Study of the Strength Characteristics of Frozen Samples of Homogeneous and Disturbed Structure

Abstract

Значительный объем подготовки горных пород к выемке в северных регионах осуществляется путем взрывного рыхления. Практика ведения горных работ на месторождениях зоны многолетней мерзлоты показывает, что после буровзрывной подготовки происходит смерзание горной массы в развале. Прочность вторично смерзающихся взорванных пород значительно возрастает, что приводит к невозможности ее экскавации по силовым характеристикам оборудования, осложняет ведение горных работ и снижает эффективность разработки месторождений. В связи с этим большой практический интерес представляет изучение физико-технических, теплофизических характеристик смерзшегося взорванного массива многолетнемёрзлых горных пород, что позволит дать достоверную оценку его горно-технологических свойств для обоснования и выбора эффективных технологий разработки месторождений криолитозоны. В Институте горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН на протяжении ряда лет проводятся натурные и лабораторные исследования процесса повторного смерзания взорванной горной массы и его влияния на ведение горных работ условиях месторождений криолитозоны. В статье представлены сравнительные результаты лабораторных исследований изменчивости прочности породы на срез, угла внутреннего трения и структурного сцепления на однородных образцах и образцах структурно сопоставимых с взорванным массивом. Выполненными исследованиями установлено, что определяющими факторами, оказывающими влияние на прочность на срез, угол внутреннего трения и величину сцепления в образцах, структурно сопоставимых с взорванным массивом, являются их температура, влажность, и величина уплотнения, что характерно и для образцов однородной структуры. Взаимосвязь предела прочности пород на срез с величиной нормального давления для образцов структурно сопоставимых с взорванным массивом аналогично образцам однородной структуры подчиняется также закону Кулона -Мора.ключевые слова: мерзлые горные породы, прочностные характеристики, повторное смерзание, прочность пород на срез, угол внутреннего трения, включения