Yleisin kivien lujuusluokitus, jonka on laatinut professori M.M. Protodyakonov. Tämä luokittelu perustuu siihen, että kiven kestävyys minkä tahansa tyyppistä tuhoa vastaan ​​voidaan ilmaista yhdellä tietyllä numerolla - kiven lujuuskertoimella (f), joka osoittaa kuinka monta kertaa tietyn kiven lujuus on suurempi tai pienempi kuin kiven lujuus, perinteisesti yksikkönä.

KIVIEN LUOKITUS LINNOITUKSEN MUKAAN (PROTODYAKONOVIN ASIAKKA)

Rotuluokka	Linnoituksen tutkinto	rotuja	Lujuuskerroin, f
minä	erittäin vahvoja rotuja	Vahvimmat, tiheimmät ja viskoosiisimmat kvartsiitit ja basaltit. Poikkeuksellinen vahvuus muut rodut	20
II	erittäin vahvoja rotuja	Erittäin kovat graniittikivet. Porfyyrikvartsi, erittäin kova graniitti, kirtti. Vähemmän vahvaa kuin yllä olevat kvartsiitit. Kovimmat hiekkakivet ja kalkkikivet	15
III	vahvoja rotuja	Graniitti (tiheä) ja graniittikivet. Erittäin kovat hiekka- ja kalkkikivet. Kvartsimalmin suonet. Vahva konglomeraatti. Erittäin kovia rautamalmeja	10
IIIa	vahvoja rotuja	Kalkkikivet (kovat). Tukevaa graniittia. Vahvoja hiekkakiviä. Vahvaa marmoria. Dolomiitti. Pyriitit	8
IV	aika vahvoja rotuja	Tavallinen hiekkakivi. Rautamalmit	6
IVa	aika vahvoja rotuja	Hiekkainen liuske. Liuskehiekkakiviä	5
V	keskikokoiset rodut	Kova liuske. Heikko hiekka- ja kalkkikivi, pehmeä konglomeraatti	4
Va	keskikokoiset rodut	Erilaisia ​​liuskekiveä (heikko). Tiheä merimereli	3
VI	melko pehmeitä kiviä	Pehmeä liuskekivi, erittäin pehmeä kalkkikivi, liitu, kivisuola, kipsi. Jäätynyttä maata, antrasiittia. Tavallinen merimereli. Sirpaloitunut hiekkakivi, sementoitunut kivi, kivinen maaperä	2
Kautta	melko pehmeitä kiviä	Murskattu maaperä. Tuhoutunut liuskekivi, tiivistetty kivi ja kivimurska. Vahvaa hiiltä. kovettunut savi	1,5
VII	pehmeitä kiviä	Savi (tiheä). Pehmeä hiili. Vahva kerrostuma, savimaa	1
VIIa	pehmeitä kiviä	Kevyt hiekkasavi, lössi, sora	0,8
VIII	maanläheisiä kiviä	Istuta maata. Turve. Kevyt savi, märkä hiekka	0,6
IX	löysät kivet	Hiekka, taso, hieno sora, irtotavara, louhittu kivihiili	0,5
X	kelluvia kiviä	Juoksuhiekka, soinen maaperä, nesteytetty lössi ja muut nesteytetyt maat	0,3

Huomautus: F=1:lle otetaan kiven lujuus, joka luhistuu siihen paineessa 100 kg/cm 2.

Lujuuskerroin on suunnilleen 0,01 kiven murtolujuudesta yksiakselisessa puristuksessa kg/cm 2 . Joillakin, erityisesti vahvoilla roduilla, tämä kerroin voi olla 25 tai enemmän.

Kiven lujuuskerroin M.M. Protodyakonovin mukaan SI-järjestelmässä lasketaan kaavalla:

fcr = 0,1σpuristuslujuus, jossa σpuristuslujuus [MPa].

arabia bulgaria kiina kroatia tsekki tanska hollanti viro suomi ranska saksa kreikka heprea hindi unkari islanti indonesia italia japani korea latvia liettua malagassi norja persia puola portugali romania venäjä serbia slovakki sloveenia espanja ruotsi thai turkki vietnami

määritelmä - PROTODIAKONOV SCALE

Protodyakonov-asteikko

Wikipediasta, ilmaisesta tietosanakirjasta

Protodyakonovin asteikko- kallion lujuuskertoimen asteikko Kehitetty alussa. 20. vuosisata Protodyakonov M.M. Se on yksi ensimmäisistä rotujen luokituksista. Se perustuu niiden tuhoutumisen monimutkaisuuden mittaamiseen kaivostoiminnan aikana.

Lujuustekijä f asteikolla prof. MM. Protodyakonova

Kategoria	Linnoituksen tutkinto	Rotu	f
minä	Erittäin vahvat rodut	Vahvimmat, tiheimmät ja viskoosiisimmat kvartsiitit ja basaltit. Poikkeuksellinen vahvuus muut rodut.	20
II	Erittäin vahvat rodut	Erittäin kovat graniittikivet: kvartsiporfyyri, erittäin kova graniitti, piimäinen liuske, vähemmän kova kuin edellä mainitut kvartsiitit. Kovimmat hiekkakivet ja kalkkikivet.	15
III	Vahvat rodut	Graniitti (tiheä) ja graniittikivet. Erittäin kovat hiekka- ja kalkkikivet. Kvartsimalmin suonet. Vahva konglomeraatti. Erittäin kovia rautamalmeja.	10
IIIa	Sama	Kalkkikivet (kovat). Tukevaa graniittia. Vahvoja hiekkakiviä. Vahvaa marmoria, dolomiittia. Pyriitit. Tavallinen hiekkakivi.	8
IV	Aika vahva rotu	Rautamalmit. Hiekkainen liuske.	6
IV	Sama	Liuskehiekkakiviä	5
V	Keskikokoiset rodut	Kova liuske. Heikko liuske ja kalkkikivi, pehmeä konglomeraatti	4
		Erilaisia ​​liuskekiviä (heikko). Tiheä merimereli	3
VI	Aika pehmeitä kiviä	Pehmeä liuskekivi, erittäin pehmeä kalkkikivi, liitu, kivisuola, kipsi. Jäätynyt maa: antrasiitti. Tavallinen merimereli. Tuhoutunut hiekkakivi, sementoitunut kivi ja rusto, kivinen maaperä	2
Kautta	Sama	kivihiiltä	1,5
VII	pehmeitä kiviä	Savi (tiheä). Pehmeä kivihiili, vahva savimaa	1

Taulukko 1. Lujuuskerroin f asteikon mukaan prof. MM. Protodyakonova Huomautus. Y11a-X-kategorian rotujen ominaisuudet jätetään pois.

Protodyakonov ehdotti tällaisen luokituksen ottamista perustaksi kivihiilen ja malmien louhinnan työntekijän työn arvioimiseksi ja työnormien asettamiseksi. Hän uskoi, että millä tahansa kiven tuhoamismenetelmällä ja sen louhintamenetelmällä on mahdollista arvioida kivi keskimääräisellä kaivoskertoimella. Jos jompikumpi kahdesta kivityypistä on työläämpää tuhoutuessaan esimerkiksi räjähdysenergian vaikutuksesta, niin kivi on vahvempi missä tahansa tuhoutumisprosessissaan, esimerkiksi puimurin hampaalla, tikkulla, poran pään terällä, kun poraus jne.

Tällaista asteikkoa kehittäessään M.M. Protodyakonov esitteli konseptin linnoitus vuoristorotu. Vastoin hyväksyttyä käsitystä vahvuus materiaali, joka on arvioitu jollakin sen jännitystilan tyypeistä, esimerkiksi tilapäinen puristuskestävyys, jännitys, vääntö jne., lujuusparametrin avulla voit verrata kiviä tuhoamisen monimutkaisuuden suhteen kaivostoiminnan kannalta. Hän uskoi, että tämän parametrin avulla on mahdollista arvioida kiven tuhoutumisen aikana vaikuttavien erilaisten jännitysten kokonaisuus, kuten esimerkiksi räjähdyksen aiheuttaman tuhoutumisen aikana.

MM. Protodyakonov kehitti asteikon kiven lujuuskertoimelle. Eräs menetelmä tämän kertoimen määrittämiseksi ehdotettiin kivinäytteen puristuslujuuden testaamiseksi kg/cm2, ja kertoimen arvoksi määritettiin puristuslujuuden sadasosa.

Tämä menetelmä korreloi melko hyvin M. M. Protodyakonovin ehdottaman kovuusasteikon kanssa kivihiilen eri kovuuden, keskikovuuden kiville, mutta se ei ole kovin sopiva erittäin kovien kivien kovuuskertoimen määrittämiseen tällä menetelmällä. Linnoituksen mittakaava on rajattu kertoimella 20, ts. kiviä, joiden puristuslujuus on 2000 kg/cm2, ja esimerkiksi tyhjennysbasaltille tämä parametri on 3000 kg/cm2. Neuvostoliitossa M.M. Protodkonovia käytettiin laajalti kallion tuhoutumisen monimutkaisuuden arvioinnissa ja sitä käytetään edelleen. Se on kätevä kallion lujuuden suhteellisessa arvioinnissa sen tuhoutumisen aikana porauksen ja räjäytystyön avulla.

Kiven suhteellisen arvioinnin menetelmällä lujuuden, työvoimaintensiteetin mukaan sen tuhoamisen aikana, kuten monet ovat huomauttaneet, on haittoja; sitä ei käytetä ulkomailla, mutta sitä ei jätetä pois Neuvostoliiton ja Venäjän teknisessä kirjallisuudessa.

Kiven lujuuskerroin M.M. Protodyakonovin mukaan SI-järjestelmässä lasketaan kaavalla:

Fcr = 0,1σco

missä σs - yksiakselinen puristuslujuus [MPa].

Linkit

• Lykhin P.A. Tunnelointi ja kaivojen (kaivojen) poraus 1800- ja 1900-luvuilla

• M. M. Protodyakonov All-Russian Genealogical Tree -verkkosivustolla

Kategoria	Linnoituksen tutkinto	Rotu	f
minä	Erittäin vahvat rodut	Vahvimmat, tiheimmät ja viskoosiisimmat kvartsiitit ja basaltit. Poikkeuksellinen vahvuus muut rodut.
II	Erittäin vahvat rodut	Erittäin kovat graniittimaiset kivet: kvartsiporfyyri, erittäin kova graniitti, piimäinen kiviliuska, vähemmän kovaa kuin edellä mainitut kvartsiitit. Kovimmat hiekkakivet ja kalkkikivet.
III	Vahvat rodut	Graniitti (tiheä) ja graniittikivet. Erittäin kovat hiekka- ja kalkkikivet. Kvartsimalmin suonet. Vahva konglomeraatti. Erittäin kovia rautamalmeja.
IIIa	Sama	Kalkkikivet (kovat). Tukevaa graniittia. Vahvoja hiekkakiviä. Vahvaa marmoria, dolomiittia. Pyriitit. Tavallinen hiekkakivi.
IV	Aika vahva rotu	Rautamalmit. Hiekkainen liuske.
IV	Sama	Liuskehiekkakiviä
V	Keskikokoiset rodut	Kova liuske. Heikko liuske ja kalkkikivi, pehmeä konglomeraatti
Va		Erilaisia ​​liuskekiviä (heikko). Tiheä merimereli
VI	Aika pehmeitä kiviä	Pehmeä liuskekivi, erittäin pehmeä kalkkikivi, liitu, kivisuola, kipsi. Jäätynyt maa: antrasiitti. Tavallinen merimereli. Tuhoutunut hiekkakivi, sementoitunut kivi ja rusto, kivinen maaperä
Kautta	Sama	kivihiiltä	1,5
VII	pehmeitä kiviä	Savi (tiheä). Pehmeä kivihiili, vahva savimaa

Taulukko 1. Lujuuskerroin f asteikon mukaan prof. MM. Protodyakonova Huomautus. Y11a-X-kategorian rotujen ominaisuudet jätetään pois.

Protodyakonov ehdotti tällaisen luokituksen ottamista perustaksi kivihiilen ja malmien louhinnan työntekijän työn arvioimiseksi ja työnormien asettamiseksi. Hän uskoi, että millä tahansa kiven tuhoamismenetelmällä ja sen louhintamenetelmällä on mahdollista arvioida kivi keskimääräisellä kaivoskertoimella. Jos jompikumpi kahdesta kivityypistä on työläämpää tuhoutuessaan esimerkiksi räjähdysenergian vaikutuksesta, niin kivi on vahvempi missä tahansa tuhoutumisprosessissaan, esimerkiksi puimurin hampaalla, tikkulla, poran pään terällä, kun poraus jne.

Tällaista asteikkoa kehittäessään M.M. Protodyakonov esitteli konseptin linnoitus vuoristorotu. Vastoin hyväksyttyä käsitystä vahvuus materiaali, joka on arvioitu jollakin sen jännitystilan tyypeistä, esimerkiksi tilapäinen puristuskestävyys, jännitys, vääntö jne., lujuusparametrin avulla voit verrata kiviä tuhoamisen monimutkaisuuden suhteen kaivostoiminnan kannalta. Hän uskoi, että tämän parametrin avulla on mahdollista arvioida kiven tuhoutumisen aikana vaikuttavien erilaisten jännitysten kokonaisuus, kuten esimerkiksi räjähdyksen aiheuttaman tuhoutumisen aikana.

MM. Protodyakonov kehitti asteikon kiven lujuuskertoimelle. Neuvostoliitossa ja sitten Venäjällä M.M. Protodyakonovia käytettiin laajalti kallion tuhoutumisen monimutkaisuuden arvioinnissa ja sitä käytetään edelleen. Se on kätevä kallion lujuuden suhteellisessa arvioinnissa sen tuhoutumisen aikana porauksen ja räjäytystyön avulla.

Kiven suhteellisen arvioinnin menetelmällä lujuuden, työvoimaintensiteetin mukaan sen tuhoamisen aikana, kuten monet ovat huomauttaneet, on haittoja; sitä ei käytetä ulkomailla, mutta sitä ei jätetä pois Neuvostoliiton ja Venäjän teknisessä kirjallisuudessa.

Kiven lujuuskerroin M.M. Protodyakonovin mukaan SI-järjestelmässä lasketaan kaavalla:

f cr = 0,1*σ com

missä σ puristuslujuus on yksiakselinen puristus [MPa].

Mihail Mikhailovich Protodyakonov (1874-1930)

Lahjakas kaivosinsinööri Mihail Mikhailovich Protodyakonov omistaa teokset, jotka loivat perustan kaivostaiteen siirtämiselle tieteen tasolle. Hän oli yksi ensimmäisistä maailmassa kaivostieteessä, joka hylkäsi kivien kuvaavat laadulliset ominaisuudet ja esitti kiven lujuuden luokituksen käyttämällä tätä lujuutta kuvaavia kvantitatiivisia kertoimia. M. M. Protodyakonov luopuessaan vakiintuneista menetelmistä kaivosvuorauksen puhtaasti kokeellisesta valinnasta antoi menetelmän sen koon analyyttiseen määrittämiseen. Hän kehitti ensimmäisenä kalliopaineteorian, joka avasi tutkimusketjun tähän suuntaan sekä Venäjällä että ulkomailla.

Mihail Mikhailovich Protodyakonov syntyi 22. syyskuuta 1874 Orenburgissa. Hänen isänsä johti tuolloin ammattikoulua. Vuonna 1882 M. M. Protodyakonovin perhe muutti Nizhny Tagilin tehtaaseen Permin maakuntaan, jossa hänen isänsä aloitti työskentelyn julkisten koulujen tarkastajana, ja vuonna 1889 Zlatoustiin. Ilmeisesti täällä, Uralin tehtailla, heräsi rakkaus tekniikkaan ja kaivostoimintaan, mikä määritti M. M. Protodyakonovin koko luovan polun. Häneen vaikutti erityisesti viime vuosisadan 80-luvulla järjestetty Uralin kaivosnäyttely Jekaterinburgissa.

M. M. Protodyakonov sai toisen asteen koulutuksensa ensin Jekaterinburgissa ja sitten Ufan lukioissa. Vuonna 1893 hän tuli Pietarin yliopiston fysiikan ja matematiikan tiedekunnan matematiikan osastolle. Toisesta vuodesta lähtien M. M. Protodyakonov muutti Pietarin kaivosinstituuttiin ja valmistui siitä vuonna 1899. Yliopistossa ja sitten instituutissa oleskelunsa aikana hän osallistui työväenluokan vallankumoukselliseen liikkeeseen. Aika, jolloin M. M. Protodyakonov valmistui instituutista, osui ensimmäisten opiskelijoiden lakkojen kanssa, ja kolme päivää insinööritutkinnon saamisen jälkeen hänet pidätettiin ja tuotiin tutkittavaksi työväenluokan vapautumisen edistämisliiton tapauksessa. Vapauduttuaan pidätyksestä vuoden 1899 lopulla M. M. Protodyakonov pysyi poliisin valvonnassa useita vuosia. Häneltä suljettiin pois mahdollisuus päästä virkamieskuntaan tai siirtyä tieteelliseen työhön.

M. M. Protodyakonovin käytännön työ alkoi Terek Mining Societyn hopea-lyijykaivoksilla, missä hän valvoi kaivosten hyödyntämistä ja johti hydraulisten rakenteiden rakentamista. Tuotannossa työskentelevä M. M. Protodyakonov alkoi julkaista ensimmäisiä teoksiaan. Vuonna 1904 Mining Journalissa ilmestyi artikkeli "Vuoristojoet Pohjois-Kaukasuksen keskiosassa ja joitakin niiden energian hyödyntämisen piirteitä".

Vuonna 1904 poliittisen valvonnan poistamisen jälkeen M. M. Protodyakonov sai mahdollisuuden siirtyä pedagogiseen ja tieteelliseen työhön; hän tuli Jekaterinoslav Higher Mining Schooliin kaivostaiteen assistentiksi prof. A. M. Terpigorev. Vuotta myöhemmin hän lähti tieteelliselle matkalle ulkomaille. Vuonna 1908 M. M. Protodyakonov puolusti Pietarin kaivosinstituutissa väitöskirjaansa "Kivien paine kaivostuella", minkä jälkeen hänet valittiin ylimääräiseksi ja sitten tavalliseksi professoriksi Jekaterinoslav Higher Mining Schoolissa.

1908-1914 olivat M. M. Protodyakonovin suuren pedagogisen ja tieteellisen työn aika. Hän osallistui moniosaisen pääomateoksen "Donetsin altaan kuvaus" luomiseen. Kerättyään valtavan määrän materiaalia Donbassissa, hän kirjoittaa tärkeitä osioita tälle julkaisulle: "Miinojen uppoaminen ja poikkileikkaukset" ja "Minojen ja poikkileikkausten asentaminen". Mutta tiedemies-kaivostyöntekijän maineen loivat hänelle ensisijaisesti kaivoksen vuorauksen ja kallion paineen laskemista koskevat työt, joita on vuodesta 1906 lähtien julkaistu jatkuvasti Jekaterinoslavin teknisen seuran muistiinpanoissa Jekaterinoslavin korkeakoulun Izvestiassa. Kaivoskoulussa, Gornozavodsky-lehtisessä ja Mining Magazinessa.

Ensimmäinen perustelu uusille metodologisille tekniikoille annetaan teoksessa "Joistain yrityksistä soveltaa matematiikkaa kaivostaiteeseen". He löysivät lisäkehitystä yllä mainitussa väitöskirjassa, joka julkaistiin samalla nimellä Mining Journalissa vuonna 1909. M. M. Protodyakonov teki useissa kaivosalan kongressissa raportteja: hiili, "Löysän kappaleiden paineista", "porauksesta" reikiä". Hän osallistui erityistoimikuntaan, joka tarkasteli Donetskin altaan kaivoksia räjähdysvaarallisen kaasun ja pölyn suhteen.

M. M. Protodyakonovin luova työ keskeytettiin vuonna 1914 selkärangan tuberkuloosin ja jalkojen puolihalvauksen vuoksi. Neljäksi vuodeksi hän lopetti kokonaan työskentelyn ja oli ensin Krimillä ja sitten Keski-Aasiassa.

Vuonna 1918 hän hieman toipuessaan palasi pedagogiseen ja tieteelliseen toimintaan, johti opetustyötä Keski-Aasian yliopistossa ja julkaisi useita merkittäviä teoksia kallionpaineesta, kaivostuesta, ilmanvaihdosta ja kaivostoiminnan säännöstöstä. Tämän lisäksi M. M. Protodyakonov osallistui kaivosteollisuuden tärkeimpien hallinto- ja suunnittelulaitosten työhön.

Vuodesta 1918 vuoteen 1923 hän johti osastoa ja oli korkeimman talousneuvoston konsultti; vuodesta 1926 hän työskenteli geologisen komitean Keski-Aasian osastossa, oli Keski-Aasian valtion suunnittelukomitean puheenjohtajiston jäsen ja Sredazugol-säätiön konsultti. Vuonna 1928 M. M. Protodyakonov valittiin tekniikan ja teknisen osaston Keski-Aasian toimiston puheenjohtajaksi. Neuvostoliiton kaivostyöläisten liitto.

Erinomaisilla organisatorisilla taidoillaan M. M. Protodyakonov loi vuonna 1919 kursseja työnjohtajille Taškentissa ja Keski-Aasian valtionyliopiston teknisen tiedekunnan kaivososastolle. Tämä lahjakas tiedemies yritti auttaa suuria kansanjoukkoja saamaan koulutusta; hän järjesti koko verkoston kursseja nuorille kaivostyöläisille. Nämä kurssit olivat kaivostyöläisten keskuudessa laajalti tunnettuja nimellä "Protodiakonov's Courses". Hän oli ensimmäinen, joka arvosti ja tuki keksijä-teurastaja Zhuravlevia, nyt Stalin-palkinnon saajaa, joka ehdotti maanalaista siirrettävää metallitelinettä. Vuonna 1925 Mihail Mikhailovich Protodyakonov kutsuttiin professoriksi Moskovan kaivosakatemiaan luennoimaan. M. M. Protodyakonov kykeni esittämään monimutkaisimmat teoreettiset kysymykset hyvin yksinkertaisella kielellä; hänen luentonsa valloittivat yleisön, ja luokkahuoneissa, joissa hän luki, ei aina ollut tarpeeksi paikkoja niille, jotka halusivat kuunnella häntä.

Luonteen pehmeydestä huolimatta Mihail Mikhailovich oli erittäin vaativa opettaja. Hän vaati opiskelijalta paitsi syvällistä materiaalin tuntemusta myös itsenäistä, ennakoivaa ratkaisua esitettyihin kysymyksiin. Kunnioittaen syvästi opettajaansa, opiskelijat pitivät häpeänä olla valmistautumatta Mihail Mikhailovitšin kokeisiin.

Mihail Mikhailovich oli jatkuvasti täynnä työtä, mikä vei häneltä 14-15 tuntia päivässä. Vaikka hänen jalkansa olivat halvaantuneet, hän makaa sängyssä ei lopettanut työskentelyä. Mutta hänen terveytensä huononi asteittain, ja 5. huhtikuuta 1930, vain 56-vuotias, M. M. Protodyakonov kuoli.

Keskeinen paikka M. M. Protodyakonovin tutkimuksissa on kiven paineen kysymykset.

Silloin, kun M. M. Protodyakonov alkoi käsitellä näitä kysymyksiä, kaivostiede tiesi vain puhtaasti empiirisen tavan ratkaista kallion paineeseen liittyviä ongelmia; Tarvittavat kiinnitystyypit ja -mitat sekä mineraalin tukipilarien koko valittiin empiirisesti. M. M. Protodyakonov asetti tavoitteeksi luoda analyyttinen menetelmä kallion paineen suuruuden määrittämiseksi, josta voisi tulla perusta monimutkaisten käytännön ongelmien tarkalle ratkaisulle.

M. M. Protodyakonov tiesi, että hänen aikansa oli mahdotonta ymmärtää täysin kiven paineen lakeja, joten hän esitti ehdotuksen pitää kivet "erillisistä kappaleista koostuvana eli kappaleina" epäjohdonmukaisina "tai jossain määrin löysinä". Hän huomautti, että tällainen ajatus ei ole ristiriidassa todellisuuden kanssa, sillä kivet ovat aina murtuneet tavalla tai toisella. Tästä eteenpäin M. M. Protodyakonov laajensi kiviin sitoutumattomien kappaleiden ominaisuuksia muodostamaan lepokulman, joka riippuu sitoutumattomien kappaleiden hiukkasten välisestä kitkakertoimesta. Tämä ominaisuus on kaikkien tuttu. Kaadamalla esimerkiksi hiekkaa kasaan, saamme hiekkajyvien välisen pienen kitkakertoimen vuoksi tämän kasan pienen lepokulman. Ottamalla enemmän yhdistettyjä aineita, joilla on korkea kitkakerroin, saadaan kasa, jolla on suuri lepokulma. Siihen saakka, kun lepokulma saavutetaan, kitkavoimat pitävät rakeisen kappaleen hiukkaset pinossa päällekkäin. Nämä kitkavoimat kalliomekaniikassa ilmaistaan ​​tavanomaisesti tietyn irtonaisen kiven ns. sisäisen kitkakulman muodossa, joka rajatasapainon hetkellä on yhtä suuri kuin lepokulma. Kiville eli kappaleille, jotka ovat osittain yhteydessä toisiinsa, on hiukkasten välisen sisäisen kitkan lisäksi otettava huomioon myös niiden välillä syntyvät adheesiovoimat, jotka lisäävät sisäkitkakerrointa. Tämä uusi - näennäinen - kitkakerroin, jota Protodyakonov kutsuu "lujuuskertoimeksi", on universaali suhteellinen indikaattori kivien kestävyydestä ulkoisille mekaanisille voimille. M. M. Protodyakonov todisti kokeellisesti tämän kivien kestävyyden suhteessa kaivostoimintaan käsin, porattavuuden, räjähtävyyden, lujuuden romahtamisen aikana, kannatukseen kohdistuvan paineen jne. "Meillä on oikeus arvioida suunnilleen", huomauttaa M. M. Protodyakonov, onko jokin kivi vahvempi. kuin toinen tietyn määrän kertoja jossakin suhteessa, esimerkiksi porattaessa, niin se on vahvempi saman monta kertaa kaikilta muilta osin, esimerkiksi räjäytystyössä, suhteessa kannakkeeseen kohdistuvaan paineeseen jne. jne."

Varmistettuaan kokeellisesti eri indikaattoreiden lujuuskertoimen, joissakin tapauksissa ottamalla eri prosesseille saatujen indikaattoreiden keskiarvon, määrittäen yksittäisten prosessien poikkeaman, M. M. Protodyakonov antoi ensimmäistä kertaa kivien kvantitatiivisen ominaisuuden perustaksi analyyttisille laskelmille. erilaisia ​​kaivosprosesseja.

M. M. Protodyakonovin suuri tieteellinen saavutus on hypoteesin muotoilu kivien paineesta, joka seurasi hänen tulkintaansa kivien luonteesta. Tuolloin tiedettiin, että työskentelyvyöhykkeellä nouseva kalliopaine ei johdu koko kivimassan pintaan kohdistuvasta paineesta, vaan vain jostakin merkityksettömästä osasta tätä massaa. Tiedetään, että irtonaisten kivien tasapaino palautuu jonkin ajan kuluttua ja katto saa holvimuodon.

Vuonna 1885 ranskalainen tiedemies Feyol, joka oli tehnyt suuren määrän kokeita malleilla selvittääkseen kysymystä kaivoksen toiminnan vaikutuksesta niitä ympäröivään kallioon, huomasi holvin tai kupolin ilmestymisen työstöjen päälle. Hänen teoksensa, jotka eivät sisältäneet matemaattista teoriaa, olivat puhtaasti empiirisiä eivätkä antaneet kvantitatiivisia tuloksia. M. M. Protodyakonov asetti itselleen tehtävän löytää ei laadullista kuvaa ilmiöistä louhinnan aikana, vaan kvantitatiivisen teorian, "laskennan kaavat, jotka ovat käteviä käyttää ja tarkkoja sikäli kuin elämä sitä vaatii".

Ymmärtääkseen kiven liikkeen lakeja työskentelyalueella hän esitti hypoteesin joukosta. "Havainnot osoittavat", hän sanoi, "että kun työstö suoritetaan huomattavan paksuisen joskus toisiinsa liittymättömän kiven alla (esimerkiksi täytön alla), koko päällä oleva massa ei romahda työstössä, ja holvi " I” on muodostettu puristetuista kappaleista. (tosin melko epävakaa), joka tukee päämuurausta niin, että vain tämän kaaren sisällä olevan osan "c" palat voivat pudota työskentelyyn ja siten painaa vuorausta. vuoraukseen kohdistuva paine on tässä tapauksessa suoraan yhtä suuri kuin kattokivien painotilavuus.

Huolimatta suurista saavutuksista kiven liikkeen lakien tutkimisessa myöhempinä vuosina ja useiden uusien hypoteesien syntymisestä tämän liikkeen laeista, kaarihypoteesi säilytti merkityksensä kapeiden toimien ja heikkojen murtuneiden kivien kannalta.

Kaarihypoteesin perusteella M. M. Protodyakonov määritti analyyttisesti kiven paineen vuoraukseen ja totesi, että "kiven parabolinen tilavuus, jonka leveys on yhtä suuri kuin työskentelyjänne ja korkeus on puolikas -jänneväli jaettuna kattokivien kitkakertoimella, painaa painollaan vuorausta."

Analyyttisellä menetelmällä määritetty paineen arvo vastasi, kuten käytäntö on osoittanut, todellista vuoraukseen kohdistuvaa painetta. Näin ollen ensimmäistä kertaa kaivostoiminnan historiassa kivipaineongelmassa siirryttiin karkean kvalitatiivisista empiirisista arvioista kvantitatiivisiin teknisiin laskelmiin, mikä mahdollisti käytännön ongelmien syvemmän ratkaisun.

Julkaistessaan vuonna 1909 M. M. Protodyakonovin artikkelin "Kivien paine kaivoksen vuorauksessa", "Mining Journalin" toimittajat toimittivat sille esipuheen, jossa oli lyhyt kuvaus kirjoittajan näkemyksistä. Toimittajat huomauttivat, että "... tähän asti, kuten tiedätte, kaivoskiinnitys on valmistettu ja valmistetaan puhtaasti empiirisin periaattein, ja useimmilla kaivostaiteen kursseilla, edes kaivosalan hakuteoksissa, ei yleensä anneta laskentakaavoja kaivoksen kiinnitys kiven paineesta riippuen, mutta osoittaa vain kiinnitystyöt, kiinnitykseen käytetyn materiaalin sekä antaa myös käytännöstä lainattua numeerista tietoa kaivoksen vuorauksen koosta, painosta ja hinnasta.

Suuri paikka M. M. Protodyakonovin teoksissa oli kaivostoiminnan ilmanvaihtokysymysten kehittäminen. Vuonna 1911 julkaistu hänen teoksensa "Ventilation of Mines", joka kävi läpi viisi painosta lyhyessä ajassa, oli merkittävä tapahtuma kaivostieteen kehityksessä. M. M. Protodyakonov pystyi myös antamaan omalaatuisen tulkintansa kaikista kaivosten ilmanvaihtoon liittyvistä ongelmista tällä suhteellisen kehittyneellä alueella. Kurssille "Kaivojen tuuletus" oli erittäin yksinkertainen esitys. Monimutkaiset matemaattiset laskelmat, toisin kuin monet muut vastaavat kurssit, puuttuivat sieltä. Mutta tämä ei millään tavalla vähentänyt kirjan tieteellistä merkitystä. Kirjan teoreettisessa osassa M. M. Protodyakonov onnistui yhdistämään syvän tieteellisen analyysin ilmanvaihtokysymyksistä yksinkertaistettujen laskelmien menetelmään. Kirjan opettava osa antaa kokonaiskuvan kaivosten ilmanvaihdossa käytetyistä laitteista ja laitteista. Tässä ovat yleiset ilmanvaihdon säännöt. Kirjan erillisessä osassa on kuvaukset koeasemista ja palopaven määritysmenetelmistä. Punainen lanka tässä M. M. Protodyakonovin työssä on ajatus, että kaivoksen hyvä ilmanvaihto ei riipu niinkään käytetyistä laitteista, vaan kaivoksen päivittäisestä ilmanvaihtoon liittyvistä asioista.

Jo vuonna 1909 M. M. Protodyakonov otti esille kysymyksiä työntekijöiden tuottavuuden määrittämisestä kivien lujuudesta riippuen. Erityisen merkittävää tutkimusta näistä aiheista tehtiin hänen johdollaan 1920-luvun alussa, mikä johti vuonna 1926 julkaistuun laajaan tutkimukseen otsikolla "Materials for the Lesson Position of Mining".

Tämä tutkimus esittelee kymmenien tuhansien kronometristen havaintojen tulokset yksittäisistä toiminnoista kivihiilen louhinnassa, kiinnitystöissä ja maanalaisissa kuljetuksissa. Kaikki tiedot on käsitelty, aikarajat eri toimenpiteille on asetettu. Graafisesti ja analyyttisesti annettuna ajan normien riippuvuus päätekijöistä. Tämän työn metodologinen merkitys oli poikkeuksellisen suuri. Useiden operaatioiden kohdalla johdetut kaavat ovat säilyttäneet arvonsa nykypäivään.

M. M. Protodyakonovin tutkimukselle ominaista piirre oli halu löytää tieteellinen ratkaisu ei abstrakteihin tarkoituksiin, vaan käytännön ongelmien ratkaisemiseksi täydellisemmältä pohjalta.

Hän käytti laajasti analyyttistä menetelmää kaivostoiminnassa ja vastusti aina abstrakteja menetelmiä, joilla ei ole käytännön arvoa. "Menetelmän tarkkuuden pitäisi vastata tietojen tarkkuutta", hän sanoi.

M. M. Protodyakonov varoitti yliarvioimasta kehittämiään menetelmiä, koska hän oli selkeästi tietoinen siitä, kuinka monimutkaisia ​​ilmiöitä syntyy mineraalien louhinnassa, ja uskoen vakaasti, että neuvostotiede luo materiaalien kertyessä ja tutkimusmenetelmien parantuessa teorioita, jotka heijastavat täydellisemmin ja syvemmin kaivostoiminnan taustalla olevat lait.

M. M. Protodyakonovin tärkeimmät teokset: Pohjois-Kaukasuksen keskiosan vuoristojoet ja eräitä niiden energian hyödyntämisen piirteitä, "Mining Journal", 1904; Joistakin yrityksistä soveltaa matematiikkaa kaivostaiteeseen, "Jekaterinoslavin teknisen saaren muistiinpanot", Kharkov, 1906; Terek-kaivosyhdistyksen hopea-lyijykaivokset, Teknisten artikkeleiden kokoelma (Gornozavodsky-luettelon täydennys), Kharkov, 1906; Lyijymalmikaupan olosuhteet ulkomailla ja niiden vertailu venäläisiin, "Jekaterinoslav Higher Mining Schoolin julkaisut", 1907, nro. 1st; Kivien paine kaivoksen vuoraukseen, "Mining Journal", 1909; Kivien paine kaivoksen vuoraukseen (väitöskirja), "Jekaterinoslavin korkeamman kaivoskoulun julkaisut", 1908, nro. 1st; Hiilenleikkurin tuottavuus, Mining Journal, 1909; Kalliolinnoitus kaivostaiteen näkökulmasta, "Ensimmäisen koko Venäjän kaivos-, koneenrakennus- ja metallurgian kongressin julkaisut", Jekaterinoslav, 1910; Kaivosten tuuletus, Jekaterinoslav, 1911; Yritykset kokeellisesti tutkia kaivoksen toimintaan kohdistuvan kiven paineen lakeja, "Mining Journal", 1912; Donetsin altaan kuvaus, osa I, no. 1st; Kaivosten uppoaminen ja poikkileikkaukset, Kharkov - Jekaterinoslav, 1914; Irrallisten ruumiiden paineesta, "Mining Journal", 1916; Donetsin altaan kuvaus, osa I, no. 2nd; Kiinnitysmiinat ja poikkileikkaukset, Kharkov - Jekaterinoslav, 1916; Lyhyt kaivostaiteen kurssi (litografia), Taškent, 1921; Materiaalit kaivostoiminnan väliaikaiseen asemaan, Käsikirjoitus kansantalouden keskusneuvostolle, Taškent, 1922; Kaivostoimintaa koskevan määräyksen laatimisesta, "Engineering Labor", 1924; Kivien paine ja kaivoksen kiinnitys, h 1; Kivien paine, Moskova, 1930.

Tietoja M. M. Protodyakonovista: Gendler E. S., professori Mihail Mikhailovich Protodyakonov, "Mining Journal", 1931, nro 4; Terpigorev A. M., Professori M. M. Protodyakonovin muistoksi, "Hiili", 1930, nro 56; "Mining Journal", 1925, nro 7;

Zworykin A.A., Mihail Mikhailovich Protodyakonov, "Mining Journal", 1946, nro 1.

	Linnoituksen tutkinto
	Erittäin vahvat rodut	Vahvimmat, tiheimmät ja viskoosiisimmat kvartsiitit ja basaltit. Poikkeuksellinen vahvuus muut rodut.
	Erittäin vahvat rodut	Erittäin kovat graniittikivet: kvartsiporfyyri, erittäin kova graniitti, piimäinen liuske, vähemmän kova kuin edellä mainitut kvartsiitit. Kovimmat hiekkakivet ja kalkkikivet.
	Vahvat rodut	Graniitti (tiheä) ja graniittikivet. Erittäin kovat hiekka- ja kalkkikivet. Kvartsimalmin suonet. Vahva konglomeraatti. Erittäin kovia rautamalmeja.
		Kalkkikivet (kovat). Tukevaa graniittia. Vahvoja hiekkakiviä. Vahvaa marmoria, dolomiittia. Pyriitit. Tavallinen hiekkakivi.
	Aika vahva rotu	Rautamalmit. Hiekkainen liuske.
		Liuskehiekkakiviä
	Keskikokoiset rodut	Kova liuske. Heikko liuske ja kalkkikivi, pehmeä konglomeraatti
		Erilaisia ​​liuskekiviä (heikko). Tiheä merimereli
	Aika pehmeitä kiviä	Pehmeä liuskekivi, erittäin pehmeä kalkkikivi, liitu, kivisuola, kipsi. Jäätynyt maa: antrasiitti. Tavallinen merimereli. Tuhoutunut hiekkakivi, sementoitunut kivi ja rusto, kivinen maaperä
		kivihiiltä
	pehmeitä kiviä	Savi (tiheä). Pehmeä kivihiili, vahva savimaa

Protodyakonov ehdotti tällaisen luokituksen ottamista perustaksi kivihiilen ja malmien louhinnan työntekijän työn arvioimiseksi ja työnormien asettamiseksi. Hän uskoi, että millä tahansa kiven tuhoamismenetelmällä ja sen louhintamenetelmällä on mahdollista arvioida kivi keskimääräisellä kaivoskertoimella. Jos jompikumpi kahdesta kivityypistä on työläämpää tuhoutuessaan esimerkiksi räjähdysenergian vaikutuksesta, niin kivi on vahvempi missä tahansa tuhoutumisprosessissaan, esimerkiksi puimurin hampaalla, tikkulla, poran pään terällä, kun poraus jne.

Tällaista asteikkoa kehittäessään M.M. Protodyakonov esitteli konseptin linnoitus vuoristorotu. Vastoin hyväksyttyä käsitystä vahvuus materiaali, joka on arvioitu jollakin sen jännitystilan tyypeistä, esimerkiksi tilapäinen puristuskestävyys, jännitys, vääntö jne., lujuusparametrin avulla voit verrata kiviä tuhoamisen monimutkaisuuden suhteen kaivostoiminnan kannalta. Hän uskoi, että tämän parametrin avulla on mahdollista arvioida kiven tuhoutumisen aikana vaikuttavien erilaisten jännitysten kokonaisuus, kuten esimerkiksi räjähdyksen aiheuttaman tuhoutumisen aikana. Protodyakonov kehitti asteikon kiven lujuuskertoimelle. Eräs menetelmä tämän kertoimen määrittämiseksi ehdotettiin kivinäytteen puristuslujuuden testaamiseksi kg/cm2, ja kertoimen arvoksi määritettiin puristuslujuuden sadasosa.

Tämä menetelmä korreloi melko hyvin M. M. Protodyakonovin ehdottaman kovuusasteikon kanssa kivihiilen eri kovuuden, keskikovuuden kiville, mutta se ei ole kovin sopiva erittäin kovien kivien kovuuskertoimen määrittämiseen tällä menetelmällä. Linnoituksen mittakaava on rajattu kertoimella 20, ts. kiviä, joiden puristuslujuus on 2000 kg/cm2, ja esimerkiksi tyhjennysbasaltille tämä parametri on 3000 kg/cm2. Neuvostoliitossa M.M. Protodkonovia käytettiin laajalti kallion tuhoutumisen monimutkaisuuden arvioinnissa ja sitä käytetään edelleen. Se on kätevä kiven lujuuden suhteelliseen arviointiin sen tuhoutumisen aikana porauksen ja räjäytystyön avulla. Menetelmällä kiven suhteellinen arviointi lujuuden, työvoimaintensiteetin perusteella sen tuhoutumisen aikana, kuten monet ovat huomauttaneet, on haittoja, ne. ei käytetä ulkomailla, mutta ilman sitä ei tule toimeen teknisessä kirjallisuudessa Neuvostoliitto ja Venäjä Kivien lujuuskerroin M.M. Protodyakonovin mukaan SI-järjestelmässä lasketaan kaavalla: fcr = 0.01uszh, missä uszh on yksiakselinen puristus vahvuus [MPa].

Poraus- sylinterimäisen kaivoksen rakentaminen työstää - kaivoa, kaivoa tai kaivoskuilua - tuhoamalla kiviä pohjassa, poraus suoritetaan pääsääntöisesti maankuoressa, harvemmin keinotekoisissa materiaaleissa (betoni, asfaltti) , jne.). Joissakin tapauksissa porausprosessi sisältää kaivojen (yleensä syvien) seinien kiinnittämisen koteloputkilla ruiskuttamalla sementtilietettä putkien ja kaivojen seinien väliseen rengasmaiseen rakoon.

Hyvin: pyöreä kaivostyöstö, porattu maan pinnalta tai maanalaisesta työskentelystä ilman ihmisen pääsyä kasvoille missään kulmassa horisonttiin nähden ja jonka halkaisija on paljon pienempi kuin sen syvyys. Kaivon poraus suoritetaan erityisillä porauslaitteilla. Tarkoituksen mukaan kaivot jaetaan: etsintä-, tuotanto-, ruiskutus-, apu-, erikois-, räjähdys-, vertailu-, parametri-, etsintä-. Reikä: keinotekoinen sylinterimäinen syvennys kiinteässä väliaineessa (kivessä), jonka halkaisija on enintään 75 mm ja syvyys enintään 5 m. Niitä luodaan ja käytetään panosten sijoittamiseen räjäytystyön aikana, ankkurin tuen asentamiseen, veden tai sementin ruiskuttamiseen ympäröivä kivimassa jne.

Porausmenetelmien luokittelu. Kiven tuhoutumisen luonteen mukaan käytetyt porausmenetelmät jaetaan: mekaanisiin - poraustyökalu vaikuttaa suoraan kallioon tuhoten sitä ja ei-mekaanisiin - tuhoaminen tapahtuu ilman suoraa kosketusta lähteen kallioon. vaikutusta siihen (lämpö, ​​räjähtävä jne.).

Mekaaniset porausmenetelmät jaetaan rotaatio- ja iskuporausmenetelmiin (sekä rotaatioiskuihin ja iskupyöritykseen). Pyöriväporauksen aikana kivi tuhoutuu pohjareikää vasten painetun työkalun pyörimisen vuoksi. Kiven lujuudesta riippuen pyörivän porauksen aikana käytetään leikkaustyyppistä kallionleikkaustyökalua; timantti poraus työkalu; ammuttu kruunuja tuhoten kiven haulla. Iskuporausmenetelmät jaetaan: iskuporaukseen tai iskuporaukseen (poraus rei'ittäjillä, mukaan lukien upotettavat, iskuköydet, tankot jne., joissa työkalua pyöritetään työkalun pohjareikään kohdistuvien iskujen välissä); iskupyörivä (uppoavat pneumaattiset ja hydrauliset vasarat sekä poraus itsenäisillä pyörivillä rei'ittäjillä jne.), joissa iskuja kohdistetaan jatkuvasti pyörivään työkaluun; rotaatioisku, jossa kallioa leikkaava poraustyökalu on suuren aksiaalisen paineen alaisena jatkuvassa kosketuksessa kallioon ja tuhoaa sen pohjareikää pitkin tapahtuvan pyörivän liikkeen ja siihen ajoittain kohdistettujen iskujen vuoksi. Pohjareikäkivien tuhoaminen suoritetaan sen koko alueella (kiinteäpohjainen poraus) tai rengasmaista tilaa pitkin hylsynpoistolla (sydänporaus). Räjähdystuotteiden poisto on jaksoittaista siipikaran avulla ja jatkuvaa ruuveilla, kierretyillä tankoilla tai syöttämällä pohjareikään kaasua, nestettä tai liuosta. Joskus poraus jaetaan poraustyökalun tyypin mukaan (ruuvi, tanko, timantti, kartio jne.); porakonetyypin mukaan (rei'itys, pneumaattinen isku, turbiini jne.), porausmenetelmän mukaan (kalteva, klusteri jne.). Porauksen tekniset välineet koostuvat pääasiassa porakoneista (porauslaitteet) ja kallionleikkaustyökaluista. Ei-mekaanisista menetelmistä lämpöporaus on yleistynyt räjähdysreikien poraamiseen kvartsia sisältäviin kiviin, ja räjähdysporauksen käyttöönotto on käynnissä.