Системи класифікації масивів гірських порід використовуються у геотехнічній інженерії та у гірничому виробництві. Вони ґрунтуються на емпіричних зв'язках між параметрами масиву гірських порід та їх застосуванні при тунелебудуванні, оцінці стабільності схилів, проектуванні фундаментів та при землерийних роботах. Перша система класифікації гірської маси в геотехнічній інженерії була запропонована 1946 року для тунелів з металевим рамним кріпленням.
Гірничотехнічні системи класифікації
У технології розробки родовищ корисних копалин та в управлінні станом породного масиву використовуються системи класифікацій масиву гірських порід, які характеризують схильність підроблених порід до обвалення, стійкість покрівлі та стійкість підошви пластів, опір руйнуванню різними способами та інші.
Класифікації бокових порід вугільних пластів
- : застосовується в Україні при розробці паспортів виїмкових дільниць вугільних шахт (вимога ПТЕ). Згідно із цією класифікацією породи, що вміщують пласт, характеризуються наступними властивостями: обвалюваність (керованість) масиву порід над пластом (умовне позначення категорій — А); стійкість нижнього шару покрівлі (умовне позначення категорії — Б); стійкість безпосередньої підошви (умовне позначення категорії — П). Окремо також розроблено класифікацію порід для крутих пластів.
- : були розроблені радянськими науково-дослідними інститутами (класифікація порід покрівлі за обвалюваністю) та ВНДМІ (класифікація порід покрівлі з урахуванням кроку обвалення порід і зон опорного тиску попереду вибою).
Класифікація гірських порід у масиві за структурною неоднорідністю
Структурна неоднорідність породних масивів визначається наявністю систем тріщинуватості та шаруватою будовою.
Єдиної класифікації гірських порід в масиві за тріщинуватістю не існує; для практичних цілей зазвичай рекомендується застосування розробленої ВНДМІ класифікації гірських порід у залежності від інтенсивності тріщинуватості, тобто від розмірів шматків, на які поділяється керн або що те ж саме – від відстані між тріщинами. Що інтенсивніше тріщинуватість, тим менше значення коефіцієнта структурного ослаблення масиву КС.
Шаруватість гірського масиву враховується при виборі способу зміцнення порід покрівлі очисних і підготовчих гірничих виробок, при виборі заходів, що запобігають або зменшують здимання порід у виїмкових та підготовчих гірничих виробках, а також при рішенні інших питань. Класифікація гірських порід за шаруватістю містить п'ять категорій в залежності від товщини шарів (від вельми тонкошаруватих - до 0,2 м до вельми крупношаруватих - більш 10,0 м).
Геотехнічні системи класифікації
У геотехнічній інженерії можна виділити три стратегії класифікації: аналітичну, емпіричну та числову. Емпіричні класифікації масивів гірських порід широко використовуються для техніко-економічного обґрунтування та інженерних вишукувань, а також часто — власне для проектування.
Цілями класифікації масивів гірських порід є:
- Визначення найбільш значущих параметрів, що впливають на поведінку гірського масиву.
- Диференціація масивів гірських порід на групи подібної поведінки — класи масивів гірських порід різної якості.
- Забезпечення основ для розуміння характеристик кожного класу масивів гірських порід.
- Зіставлення та узгодження характеристик гірських масивів різних ділянок та родовищ.
- Отримання кількісних даних та рекомендацій для інженерного проектування.
- Забезпечення спільної основи для комунікації між інженерами та геологами.
Основні переваги класифікацій масивів гірських порід:
- Підвищення якості досліджень ділянок шляхом запровадження мінімальних вхідних даних як параметрів класифікації.
- Надання кількісної інформації для цілей проектування.
- Забезпечення ухвалення максимально ефективних інженерних рішень.
- Забезпечення основи для розуміння характеристик кожної масиву гірських порід.
Системи для тунелебудування: кількісні
- [en] (RMR)
- [en]
- [en] (MRMR)
Інші системи: якісні
- [en] (NATM)
- Класифікація розмір-міцність[en]
Системи для схилів
- [en] (SMR) та Continuous Slope Mass Rating (CSMR)
- [en]
- Класифікація масивів гірських порід для скельних схилів
- [en] (SSPC)
Ранні системи
- Метод навантаженості гірських порід (метод гірського тиску)
- Метод класифікації за навантаженістю гірських порід є одним з перших у геотехнічній інженерії. Карл фон Терцагі розробив методологію для тунелів, що підтримуються металевими рамами в 1940-х роках. Метод вважається застарілим, тим більш, що розуміння механіки гірських порід та масивів з тих пір розвинулося і метод гірського тиску не підходить для сучасних методів тунелебудування з використанням торкретування і анкерування.
- Класифікація за стійкістю оголень
- Класифікація за стійкістю оголень породного масиву за Лоффером часто розглядається як початок новоавстрійського методу тунелебудування (NATM) . Оригінальну систему, розроблену Лоффером, нині багато хто вважає застарілою, але його ідеї (наприклад, про зв'язок між площею перетину тунелю і часом, протягом якого, породи у вибої зберігають стійкість) інкорпоровані в сучасну механіку гірських порід, і особливо в .
- [en] (RQD): Індекс Rock Quality Designation був розроблений Діром в 1960-ті роки для класифікації якості керну гірських порід за цілісністю кернових проб. На сьогодні ця система класифікації використовується не дуже часто, але визначення RQD як індексу якості породного керну є стандартною практикою в будь-якому геотехнічному бурінні скельних порід, і використовується в багатьох, більш пізніх, системах класифікації гірського масиву, таких як RMR і Q-system (див. вище).
- [en] (RSR): Система Rock Structure Rating є кількісним методом для опису якості породного масиву та належного кріплення, зокрема, при кріпленні металевими рамами. Розроблений Вікхемом, Тідеманном і Скіннером у 1970-х роках.
Література
- Bar, N.; Barton, N. (2017). The Q-slope Method for Rock Slope Engineering. Rock Mechanics and Rock Engineering. 50: 16. doi:10.1007/s00603-017-1305-0.
- Hack, H.R.G.K. (25–28 November 2002). An evaluation of slope stability classification. Keynote Lecture.. У Dinis da Gama, C.; Ribeira e Sousa, L. (ред.). Proc. EUROCK’2002. Funchal, Madeira, Portugal: Sociedade Portuguesa de Geotecnia, Lisboa, Portugal. с. 3—32. ISBN .
- Palmstrom, A.; Broch, E. (2006). Use and misuse of rock mass classification systems with particular reference to the Q-system. Tunnelling and Underground Space Technology. 21 (6): 575—593. doi:10.1016/j.tust.2005.10.005.
- Pantelidis, L. (2009). Rock slope stability assessment through rock mass classification systems. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 46 (2): 315—325. doi:10.1016/j.ijrmms.2008.06.003.
- Singh, B.; Goel, R.K. (1999). Rock Mass Classification: A Practical Approach in Civil Engineering. . с. 282. ISBN .
- Singh, B.; Goel, R.K. (2006). Tunnelling in Weak Rocks. Geo-Engineering. Т. 5. . с. 512. ISBN .
Див. також
Посилання
- СОУ-П 10.1.00185790-020:2012 «Управління покрівлею і кріплення в очисних вибоях на вугільних пластах з кутом падіння до 35°. Керівництво».
- КД 12.01.01.503-2001 Управління покрівлею і кріплення в очисних вибоях на вугільних пластах з кутом падіння до 35°. Керівництво. — Київ : Мінпаливенерго України, 2002. — 143 с.
- СОУ 10.1-00185790-002-2005 "Правила технічної експлуатації вугільних шахт". — Київ : Мінвуглепром України, 2006. — 354 с.
- Пучков Л.А., Жежелевский Ю.А. Подземная разработка месторождений полезных ископаемых: Учебник для вузов: В 2т. — Москва : Издательство «Горная книга», 2013. — Т. 2. — 720 с. — .
- Гребьонкін С. С., Самойлов В. Л., Петренко Ю. А. Управління станом масиву гірських порід. — Донецьк : ДонНТУ, 2008. — 213 с.
- Bieniawski, Z.T. (1989). Engineering Rock Mass Classifications. Wiley-Interscience. с. 272. ISBN .
- Romana, MANUEL R. (1993). Hudson, JOHN A. (ред.). Rock Testing and Site Characterization. Oxford: Pergamon. с. 575—600. ISBN .
- Tomás, R.; Delgado, J.; Serón, J. B. (1 жовтня 2007). Modification of slope mass rating (SMR) by continuous functions. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 44 (7): 1062—1069. doi:10.1016/j.ijrmms.2007.02.004.
- Bar, N.; Barton, N.R. (2017). «The Q-slope Method for Rock Slope Engineering». Rock Mechanics & Rock Engineering, Vol 50, Springer, Vienna, https://doi.org/10.1007/s00603-017-1305-0.
- Lysandros Pantelidis. An alternative rock mass classification system for rock slopes // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. — 2009. — Т. 69, № 1. — С. 29-39. — DOI: . з джерела 9 Лютого 2019. Процитовано 9 Лютого 2019.
- R. Hack D. Price N. Rengers. A new approach to rock slope stability - a probability classification (SSPC) (PDF) // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. — 2003. — Т. 62, № 2. — С. 167-184. — DOI: . з джерела 10 Червня 2021. Процитовано 9 Лютого 2019.
- Terzaghi, K. (1946). Rock defects and loads on tunnel supports. У Proctor, R.V.; White, T. (ред.). Rock Tunnelling with Steel Supports. Youngstown, Ohio: Commercial Shearing and Stamping Co. с. 15—99.
- Lauffer, H. (1958). Gebirgsklassifizierung für den Stollenbau. Geology Bauwesen. 74 (1): 46—51.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Sistemi klasifikaciyi masiviv girskih porid vikoristovuyutsya u geotehnichnij inzheneriyi ta u girnichomu virobnictvi Voni gruntuyutsya na empirichnih zv yazkah mizh parametrami masivu girskih porid ta yih zastosuvanni pri tunelebuduvanni ocinci stabilnosti shiliv proektuvanni fundamentiv ta pri zemlerijnih robotah Persha sistema klasifikaciyi girskoyi masi v geotehnichnij inzheneriyi bula zaproponovana 1946 roku dlya tuneliv z metalevim ramnim kriplennyam Girnichotehnichni sistemi klasifikaciyiU tehnologiyi rozrobki rodovish korisnih kopalin ta v upravlinni stanom porodnogo masivu vikoristovuyutsya sistemi klasifikacij masivu girskih porid yaki harakterizuyut shilnist pidroblenih porid do obvalennya stijkist pokrivli ta stijkist pidoshvi plastiv opir rujnuvannyu riznimi sposobami ta inshi Klasifikaciyi bokovih porid vugilnih plastiv zastosovuyetsya v Ukrayini pri rozrobci pasportiv viyimkovih dilnic vugilnih shaht vimoga PTE Zgidno iz ciyeyu klasifikaciyeyu porodi sho vmishuyut plast harakterizuyutsya nastupnimi vlastivostyami obvalyuvanist kerovanist masivu porid nad plastom umovne poznachennya kategorij A stijkist nizhnogo sharu pokrivli umovne poznachennya kategoriyi B stijkist bezposerednoyi pidoshvi umovne poznachennya kategoriyi P Okremo takozh rozrobleno klasifikaciyu porid dlya krutih plastiv buli rozrobleni radyanskimi naukovo doslidnimi institutami klasifikaciya porid pokrivli za obvalyuvanistyu ta VNDMI klasifikaciya porid pokrivli z urahuvannyam kroku obvalennya porid i zon opornogo tisku poperedu viboyu Klasifikaciya girskih porid u masivi za strukturnoyu neodnoridnistyu Strukturna neodnoridnist porodnih masiviv viznachayetsya nayavnistyu sistem trishinuvatosti ta sharuvatoyu budovoyu Yedinoyi klasifikaciyi girskih porid v masivi za trishinuvatistyu ne isnuye dlya praktichnih cilej zazvichaj rekomenduyetsya zastosuvannya rozroblenoyi VNDMI klasifikaciyi girskih porid u zalezhnosti vid intensivnosti trishinuvatosti tobto vid rozmiriv shmatkiv na yaki podilyayetsya kern abo sho te zh same vid vidstani mizh trishinami Sho intensivnishe trishinuvatist tim menshe znachennya koeficiyenta strukturnogo oslablennya masivu KS Sharuvatist girskogo masivu vrahovuyetsya pri vibori sposobu zmicnennya porid pokrivli ochisnih i pidgotovchih girnichih virobok pri vibori zahodiv sho zapobigayut abo zmenshuyut zdimannya porid u viyimkovih ta pidgotovchih girnichih virobkah a takozh pri rishenni inshih pitan Klasifikaciya girskih porid za sharuvatistyu mistit p yat kategorij v zalezhnosti vid tovshini shariv vid velmi tonkosharuvatih do 0 2 m do velmi krupnosharuvatih bilsh 10 0 m Geotehnichni sistemi klasifikaciyiU geotehnichnij inzheneriyi mozhna vidiliti tri strategiyi klasifikaciyi analitichnu empirichnu ta chislovu Empirichni klasifikaciyi masiviv girskih porid shiroko vikoristovuyutsya dlya tehniko ekonomichnogo obgruntuvannya ta inzhenernih vishukuvan a takozh chasto vlasne dlya proektuvannya Cilyami klasifikaciyi masiviv girskih porid ye Viznachennya najbilsh znachushih parametriv sho vplivayut na povedinku girskogo masivu Diferenciaciya masiviv girskih porid na grupi podibnoyi povedinki klasi masiviv girskih porid riznoyi yakosti Zabezpechennya osnov dlya rozuminnya harakteristik kozhnogo klasu masiviv girskih porid Zistavlennya ta uzgodzhennya harakteristik girskih masiviv riznih dilyanok ta rodovish Otrimannya kilkisnih danih ta rekomendacij dlya inzhenernogo proektuvannya Zabezpechennya spilnoyi osnovi dlya komunikaciyi mizh inzhenerami ta geologami Osnovni perevagi klasifikacij masiviv girskih porid Pidvishennya yakosti doslidzhen dilyanok shlyahom zaprovadzhennya minimalnih vhidnih danih yak parametriv klasifikaciyi Nadannya kilkisnoyi informaciyi dlya cilej proektuvannya Zabezpechennya uhvalennya maksimalno efektivnih inzhenernih rishen Zabezpechennya osnovi dlya rozuminnya harakteristik kozhnoyi masivu girskih porid Sistemi dlya tunelebuduvannya kilkisni en RMR en en MRMR Inshi sistemi yakisni en NATM Klasifikaciya rozmir micnist en Sistemi dlya shiliv en SMR ta Continuous Slope Mass Rating CSMR en Klasifikaciya masiviv girskih porid dlya skelnih shiliv en SSPC Ranni sistemi Metod navantazhenosti girskih porid metod girskogo tisku Metod klasifikaciyi za navantazhenistyu girskih porid ye odnim z pershih u geotehnichnij inzheneriyi Karl fon Tercagi rozrobiv metodologiyu dlya tuneliv sho pidtrimuyutsya metalevimi ramami v 1940 h rokah Metod vvazhayetsya zastarilim tim bilsh sho rozuminnya mehaniki girskih porid ta masiviv z tih pir rozvinulosya i metod girskogo tisku ne pidhodit dlya suchasnih metodiv tunelebuduvannya z vikoristannyam torkretuvannya i ankeruvannya Klasifikaciya za stijkistyu ogolenKlasifikaciya za stijkistyu ogolen porodnogo masivu za Lofferom chasto rozglyadayetsya yak pochatok novoavstrijskogo metodu tunelebuduvannya NATM Originalnu sistemu rozroblenu Lofferom nini bagato hto vvazhaye zastariloyu ale jogo ideyi napriklad pro zv yazok mizh plosheyu peretinu tunelyu i chasom protyagom yakogo porodi u viboyi zberigayut stijkist inkorporovani v suchasnu mehaniku girskih porid i osoblivo v en RQD Indeks Rock Quality Designation buv rozroblenij Dirom v 1960 ti roki dlya klasifikaciyi yakosti kernu girskih porid za cilisnistyu kernovih prob Na sogodni cya sistema klasifikaciyi vikoristovuyetsya ne duzhe chasto ale viznachennya RQD yak indeksu yakosti porodnogo kernu ye standartnoyu praktikoyu v bud yakomu geotehnichnomu burinni skelnih porid i vikoristovuyetsya v bagatoh bilsh piznih sistemah klasifikaciyi girskogo masivu takih yak RMR i Q system div vishe en RSR Sistema Rock Structure Rating ye kilkisnim metodom dlya opisu yakosti porodnogo masivu ta nalezhnogo kriplennya zokrema pri kriplenni metalevimi ramami Rozroblenij Vikhemom Tidemannom i Skinnerom u 1970 h rokah LiteraturaBar N Barton N 2017 The Q slope Method for Rock Slope Engineering Rock Mechanics and Rock Engineering 50 16 doi 10 1007 s00603 017 1305 0 Hack H R G K 25 28 November 2002 An evaluation of slope stability classification Keynote Lecture U Dinis da Gama C Ribeira e Sousa L red Proc EUROCK 2002 Funchal Madeira Portugal Sociedade Portuguesa de Geotecnia Lisboa Portugal s 3 32 ISBN 972 98781 2 9 Palmstrom A Broch E 2006 Use and misuse of rock mass classification systems with particular reference to the Q system Tunnelling and Underground Space Technology 21 6 575 593 doi 10 1016 j tust 2005 10 005 Pantelidis L 2009 Rock slope stability assessment through rock mass classification systems International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 46 2 315 325 doi 10 1016 j ijrmms 2008 06 003 Singh B Goel R K 1999 Rock Mass Classification A Practical Approach in Civil Engineering s 282 ISBN 978 0 08 043013 3 Singh B Goel R K 2006 Tunnelling in Weak Rocks Geo Engineering T 5 s 512 ISBN 978 0 08 044987 6 Div takozhMehanika girskih porid Geotehnichni vishukuvannya Geotehnichna inzheneriyaPosilannyaSOU P 10 1 00185790 020 2012 Upravlinnya pokrivleyu i kriplennya v ochisnih viboyah na vugilnih plastah z kutom padinnya do 35 Kerivnictvo KD 12 01 01 503 2001 Upravlinnya pokrivleyu i kriplennya v ochisnih viboyah na vugilnih plastah z kutom padinnya do 35 Kerivnictvo Kiyiv Minpalivenergo Ukrayini 2002 143 s SOU 10 1 00185790 002 2005 Pravila tehnichnoyi ekspluataciyi vugilnih shaht Kiyiv Minvugleprom Ukrayini 2006 354 s Puchkov L A Zhezhelevskij Yu A Podzemnaya razrabotka mestorozhdenij poleznyh iskopaemyh Uchebnik dlya vuzov V 2t Moskva Izdatelstvo Gornaya kniga 2013 T 2 720 s ISBN 978 5 98672 298 6 Grebonkin S S Samojlov V L Petrenko Yu A Upravlinnya stanom masivu girskih porid Doneck DonNTU 2008 213 s Bieniawski Z T 1989 Engineering Rock Mass Classifications Wiley Interscience s 272 ISBN 978 0 471 60172 2 Romana MANUEL R 1993 Hudson JOHN A red Rock Testing and Site Characterization Oxford Pergamon s 575 600 ISBN 9780080420660 Tomas R Delgado J Seron J B 1 zhovtnya 2007 Modification of slope mass rating SMR by continuous functions International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 44 7 1062 1069 doi 10 1016 j ijrmms 2007 02 004 Bar N Barton N R 2017 The Q slope Method for Rock Slope Engineering Rock Mechanics amp Rock Engineering Vol 50 Springer Vienna https doi org 10 1007 s00603 017 1305 0 Lysandros Pantelidis An alternative rock mass classification system for rock slopes Bulletin of Engineering Geology and the Environment 2009 T 69 1 S 29 39 DOI 10 1007 s10064 009 0241 y z dzherela 9 Lyutogo 2019 Procitovano 9 Lyutogo 2019 R Hack D Price N Rengers A new approach to rock slope stability a probability classification SSPC PDF Bulletin of Engineering Geology and the Environment 2003 T 62 2 S 167 184 DOI 10 1007 s10064 002 0155 4 z dzherela 10 Chervnya 2021 Procitovano 9 Lyutogo 2019 Terzaghi K 1946 Rock defects and loads on tunnel supports U Proctor R V White T red Rock Tunnelling with Steel Supports Youngstown Ohio Commercial Shearing and Stamping Co s 15 99 Lauffer H 1958 Gebirgsklassifizierung fur den Stollenbau Geology Bauwesen 74 1 46 51