Разрыхление и усадка

Под разрыхлением понимают увеличение объема породы при переходе ее из плотного (в массиве) в рыхлое (при разрушении) состояние. Количественной оценкой разрыхления пород является коэффициент разрыхления

,

где

V_р – объем разрыхленной порода;

V – то же до разрыхления (в массиве).

Коэффициент разрыхления зависит от многих факторов: равномерности дробления, формы кусков, влажности, времени и др. При погрузке породы в сосуды коэффициент разрыхления зависит также от формы сосуда и соотношения между размерами сосуда и кусков породы.

Разрыхленная порода со временем уплотняется, что приводит к уменьшению ее объема (усадке). Наиболее интенсивно усадка породы имеет место при искусственном ее уплотнении (трамбовании). Количественно усадка породы характеризуется коэффициентом усадки

где

V_р – объем свежеразрыхленной породы;

– объем породы после уплотнения.

Для скальных пород . Для осадочных пород с высокой начальной (до рыхления) пористостью (лёсс, почвенный слой, суглинок) возможны случаи, когда .

Трение

Трение – поверхностная сила, проявляющаяся в сопротивлении перемещению горной породы по другому материалу или самой породе. Сила трения всегда направлена против движения.

Основные случаи трения:

I. Внешнее трение (по имеющейся поверхности).

А. При поступательном движении.

а) по одной поверхности:

1) порода о другой материал;

2) порода о породу;

б) по нескольким поверхностям:

1) порода о другой материал;

2) порода о породу.

Б. При вращательном движении;

1) порода о другой материал;

2) порода о породу.

II. Внутреннее трение (по образующейся при разрушении поверхности):

а) чистый срез;

б) срез со сжатием.

Внешнее трение породы о другой материал имеет место при доставке полезного ископаемого по рештакам , при резании и алмазном бурении горных пород .

Внешнее трение породы о породу имеет место при скреперной доставке руды по почве выработки , при выпуске отбитой руды и при самоизмельчении руды в мельницах .

Внутреннее трение при чистом сдвиге в горном деле встречается редко. Обычно имеет место внутреннее трение со сжатием (рис. 7.б).

Рис. 7. Внешнее трение:

а – при чистом сдвиге; б – при сдвиги со сжатием