- •Міністерство освіти і науки України
- •Практична робота №1 Побудова паспорту міцності гірських порід Метою роботи є допомога у формуванні навичок побудови паспорту міцності гірських порід
- •Завдання для виконання роботи
- •Масштаб побудови: у 1 міліметрі 2 мПа
- •Практична робота № 2
- •Визначення пружних показників гірських порід
- •Метою роботи є допомога у формуванні навичок по визначенню пружних показників гірських порід
- •Завдання для виконання роботи
- •Завдання для виконання роботи
- •Тиску на кріплення виробки, проведеної в складних гірничогеологічних умовах
- •Завдання до виконання роботи
- •Практична робота № 5
- •Визначення гірського тиску на кріплення виробок, з боку
- •Покрівлі виробки
- •Метою роботи є допомога у формуванні навичок визначення гірського тиску на кріплення гірничих виробок з боку покрівлі виробки
- •Практична робота №6
- •Визначення впливу гірського тиску на кріплення вертикальних
- •Виробок.
- •Метою роботи є допомога у формуванні навичок визначення впливу гірського тиску на кріплення вертикальних гірничих виробок
- •Завдання до виконання роботи.
- •Завдання до виконання роботи
- •Література
Масштаб побудови: у 1 міліметрі 2 мПа
Практична робота № 2
Визначення пружних показників гірських порід
Метою роботи є допомога у формуванні навичок по визначенню пружних показників гірських порід
Пружні властивості гірських порід характеризуються модулем пружності, при одновісному напруженому стані, модулем зсуву, модулем об’ємної пружності, і коефіцієнтом поперечних деформацій. Модуль пружності (модуль Юнга) для більшості твердих тіл дорівнює , для металів він значно більший, ніж для порід. Високе значення модуля пружності мають залізисто-магнетовані та рудні мінерали. Мінеральний склад найбільше впливає на пружні властивості мало пористих порід.
Модуль Юнга та модуль зсуву відповідають основним видам напружень та деформацій, і тому вважаються основними пружними характеристиками порід. На практиці часто використовують ще один пружний показник порід – коефіцієнт поперечних деформацій (коефіцієнт Пуассона). Так, як всі пружні показники зв’язані між собою, для характеристики порід достатньо знати два з них. Частіше використовують модуль Юнга і коефіцієнт Пуассона.
Акустичні властивості гірських порід достатньо повно характеризуються швидкостями розповсюдження пружних хвиль, питомим хвильовим опором та затуханням пружних коливань.
Зв’язок між швидкостями пружних хвиль та показниками пружності гірських порід – модулем поздовжньої пружності (модулем Юнга), модулем зрушення та коефіцієнтом Пуассона визначаються за виразами:
, м/с;
; ,
де – об’ємна маса породи, кг/м3; швидкість розповсюдження поздовжньої хвилі, м/с; – швидкість розповсюдження поперечної хвилі, м/с;Е – модуль пружності (модуль Юнга), Па; – модуль зрушення, Па;– коефіцієнт Пуассона
Завдання для виконання роботи
У таблиці 2.1 наведено результати лабораторних випробувань пружних властивостей гірських порід, необхідно визначити основні пружні показники гірських порід.
Кожен студент до табличних значень додає свій № варіанту, і складає аналогічну таблицю зі своїми вихідними даними.
Таблиця 2.1
Визначити |
9 |
Межа міцності на стиснення кг/см3 |
|
8 |
Коефіцієнт Пуассона |
| |
7 |
Динамічний модуль пружності Е, Па |
| |
6 |
Питомий хвильовий опір R, Ом |
| |
5 |
Коефіцієнт міцності f. |
| |
Дано |
4 |
Об’ємна вага кг/м3 | |
3 |
Швидкість повздовжньої хвилі Vp, м/с | ||
2 |
Максимальне навантаження на зразок Рmax (Н) | ||
1 |
Діаметр зразка d, мм |
30+2 n |
* n – номер варіанту
При розрахунках користуються наступними формулами:
Межа міцності на стиснення визначається:
, (кг/см3),
де - площа поперечного перерізу зразка (м2).
,
де d - діаметр зразка (м).
Швидкість поперечної хвилі, знаходять:
, (м/с),
де - швидкість повздовжньої хвилі.
Коефіцієнт Пуассона:
,
Динамічний модуль пружності :
(Па),
де g – прискорення сили ваги, кг/с2
,
де – щільність гірської породи.
5. Питомий хвильовий опір: , Ом
6. Коефіцієнт міцності: ,
де ст – межа міцності на стиснення (кг/см3).
Дані розрахунків заносять до таблиці 2.1.
ПРАКТИЧНА РОБОТА № 3
Дослідження впливу глибини залягання гірських порід на швидкість буріння свердловини
Метою роботи є допомога у формуванні навичок дослідження впливу глибини залягання гірських порід на швидкість буріння свердловини
Гірські породи з пониженням їх залягання змінюють свою щільність. Основними факторами, які впливають на зміну показників щільності гірських порід є зменшення зернистості, тріщинуватості та пористості.
Значні об’ємні напруження, які зі збільшенням глибини залягання порід зростають, приводять до скорочення міжцентренних відстаней між частками, що впливає у свою чергу на підвищення щільності.
Встановлений лінійний зв’язок між швидкостями розповсюдження пружних хвиль і пружними характеристиками гірських порід. При короткочасних, однозначних, динамічних навантаженнях на реальні середовища, які мають місце при сейсмоакустичних методах дослідження масивів гірських порід цей зв’язок залишається тотожнім.
У основу завдання покладена залежність VБ =f(Н), де VБ - швидкість буріння, Н - глибина залягання гірських порід. Швидкість пружної хвилі з пониженням залягання гірської породи підвищується і на кожні 50м зростає на 0,12%, щільність зростає на цьому інтервалі на 0,04%.