Klasifikasi batuan berdasarkan kekuatannya yang paling umum, disusun oleh Profesor M.M. Protodyakonov. Klasifikasi ini didasarkan pada fakta bahwa ketahanan suatu batuan terhadap segala jenis kerusakan dapat dinyatakan dengan satu angka tertentu - koefisien kekuatan batuan (f), yang menunjukkan berapa kali kekuatan suatu batuan lebih besar atau lebih kecil dari kekuatan batuan, secara konvensional diambil sebagai satu kesatuan.
| Kategori ras | Tingkat kekuatan | berkembang biak | Koefisien kekuatan, f |
| SAYA | ras yang sangat kuat | Kuarsit dan basal terkuat, terpadat dan paling kental. Trah lain dengan kekuatan luar biasa | 20 |
| II | keturunan yang sangat kuat | Batuan granit yang sangat kuat. Porfiri kuarsa, granit sangat keras, serpih mengandung silika. Kurang kuat dibandingkan kuarsit di atas. Batupasir dan batugamping terkuat | 15 |
| AKU AKU AKU | ras yang kuat | Batuan granit (padat) dan granit. Batupasir dan batugamping yang sangat kuat. Urat bijih kuarsa. Konglomerat yang kuat. Bijih besi yang sangat kuat | 10 |
| AKU AKU AKU | ras yang kuat | Batu kapur (kuat). Granit lemah. Batupasir yang kuat. Marmer yang kuat. Dolomit. Pirit | 8 |
| IV | ras yang cukup kuat | Batupasir biasa. Bijih besi | 6 |
| IVa | ras yang cukup kuat | serpih berpasir. Batupasir serpih | 5 |
| V | ras sedang | Serpih tanah liat yang kuat. Batupasir dan batugamping lemah, konglomerat lunak | 4 |
| Ya | ras sedang | Berbagai macam papan tulis (tidak kuat). Napal padat | 3 |
| VI | ras yang cukup lunak | Batu tulis lunak, batu kapur sangat lunak, kapur, garam batu, gipsum. Tanah beku, antrasit. Marl biasa. Batupasir yang hancur, kerikil yang disemen, tanah berbatu | 2 |
| Melalui | ras yang cukup lunak | Tanah hancur. Serpih yang hancur, kerikil yang dipadatkan, dan batu yang dihancurkan. Batubara yang kuat. Tanah liat yang mengeras | 1,5 |
| VII | batuan lunak | Tanah liat (padat). Batubara lunak. Sedimen kuat, tanah liat | 1 |
| VIIa | batuan lunak | Tanah liat berpasir ringan, loess, kerikil | 0,8 |
| VIII | batu-batuan tanah | Tanah sayur. Gambut. Lempung ringan, pasir lembab | 0,6 |
| IX | bebatuan lepas | Pasir, scree, kerikil halus, tanah timbunan, batu bara yang ditambang | 0,5 |
| X | batu mengambang | Pasir hisap, tanah rawa, tanah cair dan tanah cair lainnya | 0,3 |
Catatan: Kekuatan batuan yang hancur pada tekanan 100 kg/cm2 diambil f=1.
Kira-kira, koefisien kekuatannya sama dengan 0,01 kekuatan ultimit batuan pada kompresi uniaksial dalam kg/cm 2 . Untuk beberapa, terutama batuan tahan lama, koefisien ini bisa mencapai 25 atau lebih.
Koefisien kekuatan batuan menurut M.M. Protodyakonov dalam sistem SI dihitung dengan menggunakan rumus:
fcr = 0,1σcom, dimana σcom adalah kuat tekan uniaksial [MPa].
Arab Bulgaria Cina Kroasia Ceko Denmark Belanda Inggris Estonia Finlandia Prancis Jerman Yunani Ibrani Hindi Hongaria Islandia Indonesia Italia Jepang Korea Latvia Lituania Malagasi Norwegia Persia Polandia Portugis Rumania Rusia Serbia Slovakia Slovenia Spanyol Swedia Thailand Turki Vietnam
definisi - SKALA PROTODIAKONOV
Skala Protodyakonov
Bahan dari Wikipedia - ensiklopedia gratis
Skala Protodyakonov- Skala koefisien kekuatan batuan Dikembangkan pada awalnya. abad ke-20 Protodyakonov M.M. Ini adalah salah satu klasifikasi ras pertama. Hal ini didasarkan pada pengukuran kompleksitas penghancurannya selama ekstraksi.
Koefisien kekuatan f pada skala prof. MM. Protodyakonov
| Kategori | Tingkat kekuatan | Keturunan | F |
| SAYA | Ras yang sangat kuat | Kuarsit dan basal terkuat, terpadat dan paling kental. Trah lain memiliki kekuatan yang luar biasa. | 20 |
| II | Ras yang sangat kuat | Batuan granit yang sangat kuat: porfiri kuarsa, granit yang sangat kuat, batu tulis mengandung silika, kurang kuat dibandingkan kuarsit di atas. Batupasir dan batugamping terkuat. | 15 |
| AKU AKU AKU | Ras yang kuat | Batuan granit (padat) dan granit. Batupasir dan batugamping yang sangat kuat. Urat bijih kuarsa. Konglomerat yang kuat. Bijih besi yang sangat kuat. | 10 |
| AKU AKU AKU | Sama | Batu kapur (kuat). Granit lemah. Batupasir yang kuat. Marmer kuat, dolomit. Pirit. Batupasir biasa. | 8 |
| IV | Trah yang cukup kuat | Bijih besi. serpih berpasir. | 6 |
| IV | Sama | Batupasir serpih | 5 |
| V | Ras sedang | Serpih tanah liat yang kuat. Serpih lepas dan batu kapur, konglomerat lunak | 4 |
| Berbagai macam papan tulis (tidak kuat). Napal padat | 3 | ||
| VI | Trah yang cukup lunak | Batu tulis lunak, batu kapur sangat lunak, kapur, garam batu, gipsum. Tanah beku: antrasit. Marl biasa. Batupasir yang hancur, kerikil dan tulang rawan yang disemen, tanah berbatu | 2 |
| Melalui | Sama | Batubara yang kuat | 1,5 |
| VII | Trah lunak | Tanah liat (padat). Batubara lunak, tanah liat sedimen kuat | 1 |
Tabel 1. Koefisien kekuatan f pada skala prof. MM. Protodyakonov Catatan. Karakteristik ras dari kategori Y11a hingga X dihilangkan.
Protodyakonov bermaksud menggunakan klasifikasi tersebut sebagai dasar untuk menilai kerja seorang pekerja di pertambangan batu bara dan bijih, dan untuk penjatahan tenaga kerja. Dia percaya bahwa dengan metode penghancuran batuan dan metode ekstraksi apa pun, adalah mungkin untuk mengevaluasi batuan dengan koefisien ekstraksi rata-rata. Jika salah satu dari kedua jenis batuan tersebut lebih sulit untuk dihancurkan, misalnya dengan energi ledakan, maka batuan tersebut akan menjadi lebih kuat dalam setiap proses penghancurannya, misalnya dengan menggunakan gigi gabungan, beliung, bilah bor. kepala selama pengeboran, dll.
Saat mengembangkan skala seperti itu, M.M. Protodyakonov memperkenalkan konsep tersebut benteng batu. Berbeda dengan konsep yang diterima kekuatan suatu material yang dinilai berdasarkan salah satu jenis keadaan tegangannya, misalnya, ketahanan sementara terhadap kompresi, tegangan, torsi, dll., parameter kekuatan memungkinkan Anda membandingkan batuan dalam hal kompleksitas penghancuran dan ekstraksi. Dia percaya bahwa dengan menggunakan parameter ini, dimungkinkan untuk mengevaluasi totalitas tekanan dari berbagai sifat yang bekerja selama penghancuran suatu batu, seperti halnya, misalnya, selama penghancuran akibat ledakan.
MM. Protodyakonov mengembangkan skala koefisien kekuatan batuan. Salah satu cara untuk menentukan koefisien ini adalah dengan menguji kuat tekan sampel batuan dalam kg/cm2, dan nilai koefisien ditentukan sebagai seperseratus kuat tekan tarik.
Metode ini berkorelasi cukup baik dengan skala kekuatan yang dikemukakan oleh M.M. Protodyakonov untuk batuan dengan berbagai kekuatan formasi batubara, batuan dengan kekuatan sedang, tetapi tidak banyak berguna ketika menentukan koefisien kekuatan batuan yang sangat kuat dengan menggunakan metode ini. Skala kekuatan dibatasi oleh faktor 20, yaitu. batuan dengan kuat tekan sementara 2000 kg/cm2, dan untuk basalt drainase misalnya parameternya adalah 3000 kg/cm2. Namun, di Uni Soviet skala kekuatan M.M. Protodkonov banyak digunakan dalam menilai kompleksitas penghancuran batuan dan masih digunakan hingga saat ini. Hal ini berguna untuk penilaian relatif terhadap kekuatan batuan ketika dihancurkan dengan menggunakan operasi pengeboran dan peledakan.
Metode penilaian relatif batuan berdasarkan kekuatan dan intensitas tenaga kerja selama penghancurannya, seperti yang dicatat oleh banyak orang, memiliki kelemahan; metode ini tidak digunakan di luar negeri, tetapi dalam literatur teknis Uni Soviet dan Rusia mereka tidak dapat melakukannya tanpanya.
Koefisien kekuatan batuan menurut M.M. Protodyakonov dalam sistem SI dihitung dengan menggunakan rumus:
Fcr = 0,1σcom
dimana σcom adalah kuat tekan uniaksial [MPa].
Tautan
- Lykhin P.A. Pengeboran terowongan dan lubang bor pada abad ke-19 dan ke-20
- M. M. Protodyakonov di situs Pohon Keluarga Seluruh Rusia
| Kategori | Tingkat kekuatan | Keturunan | F |
| SAYA | Ras yang sangat kuat | Kuarsit dan basal terkuat, terpadat dan paling kental. Trah lain memiliki kekuatan yang luar biasa. | |
| II | Ras yang sangat kuat | Batuan mirip granit yang sangat kuat: porfiri kuarsa, granit sangat kuat, serpih mengandung silika, kurang kuat dibandingkan kuarsit di atas. Batupasir dan batugamping terkuat. | |
| AKU AKU AKU | Ras yang kuat | Batuan granit (padat) dan granit. Batupasir dan batugamping yang sangat kuat. Urat bijih kuarsa. Konglomerat yang kuat. Bijih besi yang sangat kuat. | |
| AKU AKU AKU | Sama | Batu kapur (kuat). Granit lemah. Batupasir yang kuat. Marmer kuat, dolomit. Pirit. Batupasir biasa. | |
| IV | Trah yang cukup kuat | Bijih besi. serpih berpasir. | |
| IV | Sama | Batupasir serpih | |
| V | Ras sedang | Serpih tanah liat yang kuat. Serpih lepas dan batu kapur, konglomerat lunak | |
| Ya | Berbagai macam papan tulis (tidak kuat). Napal padat | ||
| VI | Trah yang cukup lunak | Batu tulis lunak, batu kapur sangat lunak, kapur, garam batu, gipsum. Tanah beku: antrasit. Marl biasa. Batupasir yang hancur, kerikil dan tulang rawan yang disemen, tanah berbatu | |
| Melalui | Sama | Batubara yang kuat | 1,5 |
| VII | Trah lunak | Tanah liat (padat). Batubara lunak, tanah liat sedimen kuat |
Tabel 1. Koefisien kekuatan f pada skala prof. MM. Protodyakonov Catatan. Karakteristik ras dari kategori Y11a hingga X dihilangkan.
Protodyakonov bermaksud menggunakan klasifikasi tersebut sebagai dasar untuk menilai kerja seorang pekerja di pertambangan batu bara dan bijih, dan untuk penjatahan tenaga kerja. Dia percaya bahwa dengan metode penghancuran batuan dan metode ekstraksi apa pun, adalah mungkin untuk mengevaluasi batuan dengan koefisien ekstraksi rata-rata. Jika salah satu dari kedua jenis batuan tersebut lebih sulit untuk dihancurkan, misalnya dengan energi ledakan, maka batuan tersebut akan menjadi lebih kuat dalam setiap proses penghancurannya, misalnya dengan menggunakan gigi gabungan, beliung, bilah bor. kepala selama pengeboran, dll.
Saat mengembangkan skala seperti itu, M.M. Protodyakonov memperkenalkan konsep tersebut benteng batu. Berbeda dengan konsep yang diterima kekuatan suatu material yang dinilai berdasarkan salah satu jenis keadaan tegangannya, misalnya, ketahanan sementara terhadap kompresi, tegangan, torsi, dll., parameter kekuatan memungkinkan Anda membandingkan batuan dalam hal kompleksitas penghancuran dan ekstraksi. Dia percaya bahwa dengan menggunakan parameter ini, dimungkinkan untuk mengevaluasi totalitas tekanan dari berbagai sifat yang bekerja selama penghancuran suatu batu, seperti halnya, misalnya, selama penghancuran akibat ledakan.
MM. Protodyakonov mengembangkan skala koefisien kekuatan batuan. Di Uni Soviet dan kemudian di Rusia, benteng berskala M.M. Protodyakonov banyak digunakan dalam menilai kompleksitas penghancuran batuan dan masih digunakan hingga saat ini. Hal ini berguna untuk penilaian relatif terhadap kekuatan batuan ketika dihancurkan dengan menggunakan operasi pengeboran dan peledakan.
Metode penilaian relatif batuan berdasarkan kekuatan dan intensitas tenaga kerja selama penghancurannya, seperti yang dicatat oleh banyak orang, memiliki kelemahan; metode ini tidak digunakan di luar negeri, tetapi dalam literatur teknis Uni Soviet dan Rusia mereka tidak dapat melakukannya tanpanya.
Koefisien kekuatan batuan menurut M.M. Protodyakonov dalam sistem SI dihitung dengan menggunakan rumus:
f cr = 0,1*σ kompres
dimana σ kompres adalah kuat tekan uniaksial [MPa].
Mikhail Mikhailovich Protodyakonov (1874-1930)
Insinyur pertambangan berbakat Mikhail Mikhailovich Protodyakonov menulis karya-karya yang meletakkan dasar bagi transfer seni pertambangan ke tingkat sains. Dia adalah salah satu orang pertama dalam ilmu pertambangan dunia yang meninggalkan karakteristik deskriptif kualitatif batuan dan mengajukan klasifikasi kekuatan batuan menggunakan koefisien kuantitatif yang mencirikan kekuatan tersebut. M. M. Protodyakonov, meninggalkan metode yang sudah ada dalam pemilihan dukungan tambang yang murni eksperimental, memberikan metode untuk menentukan ukurannya secara analitis. Dialah orang pertama yang mengembangkan teori tekanan batuan, yang membuka rantai penelitian ke arah ini baik di Rusia maupun di luar negeri.
Mikhail Mikhailovich Protodyakonov lahir pada 22 September 1874 di Orenburg. Ayahnya bertanggung jawab atas sekolah kejuruan saat itu. Pada tahun 1882, keluarga M. M. Protodyakonov pindah ke pabrik Nizhne Tagil di provinsi Perm, tempat ayahnya mulai bekerja sebagai inspektur sekolah umum, dan pada tahun 1889 - ke Zlatoust. Rupanya, di sini, di pabrik-pabrik Ural, muncul kecintaan terhadap teknologi dan pertambangan, yang menentukan seluruh jalur kreatif masa depan M. M. Protodyakonov. Dia terutama dipengaruhi oleh Pameran Pertambangan Ural di Yekaterinburg, yang diselenggarakan pada tahun 80-an abad lalu.
M. M. Protodyakonov menerima pendidikan menengahnya pertama di Yekaterinburg dan kemudian di gimnasium Ufa. Pada tahun 1893, ia memasuki departemen matematika di Fakultas Fisika dan Matematika Universitas St. Dari tahun keduanya, M. M. Protodyakonov pindah ke Institut Pertambangan St. Petersburg dan lulus pada tahun 1899. Selama tinggal di universitas, dan kemudian di institut tersebut, ia mengambil bagian dalam gerakan revolusioner kelas pekerja. Saat M. M. Protodyakonov lulus dari institut tersebut bertepatan dengan pemogokan mahasiswa pertama, dan tiga hari setelah menerima gelar tekniknya, dia ditangkap dan dibawa ke penyelidikan dalam kasus Persatuan Perjuangan untuk Pembebasan Kelas Pekerja. Setelah dibebaskan dari penangkapan pada akhir tahun 1899, M. M. Protodyakonov tetap berada di bawah pengawasan polisi selama beberapa tahun. Kemungkinan memasuki pegawai negeri atau pindah ke karya ilmiah dikecualikan baginya.
Kerja praktek M. M. Protodyakonov dimulai di tambang timah perak dari Masyarakat Pertambangan Terek, di mana ia mengawasi pengoperasian tambang dan memimpin pembangunan struktur hidrolik. Saat bekerja di bagian produksi, M. M. Protodyakonov mulai menerbitkan karya pertamanya. Pada tahun 1904, artikel “Aliran pegunungan di bagian tengah Kaukasus Utara dan beberapa ciri eksploitasi energinya” muncul di “Jurnal Pertambangan”.
Pada tahun 1904, setelah pengawasan politik dicabut, M. M. Protodyakonov memiliki kesempatan untuk beralih ke pengajaran dan karya ilmiah; ia masuk Sekolah Tinggi Pertambangan Ekaterinoslav sebagai asisten seni pertambangan untuk Prof. A.M.Terpigorev. Setahun kemudian dia melakukan perjalanan ilmiah ke luar negeri. Pada tahun 1908, M. M. Protodyakonov mempertahankan tesisnya “Tekanan batu pada dukungan tambang” di Institut Pertambangan St. Petersburg, setelah itu ia terpilih sebagai profesor luar biasa dan kemudian profesor biasa di Sekolah Tinggi Pertambangan Yekaterinoslav.
1908-1914 adalah periode karya pedagogis dan ilmiah yang hebat oleh M. M. Protodyakonov. Dia mengambil bagian dalam penciptaan karya modal multi-volume “Deskripsi Cekungan Donetsk”. Setelah mengumpulkan sejumlah besar materi di Donbass, ia menulis bagian penting untuk publikasi ini: “Penambangan poros dan potongan melintang” dan “Pengikatan poros dan potongan melintang.” Namun ketenarannya sebagai ilmuwan pertambangan terutama diciptakan oleh karyanya tentang perhitungan dukungan tambang dan tekanan batuan, yang sejak tahun 1906 terus-menerus diterbitkan dalam “Catatan Masyarakat Teknis Ekaterinoslav”, di “Berita Ekaterinoslav Sekolah Tinggi Pertambangan”, dalam “Leaflet Gornozavodsky” dan dalam “Jurnal Pertambangan”.
Pembenaran pertama untuk teknik metodologis baru diberikan dalam karya “Tentang Beberapa Upaya Menerapkan Matematika pada Seni Pertambangan.” Perkembangan lebih lanjut mereka temukan dalam disertasi tersebut di atas, yang diterbitkan dengan judul yang sama di “Jurnal Pertambangan” tahun 1909. Pada sejumlah kongres pertambangan, M. M. Protodyakonov membuat laporan: “Tentang kekuatan batuan”, “Tentang produktivitas dari seorang penambang batu bara", "Pada tekanan benda granular", "Pada lubang pengeboran". Dia berpartisipasi dalam komisi khusus untuk memeriksa tambang di cekungan Donetsk mengenai gas dan debu yang mudah terbakar.
Karya kreatif M. M. Protodyakonov terhenti pada tahun 1914 karena tuberkulosis tulang belakang dan semi-kelumpuhan kaki. Selama empat tahun dia berhenti bekerja sepenuhnya, pertama di Krimea dan kemudian di Asia Tengah.
Pada tahun 1918, setelah agak pulih, ia kembali mengajar dan melakukan kegiatan ilmiah, mengajar di Universitas Asia Tengah dan menerbitkan sejumlah karya besar tentang tekanan batuan, dukungan tambang, ventilasi, dan pengaturan pekerjaan pertambangan. Bersamaan dengan itu, M. M. Protodyakonov mengambil bagian dalam pekerjaan lembaga-lembaga pemerintah utama yang mengatur dan merencanakan industri pertambangan.
Dari tahun 1918 hingga 1923, ia mengepalai bagian tersebut dan menjadi konsultan Dewan Ekonomi Tertinggi; sejak tahun 1926 ia bekerja di Departemen Komite Geologi Asia Tengah, menjadi anggota presidium Komite Perencanaan Negara Asia Tengah dan konsultan perwalian Sredazugol. Pada tahun 1928, M. M. Protodyakonov terpilih sebagai ketua Biro Bagian Teknik dan Teknik Asia Tengah. Persatuan Penambang Uni Soviet.
Memiliki keterampilan organisasi yang hebat, M. M. Protodyakonov pada tahun 1919 menciptakan kursus untuk mandor di Tashkent dan departemen pertambangan di fakultas teknik Universitas Negeri Asia Tengah. Ilmuwan berbakat ini mencoba membantu masyarakat luas mendapatkan pendidikan; dia mengorganisir seluruh jaringan kursus untuk para penambang muda. Kursus-kursus ini dikenal luas di kalangan penambang dengan nama "kursus protodeacon". Dia adalah orang pertama yang menghargai dan mendukung penemu-penambang Zhuravlev, yang sekarang menjadi pemenang Hadiah Stalin, yang mengusulkan pengikat logam bergerak bawah tanah. Pada tahun 1925, Mikhail Mikhailovich Protodyakonov diundang sebagai profesor di Akademi Pertambangan Moskow untuk memberikan ceramah. M. M. Protodyakonov memiliki kemampuan menyajikan persoalan teoretis yang paling kompleks dalam bahasa yang sangat sederhana; Ceramahnya memikat para pendengarnya, dan di ruang kelas tempat dia membaca selalu tidak ada cukup kursi bagi mereka yang ingin mendengarkannya.
Terlepas dari karakternya yang lembut, Mikhail Mikhailovich adalah seorang guru yang sangat menuntut. Ia menuntut siswa tidak hanya pengetahuan mendalam tentang materi, tetapi juga solusi mandiri dan proaktif terhadap pertanyaan yang diajukan. Sangat menghormati gurunya, para siswa menganggap memalukan jika tidak siap menghadapi ujian dengan Mikhail Mikhailovich.
Mikhail Mikhailovich terus-menerus dibebani dengan pekerjaan yang memakan waktu 14-15 jam sehari. Bahkan ketika kakinya lumpuh, dia, sambil berbaring di tempat tidur, tidak berhenti bekerja. Namun kesehatannya semakin memburuk, dan pada tanggal 5 April 1930, pada usia 56 tahun, M. M. Protodyakonov meninggal.
Tempat sentral dalam penelitian M. M. Protodyakonov ditempati oleh masalah tekanan batuan.
Pada saat M. M. Protodyakonov mulai mempelajari masalah ini, ilmu pertambangan hanya mengetahui cara empiris murni untuk memecahkan masalah yang berkaitan dengan tekanan batuan; Jenis dan ukuran pengikat yang diperlukan serta ukuran pilar pendukung mineral dipilih secara eksperimental. M. M. Protodyakonov berupaya menciptakan metode analitis untuk menentukan nilai tekanan batuan, yang dapat menjadi dasar solusi akurat untuk masalah praktis yang kompleks.
Mengetahui bahwa pada masanya tidak mungkin untuk sepenuhnya memahami hukum tekanan batuan, M. M. Protodyakonov mengajukan proposal untuk menganggap batuan “terdiri dari potongan-potongan yang terpisah, yaitu, sebagai benda yang “tidak koheren” atau, sampai batas tertentu, bebas- mengalir.” Dia menunjukkan bahwa gagasan ini tidak bertentangan dengan kenyataan, karena batuan selalu retak sampai tingkat tertentu. Berdasarkan hal ini, M. M. Protodyakonov memperluas sifat-sifat benda tak terikat pada batuan untuk membentuk sudut diam, bergantung pada koefisien gesekan antar partikel benda tak terikat. Properti ini diketahui semua orang. Misalnya dengan menuangkan pasir ke dalam suatu tumpukan, karena rendahnya koefisien gesekan antar butiran pasir, kita akan memperoleh sudut diam yang kecil dari tumpukan tersebut. Mengambil lebih banyak zat terikat dengan koefisien gesekan yang tinggi, kita mendapatkan tumpukan dengan sudut diam yang besar. Sampai sudut istirahat tercapai, partikel-partikel benda granular bertumpuk satu di atas yang lain oleh gaya gesekan. Gaya gesekan dalam mekanika batuan ini secara konvensional dinyatakan melalui apa yang disebut sudut gesekan internal suatu batuan granular tertentu, yang pada saat kesetimbangan batas sama dengan sudut istirahat. Untuk batuan, yaitu benda-benda yang sebagian terhubung satu sama lain, selain gesekan internal antar partikel, gaya adhesi yang timbul di antara partikel-partikel tersebut juga perlu diperhitungkan, sehingga meningkatkan koefisien gesekan internal. Koefisien gesekan baru yang nyata ini, yang disebut "koefisien kekuatan" oleh Protodyakonov, adalah indikator relatif universal dari ketahanan batuan terhadap gaya mekanik eksternal. Ketahanan batuan ini diuji secara eksperimental oleh M. M. Protodyakonov dalam kaitannya dengan kemampuan ekstraksi dengan tangan, kemampuan pengeboran, daya ledak, stabilitas selama keruntuhan, besarnya tekanan pada penyangga, dll. “Kami berhak berasumsi secara kasar,” M. M. Protodyakonov menunjukkan, “bahwa jika suatu batuan lebih kuat dari batuan lain beberapa kali lipat dalam satu hal, misalnya pada saat pengeboran, maka batuan tersebut akan menjadi beberapa kali lebih kuat dalam semua hal lainnya, misalnya pada saat peledakan, dalam kaitannya dengan tekanan. pada dukungan, dll. d."
Setelah secara eksperimental memeriksa koefisien kekuatan untuk berbagai indikator, dalam beberapa kasus mengambil rata-rata indikator yang diperoleh untuk proses yang berbeda, menetapkan penyimpangan untuk proses individu, M. M. Protodyakonov untuk pertama kalinya memberikan deskripsi kuantitatif batuan sebagai dasar perhitungan analitis untuk berbagai pertambangan. proses.
Pencapaian ilmiah besar M. M. Protodyakonov adalah rumusan hipotesis tentang tekanan batuan, yang dilanjutkan dari interpretasinya tentang sifat batuan. Pada saat itu diketahui bahwa tekanan batuan yang timbul di daerah kerja merupakan akibat dari tekanan bukan seluruh ketebalan batuan terhadap permukaan, melainkan hanya sebagian kecil dari ketebalan tersebut. Diketahui bahwa keseimbangan batuan lepas, yang terganggu oleh penggalian, pulih setelah beberapa waktu, dan atapnya berbentuk kubah.
Pada tahun 1885, ilmuwan Perancis Fayol, setelah melakukan sejumlah besar percobaan pada model untuk memperjelas masalah pengaruh pekerjaan penambangan terhadap batuan di sekitarnya, memperhatikan munculnya kubah atau kubah di atas pekerjaan tersebut. Karya-karyanya yang tidak memuat teori matematika apapun, murni empiris dan tidak memberikan hasil kuantitatif apapun. M. M. Protodyakonov menetapkan sendiri tugas untuk menemukan bukan gambaran kualitatif tentang fenomena batuan selama penambangan, tetapi teori kuantitatif, “rumus perhitungan yang mudah digunakan dan akurat sejauh diperlukan oleh kehidupan.”
Untuk memahami hukum pergerakan batuan di wilayah kerja, ia mengajukan hipotesis lengkung. “Pengamatan menunjukkan,” katanya, “bahwa ketika penggalian dilakukan di bawah ketebalan yang signifikan dari batuan yang kadang-kadang tidak berhubungan (misalnya, di bawah timbunan), maka seluruh massa di atasnya dalam penggalian tidak runtuh, tetapi dari potongan-potongan yang dijepit. dengan tekanan, kubah “I” terbentuk dengan sendirinya (walaupun cukup tidak stabil), yang menopang pasangan bata utama, sehingga hanya potongan bagian “c” di dalam lengkungan ini yang dapat jatuh ke dalam penggalian, dan oleh karena itu memberikan tekanan pada penyangga. Jadi, tekanan pada tumpuan dalam hal ini akan langsung sama dengan volume berat “dalam” batuan atap.
Meskipun ada kemajuan besar dalam studi tentang hukum pergerakan batuan pada tahun-tahun berikutnya dan munculnya sejumlah hipotesis baru tentang hukum pergerakan ini, hipotesis lengkung tetap mempertahankan signifikansinya untuk pekerjaan sempit dan untuk batuan dengan retakan lemah.
Berdasarkan hipotesis lengkung, M. M. Protodyakonov secara analitis menentukan tekanan batuan pada penyangga, menetapkan bahwa “volume batuan parabola menekan dengan beratnya pada penyangga, yang lebarnya sama dengan bentang penggalian, dan tingginya sama dengan setengah bentang dibagi koefisien gesekan batuan atap.”
Nilai tekanan yang ditetapkan secara analitis sesuai, seperti yang telah ditunjukkan oleh praktik, dengan tekanan aktual pada tumpuan. Dengan demikian, untuk pertama kalinya dalam sejarah pertambangan, transisi dilakukan dari perkiraan empiris kualitatif ke perhitungan teknik kuantitatif dalam masalah tekanan batuan, yang memungkinkan penyelesaian masalah praktis secara lebih mendalam.
Setelah menerbitkan artikel oleh M. M. Protodyakonov pada tahun 1909, “Tekanan batu pada dukungan tambang,” para editor Mining Journal memberikan kata pengantar dengan deskripsi singkat tentang pandangan penulis. Redaksi mencontohkan bahwa “...sampai saat ini, seperti diketahui, pengikatan tambang telah dan sedang dilakukan atas dasar empiris murni, dan pada sebagian besar mata kuliah seni pertambangan, bahkan dalam buku referensi pertambangan, biasanya tidak ada rumus yang digunakan. diberikan untuk menghitung pengikatan tambang tergantung pada tekanan batuan, tetapi hanya menunjukkan metode pengikatan pekerjaan, bahan yang digunakan untuk pengikatan, dan juga memberikan data numerik yang dipinjam dari praktik mengenai ukuran, berat dan biaya dukungan tambang."
Tempat besar dalam karya M.M. Protodyakonov ditempati oleh perkembangan masalah ventilasi pekerjaan tambang. Penerbitan karyanya “Ventilation of Mines” pada tahun 1911, yang mencapai lima edisi dalam waktu singkat, merupakan peristiwa besar dalam perkembangan ilmu pertambangan. M. M. Protodyakonov mampu memberikan interpretasi uniknya yang khas terhadap semua masalah ventilasi tambang di kawasan yang relatif berkembang ini. Kursus “Ventilasi Tambang” dibedakan oleh presentasinya yang sangat sederhana. Perhitungan matematis yang rumit, tidak seperti sejumlah mata kuliah serupa lainnya, tidak ada di sana. Namun hal ini sama sekali tidak mengurangi signifikansi ilmiah buku tersebut. Di bagian teoretis buku ini, M.M. Protodyakonov berhasil menggabungkan analisis ilmiah mendalam tentang masalah ventilasi dengan metode perhitungan yang disederhanakan. Bagian instruksional buku ini memberikan pemahaman lengkap tentang perangkat dan perlengkapan yang digunakan dalam ventilasi tambang. Aturan ventilasi umum juga diberikan di sini. Bagian terpisah dari buku ini berisi deskripsi stasiun pengujian dan metode untuk menentukan fireamp. Benang merah dalam karya M. M. Protodyakonov ini adalah gagasan bahwa ventilasi yang baik di tempat kerja tambang tidak terlalu bergantung pada peralatan yang digunakan, melainkan pada perhatian sehari-hari terhadap masalah ventilasi di tambang.
Pada tahun 1909, M. M. Protodyakonov mengangkat masalah penentuan produktivitas pekerja tergantung pada kekuatan batuan. Penelitian yang sangat signifikan mengenai masalah ini dilakukan di bawah kepemimpinannya pada awal tahun 20-an, yang menghasilkan sebuah penelitian besar yang diterbitkan pada tahun 1926 dengan judul “Bahan untuk posisi lokasi operasi penambangan.”
Studi ini menyajikan hasil puluhan ribu pengamatan selang waktu terhadap operasi individu di pertambangan batu bara, pendukung penggalian, dan transportasi bawah tanah. Semua data telah diproses dan standar waktu telah ditetapkan untuk berbagai operasi. Ketergantungan norma waktu pada faktor utama diberikan secara grafis dan analitis. Signifikansi metodologis dari karya ini sangat luar biasa. Untuk sejumlah operasi, rumus turunan masih tetap bermakna hingga saat ini.
Ciri khas penelitian M. M. Protodyakonov adalah keinginan untuk menemukan solusi ilmiah bukan untuk tujuan abstrak, tetapi untuk memecahkan masalah praktis secara lebih sempurna.
Banyak menggunakan metode analitis dalam pertambangan, ia selalu menentang metode abstrak yang tidak memiliki signifikansi praktis. “Keakuratan metode,” katanya, “harus sesuai dengan keakuratan data.”
M. M. Protodyakonov memperingatkan agar tidak melebih-lebihkan teknik yang dikembangkannya, dengan jelas menyadari betapa kompleksnya fenomena yang muncul selama ekstraksi sumber daya mineral, dan sangat yakin bahwa ilmu pengetahuan Soviet, seiring dengan bertambahnya bahan dan peningkatan metode penelitian, akan menciptakan teori yang akan lebih lengkap dan mendalam. mencerminkan hukum yang mendasari pertambangan.
Karya utama M.M. Protodyakonov: Aliran pegunungan di bagian tengah Kaukasus Utara dan beberapa ciri eksploitasi energinya, "Mining Journal", 1904; Tentang beberapa upaya untuk menerapkan matematika pada seni pertambangan, "Catatan Pulau Teknis Ekaterinoslav", Kharkov, 1906; Tambang timah perak dari Terek Mining Society, Kumpulan artikel teknis (lampiran pada "leaflet Gornozavodsky"), Kharkov, 1906; Kondisi penambangan timah di luar negeri dan perbandingannya dengan yang di Rusia, "Berita Sekolah Tinggi Pertambangan Ekaterinoslav", 1907, no. 1; Tekanan batu pada penyangga tambang, "Mining Journal", 1909; Tekanan batu pada dukungan tambang (disertasi), "Berita Sekolah Tinggi Pertambangan Ekaterinoslav", 1908, no. 1; Pertunjukan penambang batu bara, "Mining Journal", 1909; Kekuatan batuan dari sudut pandang seni pertambangan, "Prosiding Kongres Seluruh Rusia pertama tentang Pertambangan, Teknik Mesin dan Metalurgi", Ekaterinoslav, 1910; Ventilasi tambang, Ekaterinoslav, 1911; Upaya untuk mempelajari secara eksperimental hukum tekanan batuan pada pekerjaan tambang, "Mining Journal", 1912; Deskripsi Cekungan Donetsk, jilid I, no. 1; Pengeboran poros dan potongan melintang, Kharkov - Ekaterinoslav, 1914; Tentang masalah tekanan benda granular, "Mining Journal", 1916; Deskripsi Cekungan Donetsk, jilid I, no. ke-2; Pengikat poros dan potongan melintang, Kharkov - Ekaterinoslav, 1916; Kursus singkat seni pertambangan (litografer), Tashkent, 1921; Bahan untuk posisi sasaran operasi pertambangan, Naskah TsSNH, Tashkent, 1922; Tentang masalah penyusunan jadwal operasi pertambangan, "Pekerjaan Teknik", 1924; Tekanan batuan dan dukungan tambang, bagian 1; Tekanan batu, Moskow, 1930.
Tentang M.M. Protodyakonov: Gendler E.S., Profesor Mikhail Mikhailovich Protodyakonov, "Jurnal Pertambangan", 1931, No.4; Terpigorev A.M., Untuk mengenang Profesor M.M.Protodyakonov, "Batubara", 1930, No.56; "Jurnal Pertambangan", 1925, No.7;
Zvorykin A.A., Mikhail Mikhailovich Protodyakonov, “Jurnal Pertambangan”, 1946, No.1.
|
Tingkat kekuatan |
|||
|
Ras yang sangat kuat |
Kuarsit dan basal terkuat, terpadat dan paling kental. Trah lain memiliki kekuatan yang luar biasa. |
||
|
Ras yang sangat kuat |
Batuan granit yang sangat kuat: porfiri kuarsa, granit yang sangat kuat, batu tulis mengandung silika, kurang kuat dibandingkan kuarsit di atas. Batupasir dan batugamping terkuat. |
||
|
Ras yang kuat |
Batuan granit (padat) dan granit. Batupasir dan batugamping yang sangat kuat. Urat bijih kuarsa. Konglomerat yang kuat. Bijih besi yang sangat kuat. |
||
|
Batu kapur (kuat). Granit lemah. Batupasir yang kuat. Marmer kuat, dolomit. Pirit. Batupasir biasa. |
|||
|
Trah yang cukup kuat |
Bijih besi. serpih berpasir. |
||
|
Batupasir serpih |
|||
|
Ras sedang |
Serpih tanah liat yang kuat. Serpih lepas dan batu kapur, konglomerat lunak |
||
|
Berbagai macam papan tulis (tidak kuat). Napal padat |
|||
|
Trah yang cukup lunak |
Batu tulis lunak, batu kapur sangat lunak, kapur, garam batu, gipsum. Tanah beku: antrasit. Marl biasa. Batupasir yang hancur, kerikil dan tulang rawan yang disemen, tanah berbatu |
||
|
Batubara yang kuat |
|||
|
Trah lunak |
Tanah liat (padat). Batubara lunak, tanah liat sedimen kuat |
Protodyakonov bermaksud menggunakan klasifikasi tersebut sebagai dasar untuk menilai kerja seorang pekerja di pertambangan batu bara dan bijih, dan untuk penjatahan tenaga kerja. Dia percaya bahwa dengan metode penghancuran batuan dan metode ekstraksi apa pun, adalah mungkin untuk mengevaluasi batuan dengan koefisien ekstraksi rata-rata. Jika salah satu dari kedua jenis batuan tersebut lebih sulit untuk dihancurkan, misalnya dengan energi ledakan, maka batuan tersebut akan menjadi lebih kuat dalam setiap proses penghancurannya, misalnya dengan menggunakan gigi gabungan, beliung, bilah bor. kepala selama pengeboran, dll.
Saat mengembangkan skala seperti itu, M.M. Protodyakonov memperkenalkan konsep tersebut benteng batu. Berbeda dengan konsep yang diterima kekuatan suatu material yang dinilai berdasarkan salah satu jenis keadaan tegangannya, misalnya, ketahanan sementara terhadap kompresi, tegangan, torsi, dll., parameter kekuatan memungkinkan Anda membandingkan batuan dalam hal kompleksitas penghancuran dan ekstraksi. Dia percaya bahwa dengan bantuan parameter ini dimungkinkan untuk mengevaluasi totalitas tekanan dari berbagai sifat yang bekerja selama penghancuran suatu batu, seperti halnya, misalnya, selama penghancuran akibat ledakan.M.M. Protodyakonov mengembangkan skala koefisien kekuatan batuan. Salah satu cara untuk menentukan koefisien ini adalah dengan menguji kuat tekan sampel batuan dalam kg/cm2, dan nilai koefisien ditentukan sebagai seperseratus kuat tekan tarik.
Metode ini berkorelasi cukup baik dengan skala kekuatan yang dikemukakan oleh M.M. Protodyakonov untuk batuan dengan berbagai kekuatan formasi batubara, batuan dengan kekuatan sedang, tetapi tidak banyak berguna ketika menentukan koefisien kekuatan batuan yang sangat kuat dengan menggunakan metode ini. Skala kekuatan dibatasi oleh faktor 20, yaitu. batuan dengan kuat tekan sementara 2000 kg/cm2, dan untuk basalt drainase misalnya parameternya adalah 3000 kg/cm2. Namun, di Uni Soviet skala kekuatan M.M. Protodkonov banyak digunakan dalam menilai kompleksitas penghancuran batuan dan masih digunakan hingga saat ini. Lebih mudah untuk melakukan penilaian relatif terhadap kekuatan suatu batuan selama penghancurannya dengan menggunakan pengeboran dan peledakan.Metode penilaian relatif suatu batuan berdasarkan kekuatan dan intensitas tenaga kerja selama penghancurannya, seperti yang telah dicatat oleh banyak orang, memiliki kelemahan; tidak digunakan di luar negeri, tetapi literatur teknis tidak dapat melakukannya tanpanya Uni Soviet dan Rusia Koefisien kekuatan batuan menurut M.M. Protodyakonov dalam sistem SI dihitung dengan rumus: fcr = 0,01 constr, dimana con adalah kuat tekan uniaksial [MPa].
Pengeboran- proses membangun lubang penambangan berbentuk silinder - sumur, lubang atau poros tambang - dengan menghancurkan batu di permukaannya; pengeboran biasanya dilakukan di kerak bumi, lebih jarang pada bahan buatan (beton, aspal , dll.). Dalam beberapa kasus, proses pengeboran meliputi pengikatan dinding sumur (biasanya sumur dalam) dengan pipa selubung dan pemompaan mortar semen ke dalam celah melingkar antara pipa dan dinding sumur.
Dengan baik: suatu tambang yang bekerja dengan penampang melingkar, dibor dari permukaan bumi atau dari pekerjaan bawah tanah tanpa akses manusia ke permukaan pada setiap sudut cakrawala, yang diameternya jauh lebih kecil daripada kedalamannya. Sumur dibor menggunakan peralatan pengeboran khusus. Menurut peruntukannya, sumur dibagi menjadi: eksplorasi, produksi, injeksi, bantu, khusus, peledakan, pendukung, parametrik, dan prospeksi. Lubang: depresi silinder buatan dalam media padat (batuan) dengan diameter hingga 75 mm dan kedalaman hingga 5 m, dibuat dan digunakan untuk menempatkan muatan selama operasi peledakan, untuk memasang penyangga jangkar, menyuntikkan air atau semen ke dalam massa batuan di sekitarnya, dll.
Klasifikasi metode pengeboran. Menurut sifat penghancuran batuan, metode pengeboran yang digunakan dibagi menjadi: mekanis - alat pengeboran langsung mengenai batuan, menghancurkannya, dan non-mekanis - penghancuran terjadi tanpa kontak langsung dengan batuan dari sumber tumbukan ( termal, eksplosif, dll.).
Metode pengeboran mekanis dibagi menjadi rotasi dan tumbukan (serta tumbukan putar dan tumbukan putar). Pada saat pengeboran putar, batuan hancur akibat putaran alat yang ditekan ke bawah. Tergantung pada kekuatan batuannya, alat bor pemotong batu tipe pemotongan digunakan selama pengeboran putar; alat pengeboran berlian; potongan tembakan yang menghancurkan batu menggunakan tembakan. Cara pemboran tumbukan dibedakan menjadi: pemboran tumbukan atau pemboran tumbukan putar (pengeboran dengan palu putar, termasuk bor submersible, tali perkusi, batangan, dan lain-lain, dimana perputaran pahat dilakukan pada saat antara tumbukan. alat di wajah); dampak-rotasi (dengan palu pneumatik dan hidrolik di bawah lubang, serta pengeboran dengan palu putar dengan rotasi independen, dll.), di mana pukulan diterapkan pada alat yang berputar terus-menerus; dampak rotasi, di mana alat pengeboran pemotong batu berada di bawah tekanan aksial tinggi dalam kontak konstan dengan batu dan menghancurkannya karena gerakan rotasi di sepanjang permukaan dan memberikan pukulan secara berkala padanya. Penghancuran batuan di dasar sumur dilakukan pada seluruh areanya (pengeboran dasar padat) atau sepanjang ruang annular dengan ekstraksi inti (pengeboran inti). Penghapusan produk penghancuran dapat dilakukan secara berkala dengan bantuan gayung dan terus menerus dengan auger, batang bengkok atau dengan menyuplai gas, cairan atau larutan ke permukaan. Terkadang pengeboran dibagi menurut jenis alat pengeboran (auger, rod, diamond, roller, dll); menurut jenis mesin bor (perforasi, perkusi pneumatik, turbin, dll), menurut metode pengeboran sumur (miring, cluster, dll). Peralatan pengeboran terutama terdiri dari mesin bor (drilling rig) dan alat pemotong batu. Di antara metode non-mekanis, pengeboran termal telah tersebar luas untuk mengebor lubang ledakan pada batuan yang mengandung kuarsa, dan pekerjaan sedang dilakukan untuk memperkenalkan pengeboran ledakan.
