Физико-техническая оценка горных пород как объекта разработки

Горные породы, являющиеся объектом открытых разработок, делятся на коренные (магматические, метаморфические и осадочные), залегающие в толще земной коры по месту своего образования, и на покрывающие их наносы — породы измельченные, переотложенные или перенесенные.

Все горные породы состоят из минеральных составляющих - (зерен, их агрегатов, обломков), различных как по вещественному составу, так и по крупности, форме и характеру связей между ними, т. е. строению (структуре).

Состояние разрабатываемых пород в общем случае может быть естественным (нетронутый массив) или искусственно измененным (посредством взрыва, механическими способами разрушения, водопонижением, химическим укреплением и др.).

В процессе разработки горные породы подвергаются различного рода воздействиям (удару, сдвигу, уплотнению, перемещению и т. д.).

К физико-техническим свойствам горных пород в различном состоянии относятся плотность, пористость, влажность, сопротивление различного рода воздействиям, стойкость, вязкость, хрупкость, устойчивость, увеличение объема при разрушении и др.

Учет различных физико-технических свойств горных пород необходимо производить в зависимости от объекта разработки (в массиве учитываются свойства пород в естественном состоянии, в разрушенных породах — свойства искусственно измененных пород). Существенно влияет на свойства горных пород и их сложение (текстура). Для большинства метаморфических, твердых осадочных и глинистых пород и некоторых магматических образований характерна упорядоченная текстура (сланцевая, слоистая, флюидальная), вследствие чего свойства одного образца породы неодинаковые в разных направлениях. Такие породы в целом анизотропны, хотя минеральные составляющие их могут быть в отдельности и изотропными. Породы массивной текстуры и раздельно-зернистые (например, граниты, щебенистые накопления) часто обладают в массиве примерно одинаковыми свойствами в разных направлениях и могут считаться квазиизотропными.

Наличие пустот (скважность) и особенно трещиноватости резко влияет на свойства горных пород. Микротрещиноватость обусловливает дефекты строения и различную сопротивляемость разрушению даже одной и той же породы в малом объеме (образце). Еще значительнее влияют на свойства пород в массиве трещины, отдельности, напластования (кливаж), выветривание, тектонические трещины (отрыва и скола) и разрывные нарушения (дизъюнктивы), создающие трещинную анизотропию свойств. Их влияние обусловливает коренное изменение свойств материнских пород в зонах разлома и других дизъюнктивных участках и сопровождается постепенным механическим распадом пород в обнажениях.

Особенно большая роль во вторичных естественных изменениях пород и их свойств принадлежит тектоническим процессам, выветриванию, мерзлотным явлениям в суровых климатических условиях.

Изменение свойств пород во многих случаях происходит постепенно, под воздействием давления, атмосферных условий и др., например, уплотнение пород в насыпях, слеживание, выветривание, фильтрационное оплывание сыпучих пород и т. д.

Все горные породы различают и объединяют по видам, группам, категориям и классам, имеющим определенные диапазоны свойств и характеристик.

Существуют следующие виды горных пород:

скальные и полускальные (естественное состояние); разрушенные (искусственно или естественно измененные скальные и полускальные породы); плотные, мягкие (связные) и сыпучие.