaku horniny, ktorá by sa mohla stať základom pre presné riešenie zložitých praktických problémov.

M. M. Protodyakonov s vedomím, že v jeho dobe nebolo možné úplne pochopiť zákony horninového tlaku, predložil návrh, aby sa horniny považovali „za pozostávajúce z oddelených častí, to znamená za „nesúdržné“ telesá alebo do určitej miery za voľné. tečúcou.“ Poukázal na to, že táto myšlienka nie je v rozpore s realitou, pretože horniny sú vždy do tej či onej miery rozbité. Na základe toho M. M. Protodyakonov rozšíril na horniny vlastnosti neviazaných telies tak, aby vytvorili sypný uhol v závislosti od koeficientu trenia medzi časticami neviazaných telies. Táto nehnuteľnosť je každému dobre známa. Nasypaním napríklad piesku do kopy získame v dôsledku nízkeho koeficientu trenia medzi zrnkami piesku malý uhol sypania tejto kopy. Ak vezmeme viac spojených látok s vysokým koeficientom trenia, dostaneme hromadu s veľkým uhlom odpočinku. Kým sa nedosiahne sypný uhol, častice zrnitého telesa sú držané v hromade jedna na druhej trecími silami. Tieto trecie sily v mechanike hornín sú konvenčne vyjadrené prostredníctvom takzvaného uhla vnútorného trenia danej zrnitej horniny, ktorý sa v momente medznej rovnováhy rovná sypnému uhlu. Pri horninách, teda telesách, ktoré sú čiastočne prepojené, je potrebné okrem vnútorného trenia medzi časticami počítať aj s adhéznymi silami, ktoré medzi nimi vznikajú a ktoré zvyšujú koeficient vnútorného trenia. Tento nový – zdanlivý – koeficient trenia, Protodyakonov nazývaný „koeficient pevnosti“, je univerzálnym relatívnym ukazovateľom odolnosti hornín voči vonkajším mechanickým silám. Túto odolnosť hornín experimentálne testoval M. M. Protodyakonov vo vzťahu k ťažiteľnosti ručná práca vŕtateľnosť, výbušnosť, stabilita pri zrútení, veľkosť tlaku na podperu atď. „Máme právo približne predpokladať,“ upozorňuje M. M. Protodyakonov, „že ak je niektorá hornina v určitom počte ráz pevnejšia ako iná jeden vzťah, napríklad pri vŕtaní, potom bude rovnaký počet krát silnejší v ktoromkoľvek inom vzťahu, napríklad pri odstreloch, vo vzťahu k tlaku na podperu atď.

Po experimentálnej kontrole koeficientu pevnosti pre rôzne ukazovatele, v niektorých prípadoch s priemerom ukazovateľov získaných pre rôzne procesy, pričom sa stanovila odchýlka pre jednotlivé procesy, M. M. Protodyakonov prvýkrát uviedol kvantitatívne charakteristiky horniny, ako základ pre analytické výpočty pre rôzne horninové procesy.

Veľký vedecký úspech M. M. Protodyakonov je formulácia hypotézy o tlaku hornín, ktorá vyplynula z jeho interpretácie povahy hornín. V tom čase už bolo známe, že horninový tlak vznikajúci v pracovnom priestore je výsledkom tlaku nie celej hrúbky horniny na povrch, ale len nejakej nevýznamnej časti tejto hrúbky. Bolo známe, že rovnováha uvoľnených skál, narušená výkopmi, sa po určitom čase obnoví a strecha získa klenutý tvar.

V roku 1885 francúzsky vedec Feyol, ktorý robil na modeloch veľké množstvo experimenty na objasnenie problematiky vplyvu banské práce na okolitej skale si všimol vzhľad klenby alebo kupoly nad dielom. Jeho práce, ktoré neobsahovali žiadnu matematickú teóriu, boli čisto empirické a nepriniesli žiadne kvantitatívne výsledky. M. M. Protodyakonov si dal za úlohu nájsť nie kvalitatívny obraz javov v horninách počas ťažby, ale kvantitatívnu teóriu, „výpočtové vzorce, ktoré sú vhodné na použitie a presné, pokiaľ si to život vyžaduje“.

Aby pochopil zákonitosti pohybu hornín v pracovnej oblasti, predložil hypotézu oblúka. „Pozorovania ukazujú,“ povedal, „že keď sa hĺbenie vykonáva pod značnou hrúbkou niekedy nesúvisiacej horniny (napríklad pod zásypom), potom sa celá nadložná hmota vo výkope nezrúti, ale zo zovretých kusov. tlakom sa sama vytvorí klenba „I“ (hoci dosť nestabilná), ktorá podopiera hlavné murivo, takže do výkopu môžu spadnúť iba kusy dielu „c“ vo vnútri tohto oblúka, a tým vyvíjať tlak na podperu. Tlak na podperu bude teda v tomto prípade priamo rovný hmotnosti objemu "v" horninách.

Napriek veľkým úspechom v štúdiu zákonitostí pohybu hornín v nasledujúcich rokoch a vzniku množstva nových hypotéz o zákonitostiach tohto pohybu si oblúková hypotéza zachovala svoj význam pre úzke diela a pre slabé puklinové horniny.

Na základe oblúkovej hypotézy M. M. Protodyakonov analyticky určil tlak horniny na podperu a zistil, že „parabolický objem horniny tlačí svojou hmotnosťou na podperu, ktorej šírka sa rovná rozpätiu výkopu a výška sa rovná polovici rozpätia vydelenej koeficientom trenia strešných hornín.

Analyticky stanovená hodnota tlaku zodpovedala, ako prax ukázala, skutočnému tlaku na podperu. Prvýkrát v histórii baníctva sa tak v problematike tlaku hornín prešlo od zhruba kvalitatívnych empirických odhadov ku kvantitatívnym inžinierskym výpočtom, čo umožnilo hlbšie riešiť praktické otázky.

Po publikovaní článku M. M. Protodyakonova „Tlak hornín na banícku podporu“ v roku 1909 redakcia „Baníckeho časopisu“ poskytla predslov s stručný popis názory autora. Redakcia poukázala na to, že „... doteraz, ako je známe, sa upevňovanie mín uskutočňovalo a uskutočňuje na čisto empirickom základe a vo väčšine kurzov baníckeho umenia, dokonca ani v referenčných knihách o baníctve, zvyčajne neexistujú žiadne vzorce. uvedené pre výpočet upevnenia mín v závislosti od tlaku horniny, ale uvádza len spôsoby upevnenia diel, materiál použitý na upevnenie a tiež poskytuje číselné údaje požičané z praxe týkajúce sa veľkosti, hmotnosti a nákladov na podporu mín."

Veľké miesto v dielach M. M. Protodyakonova zaujímal vývoj otázok vetrania banských diel. Zverejnenie jeho diela „Ventilácia baní“ v roku 1911, čo znamenalo krátkodobý piatich vydaní, bola významnou udalosťou v rozvoji banskej vedy. M. M. Protodyakonov bol schopný podať svoju charakteristickú jedinečnú interpretáciu všetkých otázok banského vetrania v tejto relatívne rozvinutej oblasti. Kurz „Vetranie baní“ sa vyznačoval mimoriadne jednoduchou prezentáciou. Komplexné matematické výpočty tam na rozdiel od množstva iných podobných kurzov absentovali. To však nijako neznižovalo vedecký význam knihy. V teoretickej časti knihy sa M. M. Protodyakonovovi podarilo spojiť hlboký vedecký rozbor problematiky ventilácie s metódou zjednodušených výpočtov. Inštruktážna časť knihy poskytuje úplné pochopenie zariadení a zariadení používaných pri vetraní baní. Tu sú tiež uvedené všeobecné pravidlá vetranie. Samostatná časť knihy obsahuje popisy testovacích staníc a metód stanovenia horľavého plynu. Spoločnou niťou tejto práce M. M. Protodyakonova je myšlienka, že dobré vetranie banských diel nezávisí ani tak od použitého zariadenia, ale od každodennej pozornosti venovanej problematike vetrania v bani.

V roku 1909 sa M. M. Protodyakonov zaoberal otázkami určovania produktivity pracovníkov v závislosti od pevnosti hornín. Začiatkom 20-tych rokov sa pod jeho vedením uskutočnil obzvlášť významný výskum v týchto otázkach, ktorý vyústil do rozsiahlej štúdie publikovanej v roku 1926 pod názvom „Materiály pre polohu banskej prevádzky“.

Táto štúdia prezentuje výsledky desiatok tisíc časozberných pozorovaní jednotlivých operácií pri ťažbe uhlia, podpore razenia a podzemnej doprave. Všetky údaje boli spracované, boli stanovené časové normy rôzne operácie. Závislosť časových noriem od hlavných faktorov je daná graficky a analyticky. Metodologický význam tejto práce bol mimoriadne veľký. Pre množstvo operácií si odvodené vzorce zachovali svoj význam dodnes.

Charakteristickým rysom výskumu M. M. Protodyakonova bola túžba nájsť vedecké riešenie nie pre abstraktné účely, ale s cieľom vyriešiť praktické problémy na dokonalejšom základe.

Široko využíval analytickú metódu v baníctve, vždy bol proti abstraktným metódam, ktoré nemali praktický význam. "Presnosť metódy," povedal, "musí zodpovedať presnosti údajov."

M. M. Protodyakonov varoval pred preceňovaním techník, ktoré vyvinul, jasne si bol vedomý toho, aké zložité sú javy, ktoré vznikajú pri ťažbe nerastných surovín, a pevne veril, že sovietska veda, keď sa materiály hromadia a výskumné metódy zdokonaľujú, vytvorí teórie, ktoré budú plnšie a hlboko odzrkadľujúce zákony, ktoré sú základom ťažby.

Hlavné diela M. M. Protodyakonova: Horské toky strednej časti severného Kaukazu a niektoré črty využívania ich energie, „Banícky časopis“, 1904; O niektorých pokusoch aplikovať matematiku v baníckom umení, „Poznámky Jekaterinoslavského technického ostrova“, Charkov, 1906; Strieborno-olovnaté bane Tereckej banskej spoločnosti, Zbierka technických článkov (príloha „Gornozavodského letáku“), Charkov, 1906; Podmienky ťažby olova v zahraničí a ich porovnanie s ruskými, „Novinky o Jekaterinoslavskej vyššej banskej škole“, 1907, č. 1.; Skalný tlak na banícku podporu, "Banícky denník", 1909; Horný tlak na banícku podporu (dizertačná práca), „Novinky o Jekaterinoslavskej vyššej banskej škole“, 1908, č. 1.; Produktivita uhoľného baníka, „Banícky denník“, 1909; Pevnosť hornín z hľadiska baníckeho umenia, „Sborník z prvého celoruského kongresu o baníctve, strojárstve a hutníctve“, Jekaterinoslav, 1910; Vetranie baní, Jekaterinoslav, 1911; Pokusy experimentálne študovať zákony horninového tlaku na banské diela, „Banícky časopis“, 1912; Opis Doneckej kotliny, zväzok I, č. 1.; Potopenie šácht a priečnych zárezov, Charkov - Jekaterinoslav, 1914; K problematike tlaku zrnitých telies, „Banský časopis“, 1916; Opis Doneckej kotliny, zväzok I, č. 2.; Upevňovacie hriadele a priečne zárezy, Charkov - Jekaterinoslav, 1916; Krátky kurz baníckeho umenia (litograf), Taškent, 1921; Materiály pre cieľovú polohu banskej prevádzky, Rukopis pre TsSNH, Taškent, 1922; K problematike vypracovania harmonogramu banských prác „Inžinierske práce“, 1924; Tlak hornín a podpora mín, časť 1; Skalný tlak, Moskva, 1930.

O M. M. Protodyakonovovi: Gendler E. S., Profesor Michail Michajlovič Protodyakonov, „Banícky časopis“, 1931, č. 4; Terpigorev A.M., Na pamiatku profesora M.M. Protodyakonova, "Uhlie", 1930, č. 56; "Banícky časopis", 1925, č. 7;

Zvorykin A. A., Michail Michajlovič Protodyakonov, „Banícky časopis“, 1946, č.

GOST 21153.1-75

Skupina A09

ŠTÁTNY ŠTANDARD Zväzu ZSSR

HORSKÉ SKÁLY

Metóda stanovenia koeficientu pevnosti
podľa Protodyakonova

Skaly. Spôsob stanovenia
faktora pevnosti podľa Protodyakonova

Dátum zavedenia 1976-07-01

NADÚČALO ÚČINNOSTI uznesením Štátneho výboru pre normy Rady ministrov ZSSR z 25. septembra 1975 N 2491

MIESTO GOST 15490-70 týkajúci sa oddielu. III

Overené v roku 1981. Doba platnosti predĺžená do 7.1.1986*

________________
* Doba platnosti bola zrušená vyhláškou Štátnej normy ZSSR z 24. apríla 1991 N 565 (IUS N 7, 1991). - Poznámka výrobcu databázy.


REISSUE November 1981 s dodatkom č. 1, schváleným v júli 1981 (IUS č. 9 - 1981)

Táto norma sa vzťahuje na tvrdé horniny a ustanovuje metódu stanovenia ich koeficientu pevnosti podľa Protodyakonova na klasifikáciu hornín podľa tohto ukazovateľa a jeho použitie v technickej dokumentácii pri výpočte a projektovaní banských operácií, banských zariadení, ako aj pri výskumných prácach.

Podstatou metódy je stanovenie súčiniteľa pevnosti, ktorý je úmerný pomeru práce vynaloženej na drvenie horniny k povrchu novovzniknutého pri drvení, odhadnutého na celkový objem častíc s veľkosťou menšou ako 0,5 mm.

1. ODBER VZORIEK

1. ODBER VZORIEK

1.1. Odber vzoriek - podľa GOST 21153.0-75.

2. VYBAVENIE A MATERIÁLY

2.1. Na určenie pevnosti hornín použite:

zariadenie na zisťovanie pevnosti POC (pozri nákres), pozostávajúce zo skla 1, do neho vloženého rúrkového rázového unášača 2, vo vnútri ktorého je závažie 3 s hmotnosťou 2,4 ± 0,01 kg s rukoväťou 4 priviazanou k závažiu šnúrou je voľne umiestnený. Rúrkový baranidlo má v hornej časti otvory, do ktorých sú zasunuté kolíky 5, obmedzujúce zdvíhanie závažia. Zariadenie obsahuje merač objemu pozostávajúci zo skla 6 a piestu 7 s meracou stupnicou s rozsahom čítania od 0 do 150 mm pozdĺž jeho pozdĺžnej osi;

sito s okami N 05 podľa GOST 6613-73 na preosievanie horniny po drvení.

Kreslenie

3. PRÍPRAVA NA TEST

3.1. Vybraná vzorka horniny sa rozštiepi kladivom na pevnom základe, aby sa získali kusy s rozmermi 20-40 mm. Z drveného materiálu sa odoberie dvadsať vzoriek s hmotnosťou 40 až 60 g.

3.2. Počet kvapiek závažia na každej vzorke sa nastaví pri drvení prvých piatich vzoriek.

3.3. Každá vzorka sa drví samostatne v pohári so závažím padajúcim z výšky 60 cm Počet kvapiek závažia sa odoberá v závislosti od predpokladanej pevnosti horniny, zvyčajne od 5 do 15 kvapiek na každú vzorku.

Poznámky:

1. V prípade veľmi mäkkých hornín možno počet kvapiek znížiť na 1 a v prípade veľmi tvrdých hornín - zvýšiť na 30.

2. Pri drvení treba sklo s vloženým rúrkovým rázovým unášačom položiť na pevný masívny podklad: železobetónová alebo asfaltová podlaha, oceľový plech (s hmotnosťou minimálne 20 kg, hrúbkou cca 10 cm).


(Zmenené vydanie, dodatok č. 1).

3.4. Správnosť zvoleného skúšobného režimu sa sleduje po preosiatí prvých piatich rozdrvených vzoriek na site, kým sa nezastaví uvoľňovanie podsitového produktu a zmeria sa jeho objem v objemovom metre. Keď sa získa stĺpec jemných častíc s výškou 20 až 100 mm na stupnici piestu, počet kvapiek pre každú vzorku sa uloží pre zvyšných pätnásť vzoriek. S menšou alebo väčšou výškou stĺpca jemných častíc v objemovom merači sa počet kvapiek upravuje smerom nahor alebo nadol.

4. VYKONÁVANIE TESTU

4.1. Zvyšných pätnásť vzoriek sa rozdrví v zariadení postupne do zavedený režim testy: s konštantným počtom poklesov hmotnosti a výška zdvihu závažia je 60 cm.

4.2. Po rozdrvení každých piatich vzoriek sa tieto preosejú na site, podsitový produkt zo sita sa naleje do objemomeru, piestom sa odmeria a zaznamená výška stĺpca jemných častíc.

(Zmenené vydanie, dodatok č. 1).

5. SPRACOVANIE VÝSLEDKOV

5.1. Koeficient pevnosti horniny () sa vypočíta pomocou vzorca

kde 20 je empirický číselný koeficient, ktorý poskytuje všeobecne akceptované hodnoty koeficientu pevnosti a zohľadňuje prácu vynaloženú na drvenie;

- počet poklesov hmotnosti pri testovaní jedného závesu;

- výška stĺpca jemnej frakcie v objemovom metre po odskúšaní piatich vzoriek, mm.

5.2. Ako konečný výsledok testu sa berie aritmetický priemer výsledkov štyroch stanovení.

(Zmenené vydanie, dodatok č. 1).



Text dokumentu je overený podľa:
oficiálna publikácia
Horské skaly. Metódy fyzikálnych testov: So. GOST. -
M.: Vydavateľstvo noriem, 1982

Problematika analytického stanovenia horninového tlaku pôsobiaceho na štruktúry podzemných štruktúr je mimoriadne zložitá vzhľadom na rozmanitosť prírodných a výrobné faktory, čo ovplyvňuje jeho veľkosť a distribučný vzor. Existuje mnoho rôznych teórií tlaku horniny, ktoré sú založené na veľmi odlišných predpokladoch, a preto poskytujú uspokojivé výsledky v rámci veľmi úzkych limitov zodpovedajúcich platnosti týchto predpokladov.

Teórie, ktoré majú pre prax najväčší význam, sú tie, ktoré sú založené na predpoklade, že sa nad vývojom oblúka prirodzenej rovnováhy vytvorí v súlade s procesom zmeny napäťového stavu okolo opísanej práce.

Vertikálny tlak horniny je vytvorený váhou pádu horniny, oddelenej od tohto oblúka.

V dizajnérskej praxi v Sovietskom zväze sa teória prof. MM. Protodyakonov, ktorý navrhol pre širokú škálu hornín - od slabých až po silné. Koeficient, ktorý ich v tejto teórii spája, je koeficient f pevnosť, čo je zdanlivý koeficient trenia, t.j. dotyčnica uhla vnútorného trenia určená s prihliadnutím na priľnavosť s medzi časticami horniny. Koeficient zdanlivého trenia sa rovná pomeru tangenciálnych τ a normálových σ napätí pri kontakte medzi časticami horniny v momente medznej rovnováhy, t.j.

,

kde φ je skutočný uhol vnútorného trenia horniny.

Z posúdenia všeobecného výrazu pre f(pre súdržné horniny) môžeme konštatovať, že v uvoľnených horninách ( s= 0) rovná sa tgφ.

V skalách skutočná priľnavosť s určené molekulárnymi kohéznymi silami. V tomto prípade prof. MM. Protodyakonov odporúča určiť koeficient pevnosti horniny v závislosti od jej kubickej pevnosti R(kgf/cm 2) na drvenie:

Na základe pozorovaní správania podpier a zovšeobecnenia rozsiahlych skúseností z banskej prevádzky prof. MM. Protodyakonov navrhol klasifikáciu hornín podľa pevnosti (pozri SNiP III-D.8-62). V skrátenej forme je táto klasifikácia uvedená v tabuľke. 4. V súlade s ním sú horniny rozdelené do desiatich kategórií (od I do X), pre ktoré sa koeficient pevnosti pohybuje od 20 do 0,1.

Tabuľka 4

Charakteristika hornín (podľa M. M. Protodyakonova)

Plemenné kategórie	Plemená	Koeficient f skalná sila	Objemová hmotnosť γ, tf/m 3
ja	Najpevnejšie, najhustejšie a najviskózne kremence a bazalty, výnimočne silné iné horniny	20	2,8—3,0
II	Veľmi pevné žuly, kremenný porfýr, kremičitá bridlica, menej pevná, ako je uvedené vyššie, kremence, najpevnejšie pieskovce a vápence	15	2,6—2,7
III	Husté žuly, veľmi pevné pieskovce a vápence - silný zlepenec	10	2,5—2,6
IIIa	Silné vápence, pieskovce a mramory, slabá žula a dolomity	8	2,5
IV	Pieskovec obyčajný	6	2,4
IVa	Piesčité bridlice, bridlicové pieskovce	5	2,5
V	Tvrdá bridlica, slabý pieskovec a vápenec, mäkký zlepenec	4	2,8
Va	Rôzne slabé bridlice, hustá slieň	3	2,5
VI	Mäkká bridlica, vápenec, krieda, sadra, erodovaný pieskovec, slieň obyčajný	2	2,4
Cez	Zničená bridlica, stvrdnutá hlina	1,5	1,8—2,0
VII	Hustá hlina, ílovitá pôda	1	1,8
VIIa	Svetlá piesčitá hlina, spraš	0,8	1,6
VIII	Ľahká hlina, vlhký piesok	0,6	1,5
IX	Piesok, jemný štrk	0,5	1,7
X	Pohyblivý piesok, skvapalnená spraš a iné pôdy ( f= 0,1÷0,3)	0,3	1,5—18

Akceptovanie koeficientu ako univerzálnej charakteristiky f pevnosť horniny je ekvivalentná identifikácii všetkých hornín so zrnitými telesami s konvenčným uhlom vnútorného trenia

Arctg f .

V sypaných telesách sa v stenách výkopu vytvárajú zosuvné roviny sklonené pod uhlom (45° - ) k vertikále (obr. 35). V dôsledku toho sa rozširuje zóna narušenia hornín obklopujúcich baňu. Na úrovni hornej časti obloženia, rozpätie tejto zóny

,

Kde b- rozpätie výkopu, berúc do úvahy vyhľadávanie, brané v závislosti od spôsobu vývoja horniny v rozsahu od 5 do 15 cm na každú stranu výkopu ( veľké hodnoty vyhľadávanie zodpovedá použitiu výbušného spôsobu práce);

h— pracovná výška.

Nad výkopom a klznými hranolmi vzniká odtok, ktorého horná hranica sa nazýva tlakový oblúk.

Nad tlakovým oblúkom je nosný oblúk, ktorého pevnosť musí byť dostatočná, aby odolala tlaku nadložných slabších hornín.

Tlakový oblúk (pozri obr. 35), uvažovaný ako tenký oblúk zložený z častíc zrnitého telesa, môže byť pri pôsobení vertikálneho zaťaženia v rovnováhe. R, predpokladá sa, že je rovnomerne rozložená, keď sa krivka tlaku zhoduje s osou oblúka. Je zrejmé, že pri prijatom zaťažení by mal byť tlakový oblúk načrtnutý pozdĺž štvorcovej paraboly.

Ryža. 35.

Podmienkou fungovania oblúka pri centrálnej kompresii sú nasledujúce rovnice:

Σ M A = 0;

.

.

Podmienkou stability klenbových pätiek proti šmyku je nerovnosť

Ak zadáte hodnotu rozpätia stability pätiek oblúka Δ = τ h 1 úmerne výške tlakového oblúka dostaneme:

;

.

Výška tlakového oblúka vytvoreného nad výkopom sa určí z podmienky maximálnej hranice stability pätiek oblúka, ktorá zodpovedá rovnosti

.

Preto výška tlakového oblúka

Preskúmaním druhého ľubovoľného pri , je ľahké overiť, že t.j. výsledná výška tlakového oblúka skutočne zodpovedá maximu Δ.

Intenzita q vertikálny tlak horniny podľa teórie M.M. Protodyakonov je definovaný ako súčin ordináty štvorcovej paraboly o objemová hmotnosť plemená, t.j.

q = γ( h 1 - r) .

Ako je zrejmé z vyššie uvedeného záveru, vzorec (10) udáva hodnotu výšky tlakového oblúka vytvoreného nad nepodopretým výrubom a teda maximálnu intenzitu tlaku horniny zodpovedajúcu hypotéze vzniku oblúka. Nevýhody receptúry prof. MM. Protodyakonov zahrňuje: lineárnu závislosť výšky oblúka od rozpätia diel, zatiaľ čo v skutočnosti v malých dielach tlak klesá rýchlejšie ako pokles rozpätia; nemožnosť aplikácie vzorca v heterogénnych vrstvách; obtiažnosť kvantifikácia koeficient pevnosti horniny, ktorý by sa mal brať do úvahy s ohľadom na stupeň lámavosti a obsah vody v hornine.

Obsah popola

Obsah dusíka

Obsah síry

Obsah uhlíka a vodíka

Schopnosť spekania

Spaľovacie teplo

Rock

• Deštrukcia skál
• Klasifikácia hornín podľa pevnosti a vŕtateľnosti
• Skala je
• Charakteristika hornín
• Stavebné materiály z prírodného kameňa
• GOST uhlie

Výbušniny

• Parametre výbušného horenia a výbuchov
• Citlivosť výbušnín
• Chemická odolnosť výbušnín
• Podmienky šírenia detonácie a faktory ovplyvňujúce jej rýchlosť
• Stručné informácie o hlavných výbušninách

Rozdrvený kameň

Právne upozornenia

Koeficient pevnosti f podľa stupnice profesora Protodyakonova

Protodyakonovova stupnica je stupnica koeficientu pevnosti horniny.

Vyvinuté na začiatku 20. storočie Protodyakonov M.M. Je to jedna z prvých klasifikácií plemien. Je založená na meraní náročnosti ich zničenia pri ťažbe.

Pevnostný koeficient f na stupnici prof. M. M. Protodyakonova

Kategória	Úroveň sily	Plemeno	f
ja	IN najvyšší stupeň silné plemená	Najpevnejšie, najhustejšie a najviskózne kremence a bazalty. Ostatné plemená sú výnimočné silou.	20
II	Veľmi silné plemená	Veľmi pevné žulové horniny: kremenný porfýr, veľmi pevná žula, kremitá bridlica, menej pevné ako vyššie uvedené kremence. Najpevnejšie pieskovce a vápence.	15
III	Silné plemená	Žula (hustá) a žulové skaly. Veľmi silné pieskovce a vápence. Žily kremennej rudy. Silný konglomerát. Veľmi silné železné rudy.	10
IIIа	To isté	Vápence (silné). Slabá žula. Silné pieskovce. Silný mramor, dolomit. Pyrity. Obyčajný pieskovec.	8
IV	Dosť silné plemená	Železné rudy. Piesočnaté bridlice.	6
IV	To isté	Bridlicové pieskovce	5
V	Stredné plemená	Tvrdá bridlica. Voľná ​​bridlica a vápenec, mäkký zlepenec	4
		Rôzne bridlice (nie silné). Hustá opuka	3
VI	Pomerne mäkké plemená	Mäkká bridlica, veľmi mäkký vápenec, krieda, kamenná soľ, sadra. Zamrznutá pôda: antracit. Opuka obyčajná. Zničený pieskovec, stmelené kamienky a chrupavky, kamenistá pôda	2
Cez	To isté	Silné uhlie	1,5
VII	Mäkké plemená	Hlina (hustá). Mäkké uhlie, silná sedimentovo-hlinitá pôda	1

Tabuľka 1. Pevnostný koeficient f na stupnici prof. M. M. Protodyakonova Pozn. Charakteristiky plemien z kategórií VIIa až X sú vynechané.

Protodyakonov mal v úmysle použiť takúto klasifikáciu ako základ pre hodnotenie práce robotníka pri ťažbe uhlia a rúd a na prídel práce. Veril, že pri akomkoľvek spôsobe deštrukcie horniny a spôsobe jej ťažby je možné ohodnotiť horninu priemerným koeficientom ťažby. Ak je jeden z dvoch typov hornín náročnejší na prácu, aby sa zničil, napríklad energiou výbuchu, potom bude hornina silnejšia počas akéhokoľvek procesu jej ničenia, napríklad o zuby kombajnu, krompáč, čepeľ vŕtacej hlavy pri vŕtaní a pod.

Pri vývoji takejto stupnice zaviedol M. M. Protodyakonov koncept pevnosti horniny. Na rozdiel od prijatej koncepcie pevnosti materiálu, posudzovanej jedným z typov jeho napätosti, napríklad dočasnou odolnosťou proti tlaku, ťahu, krúteniu atď., parameter pevnosti umožňuje porovnávať horniny z hľadiska zložitosť ničenia a extrakcie. Veril, že pomocou tohto parametra je možné vyhodnotiť súhrn napätí rôzneho charakteru pôsobiacich pri deštrukcii horniny, ako je to napríklad pri deštrukcii výbuchom.

M. M. Protodyakonova vyvinula stupnicu pre koeficient pevnosti horniny. Jednou z metód stanovenia tohto koeficientu bolo testovanie vzorky horniny na pevnosť v tlaku v kg/cm2 a hodnota koeficientu bola stanovená ako jedna stotina pevnosti v ťahu.

Táto metóda celkom dobre koreluje so stupnicou pevnosti, ktorú navrhol M. M. Protodyakonov pre horniny rôznej sily uhoľného súvrstvia, horniny strednej pevnosti, ale je málo použiteľná pri určovaní koeficientu pevnosti veľmi silných hornín pomocou tejto metódy. Stupnica pevnosti je obmedzená faktorom 20, to znamená horniny s dočasnou pevnosťou v tlaku 200 kg/cm2 a napríklad pre drenážny čadič je tento parameter 300 kg/cm2. V Sovietskom zväze sa však stupnica sily M. M. Protodkonova široko používala pri hodnotení zložitosti deštrukcie hornín a používa sa dodnes. Je vhodný na relatívne posúdenie pevnosti horniny, keď je zničená pomocou vŕtania a trhacích prác.

Metóda relatívneho hodnotenia horniny na základe jej pevnosti a náročnosti práce pri jej ničení má, ako mnohí poznamenali, nevýhody, v zahraničí sa nepoužíva, ale odborná literatúra sa bez nej nezaobíde Sovietsky zväz a Rusko.

Koeficient pevnosti horniny podľa M. M. Protodyakonova v systéme SI sa vypočíta pomocou vzorca:

kde σс je jednoosová pevnosť v tlaku [MPa].