Visizplatītākā iežu klasifikācija pēc stiprības, ko sastādījis profesors M.M. Protodjakonovs. Šī klasifikācija ir balstīta uz to, ka iežu pretestību jebkura veida destrukcijai var izteikt ar vienu konkrētu skaitli - iežu stiprības koeficientu (f), kas parāda, cik reižu konkrētā ieža stiprums ir lielāks vai mazāks par klints stiprums, ko parasti uzskata par vienību.
| Šķirnes kategorija | Spēka līmenis | Šķirnes | Stipruma koeficients, f |
| es | ārkārtīgi spēcīgas šķirnes | Spēcīgākie, blīvākie un viskozākie kvarcīti un bazalti. Citas īpaši spēcīgas šķirnes | 20 |
| II | ļoti spēcīgas šķirnes | Ļoti spēcīgi granīta ieži. Kvarca porfīrs, ļoti ciets granīts, silīcija slāneklis. Mazāk stiprs nekā iepriekš minētie kvarcīti. Spēcīgākie smilšakmeņi un kaļķakmeņi | 15 |
| III | spēcīgas šķirnes | Granīts (blīvs) un granīta ieži. Ļoti spēcīgi smilšakmeņi un kaļķakmeņi. Kvarca rūdas dzīslas. Spēcīgs konglomerāts. Ļoti spēcīgas dzelzsrūdas | 10 |
| IIIa | spēcīgas šķirnes | Kaļķakmeņi (stipri). Vājš granīts. Spēcīgi smilšakmeņi. Spēcīgs marmors. Dolomīts. Pirīti | 8 |
| IV | diezgan spēcīgas šķirnes | Parasts smilšakmens. Dzelzs rūdas | 6 |
| IVa | diezgan spēcīgas šķirnes | Smilšaini slānekļi. Slānekļa smilšakmeņi | 5 |
| V | vidējas šķirnes | Spēcīgs māla slāneklis. Vājš smilšakmens un kaļķakmens, mīksts konglomerāts | 4 |
| Va | vidējas šķirnes | Dažādi šīferi (nav spēcīgi). Blīvs merģelis | 3 |
| VI | diezgan mīkstas šķirnes | Mīksts šīferis, ļoti mīksts kaļķakmens, krīts, akmens sāls, ģipsis. Sasalusi augsne, antracīts. Parastais merģelis. Izpostīts smilšakmens, sacementēti oļi, akmeņaina augsne | 2 |
| Caur | diezgan mīkstas šķirnes | Sasmalcināta augsne. Iznīcināts slāneklis, sablīvēti oļi un šķembas. Spēcīgas ogles. Rūdīts māls | 1,5 |
| VII | mīkstie akmeņi | Māls (blīvs). Mīkstas ogles. Spēcīgi nogulumi, māla augsne | 1 |
| VIIa | mīkstie akmeņi | Viegls smilšains māls, less, grants | 0,8 |
| VIII | māla akmeņi | Dārzeņu augsne. Kūdra. Viegls smilšmāls, mitras smiltis | 0,6 |
| IX | irdeni akmeņi | Smilts, šķembas, smalka grants, iebērta augsne, iegūtas ogles | 0,5 |
| X | peldošie akmeņi | Ātrās smilts, purvaina augsne, sašķidrināts less un citas sašķidrinātas augsnes | 0,3 |
Piezīme: Iežu izturību, kas tiek iznīcināta 100 kg/cm2 spiedienā, pieņem kā f=1.
Aptuveni stiprības koeficients ir vienāds ar 0,01 no iežu galīgās stiprības vienpusējas saspiešanas apstākļos kg/cm 2 . Dažiem, īpaši izturīgiem akmeņiem, šis koeficients var sasniegt 25 vai vairāk.
Iežu stiprības koeficients saskaņā ar M.M. Protodyakonov SI sistēmā tiek aprēķināts, izmantojot formulu:
fcr = 0,1σcom, kur σcom ir vienpusēja spiedes izturība [MPa].
Arābu bulgāru ķīniešu horvātu čehu dāņu angļu igauņu somu franču vācu grieķu ebreju hindi ungāru islandiešu indonēziešu itāļu japāņu korejiešu latviešu lietuviešu malagasu norvēģu persiešu poļu portugāļu rumāņu krievu serbu slovāku slovēņu spāņu zviedru taju turku vjetnamiešu
definīcija - PROTODIAKONOV SKALA
Protodjakonova skala
Materiāls no Wikipedia - brīvās enciklopēdijas
Protodjakonova skala- iežu stiprības koeficientu skala.Izstrādāts sākumā. 20. gadsimts Protodjakonovs M.M. Tā ir viena no pirmajām šķirņu klasifikācijām. Tas ir balstīts uz to iznīcināšanas darba intensitātes mērīšanu ieguves laikā.
Stipruma koeficients f pēc prof.skalas. MM. Protodjakonovs
| Kategorija | Spēka līmenis | Šķirne | f |
| es | Īpaši spēcīgas šķirnes | Spēcīgākie, blīvākie un viskozākie kvarcīti un bazalti. Citas šķirnes ir īpaši spēcīgas. | 20 |
| II | Ļoti spēcīgas šķirnes | Ļoti spēcīgi granīta ieži: kvarca porfīrs, ļoti stiprs granīts, silīcija slāneklis, mazāk stiprs nekā iepriekš minētie kvarcīti. Spēcīgākie smilšakmeņi un kaļķakmeņi. | 15 |
| III | Spēcīgas šķirnes | Granīts (blīvs) un granīta ieži. Ļoti spēcīgi smilšakmeņi un kaļķakmeņi. Kvarca rūdas dzīslas. Spēcīgs konglomerāts. Ļoti spēcīgas dzelzsrūdas. | 10 |
| IIIa | Tas pats | Kaļķakmeņi (stipri). Vājš granīts. Spēcīgi smilšakmeņi. Spēcīgs marmors, dolomīts. Pirīti. Parasts smilšakmens. | 8 |
| IV | Diezgan spēcīgas šķirnes | Dzelzs rūdas. Smilšaini slānekļi. | 6 |
| IV | Tas pats | Slānekļa smilšakmeņi | 5 |
| V | Vidējas šķirnes | Spēcīgs māla slāneklis. Irdens slāneklis un kaļķakmens, mīksts konglomerāts | 4 |
| Dažādi šīferi (nav spēcīgi). Blīvs merģelis | 3 | ||
| VI | Diezgan mīkstas šķirnes | Mīksts šīferis, ļoti mīksts kaļķakmens, krīts, akmens sāls, ģipsis. Sasalusi augsne: antracīts. Parastais merģelis. Izpostīts smilšakmens, sacementēti oļi un skrimšļi, akmeņaina augsne | 2 |
| Caur | Tas pats | Spēcīgas ogles | 1,5 |
| VII | Mīkstās šķirnes | Māls (blīvs). Mīkstas ogles, spēcīga nogulumiežu-māla augsne | 1 |
1. tabula. Stiprības koeficients f pēc prof.skalas. MM. Protodjakonovs Piezīme. Šķirņu raksturojums no Y11a līdz X kategorijām ir izlaists.
Protodjakonovs plānoja izmantot šādu klasifikāciju kā pamatu ogļu un rūdu ieguves strādnieka darba novērtēšanai un darbaspēka normēšanai. Viņš uzskatīja, ka ar jebkuru iežu iznīcināšanas metodi un tā ieguves metodi ir iespējams novērtēt iezi pēc vidējā ieguves koeficienta. Ja vienu no diviem iežu veidiem ir daudz darbietilpīgāk iznīcināt, piemēram, ar sprādziena enerģiju, tad iezis būs stiprāks jebkurā tā iznīcināšanas procesā, piemēram, ar kombaina zobu, cirtni, urbja asmeni. galva urbšanas laikā utt.
Izstrādājot šādu mērogu, M.M. Protodjakonovs iepazīstināja ar koncepciju cietoksnis akmens. Atšķirībā no pieņemtās koncepcijas spēks materiālam, kas novērtēts pēc kāda no tā sprieguma stāvokļa veidiem, piemēram, īslaicīga izturība pret spiedi, spriedzi, vērpi utt., stiprības parametrs ļauj salīdzināt iežus iznīcināšanas un ieguves sarežģītības ziņā. Viņš uzskatīja, ka ar šī parametra palīdzību ir iespējams novērtēt dažāda rakstura spriegumu kopumu, kas darbojas iežu iznīcināšanas laikā, kā tas notiek, piemēram, iznīcinot sprādzienā.
MM. Protodjakonovs izstrādāja skalu iežu stiprības koeficientam. Viena no metodēm šī koeficienta noteikšanai bija iežu parauga spiedes stiprības pārbaude kg/cm2, un koeficienta vērtība tika noteikta kā viena simtā daļa no stiepes spiedes stiprības.
Šī metode diezgan labi korelē ar M. M. Protodjakonova piedāvāto stiprības skalu dažāda stipruma akmeņogļu veidošanās iežiem, vidējas stiprības iežiem, taču ir maz noderīga, nosakot stiprības koeficientu ļoti stipriem iežiem, izmantojot šo metodi. Stiprības skala ir ierobežota ar koeficientu 20, t.i. ieži ar pagaidu spiedes stiprību 2000 kg/cm2, un, piemēram, drenu bazaltam šis parametrs ir 3000 kg/cm2. Tomēr Padomju Savienībā spēka skala M.M. Protodkonovs tika plaši izmantots klinšu iznīcināšanas sarežģītības novērtēšanā un joprojām tiek izmantots līdz šai dienai. Tas ir ērti, lai relatīvi novērtētu iežu stiprību, kad tas tiek iznīcināts, izmantojot urbšanas un spridzināšanas darbības.
Kā daudzi atzīmēja, akmens relatīvā novērtējuma pēc stiprības un darba intensitātes iznīcināšanas laikā ir trūkumi, to neizmanto ārzemēs, bet Padomju Savienības un Krievijas tehniskajā literatūrā bez tās nevar iztikt.
Iežu stiprības koeficients saskaņā ar M.M. Protodyakonov SI sistēmā tiek aprēķināts, izmantojot formulu:
Fcr = 0,1σcom
kur σcom ir vienpusēja spiedes izturība [MPa].
Saites
- Lykhin P.A. Tuneļu un urbumu urbšana 19. un 20. gadsimtā
- M. M. Protodjakonovs Viskrievijas ciltskoka vietnē
| Kategorija | Spēka līmenis | Šķirne | f |
| es | Īpaši spēcīgas šķirnes | Spēcīgākie, blīvākie un viskozākie kvarcīti un bazalti. Citas šķirnes ir īpaši spēcīgas. | |
| II | Ļoti spēcīgas šķirnes | Ļoti spēcīgi granītam līdzīgi ieži: kvarca porfīrs, ļoti stiprs granīts, silīcija slāneklis, mazāk stiprs nekā iepriekš minētie kvarcīti. Spēcīgākie smilšakmeņi un kaļķakmeņi. | |
| III | Spēcīgas šķirnes | Granīts (blīvs) un granīta ieži. Ļoti spēcīgi smilšakmeņi un kaļķakmeņi. Kvarca rūdas dzīslas. Spēcīgs konglomerāts. Ļoti spēcīgas dzelzsrūdas. | |
| IIIa | Tas pats | Kaļķakmeņi (stipri). Vājš granīts. Spēcīgi smilšakmeņi. Spēcīgs marmors, dolomīts. Pirīti. Parasts smilšakmens. | |
| IV | Diezgan spēcīgas šķirnes | Dzelzs rūdas. Smilšaini slānekļi. | |
| IV | Tas pats | Slānekļa smilšakmeņi | |
| V | Vidējas šķirnes | Spēcīgs māla slāneklis. Irdens slāneklis un kaļķakmens, mīksts konglomerāts | |
| Va | Dažādi šīferi (nav spēcīgi). Blīvs merģelis | ||
| VI | Diezgan mīkstas šķirnes | Mīksts šīferis, ļoti mīksts kaļķakmens, krīts, akmens sāls, ģipsis. Sasalusi augsne: antracīts. Parastais merģelis. Izpostīts smilšakmens, sacementēti oļi un skrimšļi, akmeņaina augsne | |
| Caur | Tas pats | Spēcīgas ogles | 1,5 |
| VII | Mīkstās šķirnes | Māls (blīvs). Mīkstas ogles, spēcīga nogulumiežu-māla augsne |
1. tabula. Stiprības koeficients f pēc prof.skalas. MM. Protodjakonovs Piezīme. Šķirņu raksturojums no Y11a līdz X kategorijām ir izlaists.
Protodjakonovs plānoja izmantot šādu klasifikāciju kā pamatu ogļu un rūdu ieguves strādnieka darba novērtēšanai un darbaspēka normēšanai. Viņš uzskatīja, ka ar jebkuru iežu iznīcināšanas metodi un tā ieguves metodi ir iespējams novērtēt iezi pēc vidējā ieguves koeficienta. Ja vienu no diviem iežu veidiem ir daudz darbietilpīgāk iznīcināt, piemēram, ar sprādziena enerģiju, tad iezis būs stiprāks jebkurā tā iznīcināšanas procesā, piemēram, ar kombaina zobu, cirtni, urbja asmeni. galva urbšanas laikā utt.
Izstrādājot šādu mērogu, M.M. Protodjakonovs iepazīstināja ar koncepciju cietoksnis akmens. Atšķirībā no pieņemtās koncepcijas spēks materiālam, kas novērtēts pēc kāda no tā sprieguma stāvokļa veidiem, piemēram, īslaicīga izturība pret spiedi, spriedzi, vērpi utt., stiprības parametrs ļauj salīdzināt iežus iznīcināšanas un ieguves sarežģītības ziņā. Viņš uzskatīja, ka ar šī parametra palīdzību ir iespējams novērtēt dažāda rakstura spriegumu kopumu, kas darbojas iežu iznīcināšanas laikā, kā tas notiek, piemēram, iznīcinot sprādzienā.
MM. Protodjakonovs izstrādāja skalu iežu stiprības koeficientam. Padomju Savienībā un pēc tam Krievijā cietokšņa mēroga M.M. Protodjakonovs tika plaši izmantots klinšu iznīcināšanas sarežģītības novērtēšanā un tiek izmantots līdz šai dienai. Tas ir ērti, lai relatīvi novērtētu iežu stiprību, kad tas tiek iznīcināts, izmantojot urbšanas un spridzināšanas darbības.
Kā daudzi atzīmēja, akmens relatīvā novērtējuma pēc stiprības un darba intensitātes iznīcināšanas laikā ir trūkumi, to neizmanto ārzemēs, bet Padomju Savienības un Krievijas tehniskajā literatūrā bez tās nevar iztikt.
Iežu stiprības koeficients saskaņā ar M.M. Protodyakonov SI sistēmā tiek aprēķināts, izmantojot formulu:
f cr = 0,1*σ komprese
kur σ komprese ir vienpusēja spiedes izturība [MPa].
Mihails Mihailovičs Protodjakonovs (1874-1930)
Talantīgais kalnrūpniecības inženieris Mihails Mihailovičs Protodjakonovs rakstīja darbus, kas lika pamatus kalnrūpniecības mākslas nodošanai zinātnes līmenī. Viņš bija viens no pirmajiem pasaules kalnrūpniecības zinātnē, kurš atteicās no iežu aprakstošajām kvalitatīvajām īpašībām un izvirzīja iežu stiprības klasifikāciju, izmantojot kvantitatīvos koeficientus, kas raksturo šo stiprību. M. M. Protodjakonovs, atsakoties no iedibinātajām mīnu atbalsta tīri eksperimentālās atlases metodēm, deva metodi tā lieluma analītiskai noteikšanai. Viņš bija pirmais, kurš izstrādāja iežu spiediena teoriju, kas atklāja pētījumu ķēdi šajā virzienā gan Krievijā, gan ārzemēs.
Mihails Mihailovičs Protodjakonovs dzimis 1874. gada 22. septembrī Orenburgā. Viņa tēvs tajā laikā vadīja arodskolu. 1882. gadā M. M. Protodjakonova ģimene pārcēlās uz Ņižņijtagila rūpnīcu Permas guberņā, kur viņa tēvs sāka strādāt par valsts skolu inspektoru, bet 1889. gadā - uz Zlatoustu. Acīmredzot šeit, Urālu rūpnīcās, radās mīlestība pret tehnoloģijām un kalnrūpniecību, kas noteica visu M. M. Protodjakonova turpmāko radošo ceļu. Īpaši viņu ietekmēja Urālu kalnrūpniecības izstāde Jekaterinburgā, kas tika organizēta pagājušā gadsimta 80. gados.
M. M. Protodyakonovs vidējo izglītību ieguva vispirms Jekaterinburgā un pēc tam Ufas ģimnāzijās. 1893. gadā iestājās Sanktpēterburgas Universitātes Fizikas un matemātikas fakultātes matemātikas nodaļā. No otrā kursa M. M. Protodjakonovs pārcēlās uz Sanktpēterburgas Kalnrūpniecības institūtu un absolvēja 1899. gadā. Uzturoties universitātē un pēc tam institūtā, viņš piedalījās strādnieku šķiras revolucionārajā kustībā. Laiks, kad M. M. Protodjakonovs absolvēja institūtu, sakrita ar pirmajiem studentu streikiem, un trīs dienas pēc inženiera titula saņemšanas viņš tika arestēts un nodots izmeklēšanai Strādnieku šķiras atbrīvošanas cīņu savienības lietā. Pēc atbrīvošanas no aresta 1899. gada beigās M. M. Protodjakonovs vairākus gadus atradās policijas uzraudzībā. Viņam tika izslēgta iespēja stāties civildienestā vai pāriet uz zinātnisko darbu.
M. M. Protodjakonova praktiskie darbi sākās Tereka kalnrūpniecības biedrības sudraba-svina raktuvēs, kur viņš pārraudzīja raktuvju darbību un vadīja hidrotehnisko būvju būvniecību. Strādājot ražošanā, M. M. Protodyakonovs sāka publicēt savus pirmos darbus. 1904. gadā “Mining Journal” parādījās raksts “Ziemeļkaukāza centrālās daļas kalnu straumes un dažas to enerģijas izmantošanas iezīmes”.
1904. gadā pēc politiskās uzraudzības atcelšanas M. M. Protodjakonovam radās iespēja pāriet uz pedagoģisko un zinātnisko darbu; viņš iestājās Jekaterinoslavas Augstākajā kalnrūpniecības skolā par asistentu kalnrūpniecības mākslā pie prof. A. M. Terpigorevs. Gadu vēlāk viņš devās zinātniskā ceļojumā uz ārzemēm. 1908. gadā M. M. Protodjakonovs Sanktpēterburgas Kalnrūpniecības institūtā aizstāvēja disertāciju “Akmeņu spiediens uz mīnu atbalstu”, pēc tam tika ievēlēts par Jekaterinoslavas Augstākās kalnrūpniecības skolas ārkārtējo un pēc tam parasto profesoru.
1908-1914 bija M. M. Protodjakonova liela pedagoģiskā un zinātniskā darba periods. Viņš piedalījās daudzsējumu kapitāldarba “Doņeckas baseina apraksts” veidošanā. Savācis milzīgu materiālu daudzumu Donbasā, viņš šai publikācijai raksta svarīgas sadaļas: “Vārpstu un šķērsgriezumu ieguve” un “Vārpstu un šķērsgriezumu nostiprināšana”. Bet viņa kā kalnrūpniecības zinātnieka slavu galvenokārt radīja darbs pie mīnu atbalsta un iežu spiediena aprēķināšanas, kas kopš 1906. gada tiek nepārtraukti publicēts “Jekaterinoslavas Tehniskās biedrības piezīmēs”, “Jekaterinoslavas ziņās”. Augstākā kalnrūpniecības skola”, “Gornozavodska brošūrā” un “Ieguves žurnālā”.
Pirmais jaunu metodisko paņēmienu pamatojums dots darbā “Par dažiem mēģinājumiem pielietot matemātiku kalnrūpniecības mākslā”. Viņi atrada tālāku attīstību iepriekš minētajā disertācijā, kas ar tādu pašu nosaukumu tika publicēta 1909. gada žurnālā “Ieguves žurnāls”. Vairākos kongresos par kalnrūpniecību M. M. Protodjakonovs sniedza ziņojumus: “Par akmeņu izturību”, “Par produktivitāti”. par ogļraču", "Par granulu ķermeņu spiedienu", "Par urbumu urbšanu". Viņš piedalījās īpašā komisijā, lai pārbaudītu Doņeckas baseina raktuves attiecībā uz uzliesmojošu gāzi un putekļiem.
M. M. Protodjakonova radošais darbs tika pārtraukts 1914. gadā mugurkaula tuberkulozes un kāju pusparalīzes dēļ. Uz četriem gadiem viņš pilnībā pārtrauca strādāt, vispirms esot Krimā un pēc tam Vidusāzijā.
1918. gadā, nedaudz atguvies, viņš atgriezās pie pedagoģiskās un zinātniskās darbības, pasniedza Centrālāzijas universitātē un publicēja vairākus nozīmīgus darbus par iežu spiedienu, raktuvju atbalstu, ventilāciju un kalnrūpniecības darbu regulēšanu. Līdztekus tam M. M. Protodyakonovs piedalījās galveno ieguves rūpniecības pārvaldes un plānošanas valdības institūciju darbā.
No 1918. līdz 1923. gadam viņš vadīja sekciju un bija Augstākās ekonomikas padomes konsultants; no 1926. gada strādājis Ģeoloģijas komitejas Vidusāzijas departamentā, bijis Vidusāzijas valsts plānošanas komitejas prezidija loceklis un tresta Sredazugol konsultants. 1928. gadā M. M. Protodjakonovs tika ievēlēts par Inženiertehniskās daļas Centrālāzijas biroja priekšsēdētāju. PSRS Kalnraču savienība.
Ar lieliskām organizatoriskām spējām M. M. Protodjakonovs 1919. gadā Taškentā izveidoja meistaru kursus un Centrālāzijas Valsts universitātes Tehniskās fakultātes kalnrūpniecības nodaļu. Šis talantīgais zinātnieks centās palīdzēt plašām tautas masām iegūt izglītību; viņš organizēja veselu kursu tīklu jaunajiem kalnračiem. Šie kursi kalnraču vidū bija plaši pazīstami ar nosaukumu "protodiakonu kursi". Viņš bija pirmais, kurš novērtēja un atbalstīja izgudrotāju-kalnraču Žuravļevu, tagad Staļina balvas laureātu, kurš ierosināja pazemes mobilo metāla stiprinājumu. 1925. gadā Mihails Mihailovičs Protodjakonovs tika uzaicināts kā profesors uz Maskavas Kalnrūpniecības akadēmiju lasīt lekcijas. M. M. Protodjakonovam bija spēja ļoti vienkāršā valodā izklāstīt vissarežģītākos teorētiskos jautājumus; Viņa lekcijas valdzināja viņa klausītājus, un klasēs, kur viņš lasīja, vienmēr nebija pietiekami daudz vietu tiem, kas gribēja viņu klausīties.
Neskatoties uz maigo raksturu, Mihails Mihailovičs bija ārkārtīgi prasīgs skolotājs. Viņš prasīja no studenta ne tikai dziļas materiāla zināšanas, bet arī patstāvīgus, proaktīvus uzdoto jautājumu risinājumus. Dziļi cienot savu skolotāju, skolēni uzskatīja, ka ir kauns palikt nesagatavotiem eksāmeniem pie Mihaila Mihailoviča.
Mihails Mihailovičs bija pastāvīgi noslogots ar darbu, kas viņam prasīja 14-15 stundas dienā. Pat tad, kad viņa kājas kļuva paralizētas, viņš, guļot gultā, nepārstāja strādāt. Bet viņa veselība pakāpeniski pasliktinājās, un 1930. gada 5. aprīlī tikai 56 gadus vecs M. M. Protodjakonovs nomira.
Centrālo vietu M. M. Protodjakonova pētījumos ieņem iežu spiediena jautājumi.
Laikā, kad M. M. Protodjakonovs sāka pētīt šos jautājumus, kalnrūpniecības zinātne zināja tikai tīri empīrisku ar iežu spiedienu saistīto jautājumu risināšanas veidu; Eksperimentāli tika izvēlēti nepieciešamie stiprinājumu veidi un izmēri un minerāla nesošo balstu izmēri. M. M. Protodjakonovs izvirzīja mērķi izveidot analītisko metodi iežu spiediena vērtības noteikšanai, kas varētu kļūt par pamatu precīzam sarežģītu praktisku jautājumu risinājumam.
Zinot, ka viņa laikam nebija iespējams pilnībā izprast iežu spiediena likumus, M. M. Protodjakonovs izvirzīja priekšlikumu uzskatīt iežus “par atsevišķiem gabaliem sastāvošiem, tas ir, par “nesakarīgiem” ķermeņiem vai zināmā mērā brīviem. plūstošs.” Viņš norādīja, ka šī ideja nav pretrunā ar realitāti, jo akmeņi vienmēr ir vienā vai otrā pakāpē saplīsuši. Pamatojoties uz to, M. M. Protodjakonovs attiecināja uz akmeņiem nesaistīto ķermeņu īpašības, veidojot atdusas leņķi atkarībā no berzes koeficienta starp nesaistīto ķermeņu daļiņām. Šis īpašums ir labi zināms visiem. Ieberot, piemēram, smiltis kaudzē, pateicoties zemajam berzes koeficientam starp smilšu graudiem, mēs iegūsim nelielu šīs kaudzes atslodzes leņķi. Ņemot vairāk savienotu vielu ar augstu berzes koeficientu, mēs iegūstam kaudzi ar lielu atpūtas leņķi. Līdz brīdim, kad tiek sasniegts atdusas leņķis, granulētā ķermeņa daļiņas tiek turētas kaudzē vienu virs otras ar berzes spēkiem. Šos berzes spēkus iežu mehānikā nosacīti izsaka ar dotā granulētā iežu iekšējās berzes leņķi, kas robežlīdzsvara brīdī ir vienāds ar atdusas leņķi. Akmeņiem, t.i., ķermeņiem, kas ir daļēji saistīti viens ar otru, papildus iekšējai berzei starp daļiņām ir jāņem vērā arī saķeres spēki, kas rodas starp tiem, kas palielina iekšējās berzes koeficientu. Šis jaunais šķietamais berzes koeficients, ko Protodjakonovs sauc par "stipruma koeficientu", ir universāls relatīvais rādītājs iežu izturībai pret ārējiem mehāniskiem spēkiem. Šo iežu pretestību eksperimentāli pārbaudīja M. M. Protodjakonovs attiecībā uz ekstrahējamību ar roku, urbjamību, sprādzienbīstamību, stabilitāti sabrukšanas laikā, spiediena lielumu uz balstu utt. “Mums ir tiesības aptuveni pieņemt,” norāda M. M. Protodjakonovs. ka, ja kāds iezis vienā aspektā, piemēram, urbšanas laikā, ir noteiktu skaitu reižu stiprāks par otru, tad tas būs tikpat reižu stiprāks arī visos citos aspektos, piemēram, spridzināšanas laikā, attiecībā pret spiedienu par atbalstu utt. d."
Eksperimentāli pārbaudot stiprības koeficientu dažādiem rādītājiem, dažos gadījumos ņemot par dažādiem procesiem iegūto rādītāju vidējo lielumu, nosakot novirzes atsevišķiem procesiem, M. M. Protodjakonovs pirmo reizi sniedza iežu kvantitatīvu aprakstu kā pamatu analītiskajiem aprēķiniem dažādām ieguves vietām. procesi.
Lielais M. M. Protodjakonova zinātniskais sasniegums ir hipotēzes formulēšana par iežu spiedienu, kas izrietēja no viņa iežu būtības interpretācijas. Līdz tam laikam bija zināms, ka iežu spiediens, kas rodas darba zonā, ir nevis visa iežu biezuma spiediena rezultāts uz virsmu, bet tikai neliela daļa no šī biezuma. Bija zināms, ka izrakumu izjauktais irdeno iežu līdzsvars pēc kāda laika atjaunojas un jumts iegūst velvju formu.
1885. gadā franču zinātnieks Fayols, veicot lielu skaitu eksperimentu ar modeļiem, lai noskaidrotu jautājumu par ieguves darbu ietekmi uz apkārtējo klinti, pamanīja velves vai kupola parādīšanos virs darbiem. Viņa darbi, kuros nebija nekādas matemātikas teorijas, bija tīri empīriski un nesniedza nekādus kvantitatīvus rezultātus. M. M. Protodjakonovs izvirzīja sev uzdevumu atrast nevis kvalitatīvu priekšstatu par parādībām akmeņos ieguves laikā, bet gan kvantitatīvu teoriju, "aprēķinu formulas, kas ir ērti lietojamas un precīzas, ciktāl to prasa dzīve".
Lai izprastu iežu kustības likumus darba zonā, viņš izvirzīja arkas hipotēzi. "Novērojumi liecina," viņš teica, "ka tad, kad rakšana tiek veikta zem ievērojama biezuma dažkārt nesaistīta iežu (piemēram, zem aizbēruma), tad visa virsējā masa izrakumā nesabrūk, bet gan no gabaliem, kas tiek saspiesti. ar spiedienu pati par sevi veidojas velve “I” (lai gan diezgan nestabila), kas balsta galveno mūri, tā ka tikai šīs arkas iekšpusē esošās daļas “c” gabali var iekrist izrakumā un tādējādi radīt spiedienu uz balstu. Tādējādi spiediens uz balstu šajā gadījumā būs tieši vienāds ar svara tilpumu jumta akmeņos.
Neskatoties uz lielajiem sasniegumiem akmeņu kustības likumu izpētē turpmākajos gados un vairāku jaunu hipotēžu rašanos par šīs kustības likumiem, arkas hipotēze saglabāja savu nozīmi šaurās darbībās un vājiem šķeltiem iežiem.
Pamatojoties uz arkas hipotēzi, M. M. Protodjakonovs analītiski noteica klints spiedienu uz balstu, konstatējot, ka “atbalstam ar savu svaru spiežas parabolisks iežu tilpums, kura platums ir vienāds ar izrakuma laidumu, un augstums ir vienāds ar puslaidumu, kas dalīts ar jumta iežu berzes koeficientu.
Kā liecina prakse, analītiski noteiktā spiediena vērtība atbilda faktiskajam spiedienam uz balstu. Tādējādi pirmo reizi ieguves vēsturē iežu spiediena problēmā tika veikta pāreja no aptuveni kvalitatīviem empīriskiem aprēķiniem uz kvantitatīviem inženiertehniskiem aprēķiniem, kas ļāva dziļāk risināt praktiskus jautājumus.
1909. gadā publicējot M. M. Protodjakonova rakstu “Iekšņu spiediens uz raktuvju atbalstu”, žurnāla Mining Journal redaktori tam sniedza priekšvārdu ar īsu autora uzskatu aprakstu. Redaktori norādīja, ka “... līdz šim, kā zināms, mīnu stiprināšana ir veikta un tiek veikta tīri empīriski, un lielākajā daļā kalnrūpniecības mākslas kursu, pat uzziņu grāmatās par kalnrūpniecību, parasti formulas nav norādītas. dots mīnu stiprinājuma aprēķināšanai atkarībā no iežu spiediena, bet norāda tikai iedarbināšanas metodes, stiprinājumam izmantoto materiālu, kā arī sniedz no prakses aizgūtus skaitliskus datus par mīnu atbalsta izmēru, svaru un izmaksām.
Lielu vietu M. M. Protodjakonova darbos ieņēma raktuvju ventilācijas jautājumu attīstība. Viņa darba “Ventilation of Mines” publicēšana 1911. gadā, kas īsā laika periodā tika izdota piecos izdevumos, bija nozīmīgs notikums kalnrūpniecības zinātnes attīstībā. M. M. Protodjakonovs spēja sniegt sev raksturīgo unikālo interpretāciju par visiem raktuvju ventilācijas jautājumiem šajā salīdzinoši attīstītajā apgabalā. Kurss “Mīnu ventilācija” izcēlās ar ārkārtīgi vienkāršu izklāstu. Sarežģīti matemātiskie aprēķini, atšķirībā no vairākiem citiem līdzīgiem kursiem, tur nebija pieejami. Bet tas nekādā veidā nemazināja grāmatas zinātnisko nozīmi. Grāmatas teorētiskajā daļā M. M. Protodjakonovam izdevās apvienot dziļu ventilācijas jautājumu zinātnisku analīzi ar vienkāršotu aprēķinu metodi. Grāmatas mācību daļa sniedz pilnīgu izpratni par raktuvju ventilācijā izmantotajām ierīcēm un aprīkojumu. Šeit ir sniegti arī vispārīgi ventilācijas noteikumi. Atsevišķa grāmatas daļa satur testēšanas staciju aprakstus un ugunsdrošības noteikšanas metodes. Kopīgais pavediens šajā M. M. Protodjakonova darbā ir ideja, ka laba raktuvju ventilācija ir atkarīga ne tik daudz no izmantotajām iekārtām, bet gan no ikdienas uzmanības ventilācijas problēmām raktuvēs.
Jau 1909. gadā M. M. Protodjakonovs pievērsās jautājumiem par strādnieku produktivitātes noteikšanu atkarībā no iežu stiprības. Īpaši nozīmīgi pētījumi par šiem jautājumiem tika veikti viņa vadībā 20. gadu sākumā, kā rezultātā 1926. gadā tika publicēts liels pētījums ar nosaukumu “Materiāli kalnrūpniecības operāciju vietas novietojumam”.
Šajā pētījumā ir sniegti rezultāti, kas iegūti desmitiem tūkstošu noilguma novērojumu atsevišķām darbībām ogļu ieguves, rakšanas atbalsta un pazemes transporta jomā. Visi dati ir apstrādāti un ir noteikti laika standarti dažādām operācijām. Laika normu atkarība no galvenajiem faktoriem ir dota grafiski un analītiski. Šī darba metodiskā nozīme bija ārkārtīgi liela. Vairākām operācijām atvasinātās formulas ir saglabājušas savu nozīmi līdz mūsdienām.
Raksturīga M. M. Protodjakonova pētījumu iezīme bija vēlme rast zinātnisku risinājumu nevis abstraktiem mērķiem, bet gan praktisku jautājumu risināšanai uz pilnīgāka pamata.
Plaši izmantojot analītisko metodi kalnrūpniecībā, viņš vienmēr iebilda pret abstraktām metodēm, kurām nebija praktiskas nozīmes. "Metodes precizitātei," viņš teica, "jāatbilst datu precizitātei."
M. M. Protodjakonovs brīdināja nepārvērtēt viņa izstrādātos paņēmienus, skaidri apzinoties, cik sarežģītas ir parādības, kas rodas derīgo izrakteņu ieguves laikā, un stingri ticot, ka padomju zinātne, materiāliem uzkrājoties un pētniecības metodēm pilnveidojoties, radīs teorijas, kas pilnīgāk un dziļāk kas atspoguļo kalnrūpniecības pamatā esošos likumus.
M. M. Protodjakonova galvenie darbi: Ziemeļkaukāza centrālās daļas kalnu straumes un dažas to enerģijas izmantošanas iezīmes, "Mining Journal", 1904; Par dažiem mēģinājumiem pielietot matemātiku kalnrūpniecības mākslā, "Jekaterinoslavas tehniskās salas piezīmes", Harkova, 1906; Terek kalnrūpniecības biedrības sudraba-svina raktuves, Tehnisko rakstu krājums ("Gornozavodska skrejlapas" pielikums), Harkova, 1906; Svina ieguves apstākļi ārzemēs un to salīdzinājums ar krievu, "Jekaterinoslavas Augstākās kalnrūpniecības skolas ziņas", 1907, Nr. 1.; Akmens spiediens uz raktuvju atbalstu, "Mining Journal", 1909; Akmens spiediens uz raktuvju atbalstu (disertācija), "Jekaterinoslavas Augstākās kalnrūpniecības skolas ziņas", 1908, Nr. 1.; Ogļraču veikums, "Raktuvju žurnāls", 1909; Akmeņu stiprums no kalnrūpniecības mākslas viedokļa, "Pirmā Viskrievijas kongresa par kalnrūpniecību, mašīnbūvi un metalurģiju Proceedings", Jekaterinoslavs, 1910; Raktuvju ventilācija, Jekaterinoslav, 1911; Mēģinājumi eksperimentāli izpētīt iežu spiediena likumus uz raktuvju darbību, "Mining Journal", 1912; Doņeckas baseina apraksts, I sēj., Nr. 1.; Vārpstu un šķērsgriezumu urbšana, Harkova - Jekaterinoslavs, 1914; Par granulēto ķermeņu spiediena jautājumu, "Mining Journal", 1916; Doņeckas baseina apraksts, I sēj., Nr. 2.; Stiprinājuma vārpstas un šķērsgriezumi, Harkova - Jekaterinoslavs, 1916; Īss ieguves mākslas kurss (litogrāfs), Taškenta, 1921; Materiāli ieguves operāciju mērķa pozīcijai, Manuscript for the Central Scientific Economy, Taškenta, 1922; Jautājumā par kalnrūpniecības darbu grafika sastādīšanu "Inženierdarbi", 1924; Akmens spiediens un mīnu atbalsts, 1. daļa; Akmens spiediens, Maskava, 1930.
Par M. M. Protodjakonovu: Gendlers E. S., profesors Mihails Mihailovičs Protodjakonovs, "Raktuvju žurnāls", 1931, Nr. 4; Terpigorevs A.M., Profesora M.M.Protodjakonova piemiņai, "Ogles", 1930, Nr.56; "Raktuvju žurnāls", 1925, Nr.7;
Zvorikins A. A., Mihails Mihailovičs Protodjakonovs, “Ieguves žurnāls”, 1946, Nr.1.
|
Spēka līmenis |
|||
|
Īpaši spēcīgas šķirnes |
Spēcīgākie, blīvākie un viskozākie kvarcīti un bazalti. Citas šķirnes ir īpaši spēcīgas. |
||
|
Ļoti spēcīgas šķirnes |
Ļoti spēcīgi granīta ieži: kvarca porfīrs, ļoti stiprs granīts, silīcija slāneklis, mazāk stiprs nekā iepriekš minētie kvarcīti. Spēcīgākie smilšakmeņi un kaļķakmeņi. |
||
|
Spēcīgas šķirnes |
Granīts (blīvs) un granīta ieži. Ļoti spēcīgi smilšakmeņi un kaļķakmeņi. Kvarca rūdas dzīslas. Spēcīgs konglomerāts. Ļoti spēcīgas dzelzsrūdas. |
||
|
Kaļķakmeņi (stipri). Vājš granīts. Spēcīgi smilšakmeņi. Spēcīgs marmors, dolomīts. Pirīti. Parasts smilšakmens. |
|||
|
Diezgan spēcīgas šķirnes |
Dzelzs rūdas. Smilšaini slānekļi. |
||
|
Slānekļa smilšakmeņi |
|||
|
Vidējas šķirnes |
Spēcīgs māla slāneklis. Irdens slāneklis un kaļķakmens, mīksts konglomerāts |
||
|
Dažādi šīferi (nav spēcīgi). Blīvs merģelis |
|||
|
Diezgan mīkstas šķirnes |
Mīksts šīferis, ļoti mīksts kaļķakmens, krīts, akmens sāls, ģipsis. Sasalusi augsne: antracīts. Parastais merģelis. Izpostīts smilšakmens, sacementēti oļi un skrimšļi, akmeņaina augsne |
||
|
Spēcīgas ogles |
|||
|
Mīkstās šķirnes |
Māls (blīvs). Mīkstas ogles, spēcīga nogulumiežu-māla augsne |
Protodjakonovs plānoja izmantot šādu klasifikāciju kā pamatu ogļu un rūdu ieguves strādnieka darba novērtēšanai un darbaspēka normēšanai. Viņš uzskatīja, ka ar jebkuru iežu iznīcināšanas metodi un tā ieguves metodi ir iespējams novērtēt iezi pēc vidējā ieguves koeficienta. Ja vienu no diviem iežu veidiem ir daudz darbietilpīgāk iznīcināt, piemēram, ar sprādziena enerģiju, tad iezis būs stiprāks jebkurā tā iznīcināšanas procesā, piemēram, ar kombaina zobu, cirtni, urbja asmeni. galva urbšanas laikā utt.
Izstrādājot šādu mērogu, M.M. Protodjakonovs iepazīstināja ar koncepciju cietoksnis akmens. Atšķirībā no pieņemtās koncepcijas spēks materiālam, kas novērtēts pēc kāda no tā sprieguma stāvokļa veidiem, piemēram, īslaicīga izturība pret spiedi, spriedzi, vērpi utt., stiprības parametrs ļauj salīdzināt iežus iznīcināšanas un ieguves sarežģītības ziņā. Viņš uzskatīja, ka ar šī parametra palīdzību ir iespējams novērtēt dažāda rakstura spriegumu kopumu, kas iedarbojas ieža iznīcināšanas laikā, kā tas notiek, piemēram, iznīcinot sprādzienā.M.M. Protodjakonovs izstrādāja skalu iežu stiprības koeficientam. Viena no metodēm šī koeficienta noteikšanai bija iežu parauga spiedes stiprības pārbaude kg/cm2, un koeficienta vērtība tika noteikta kā viena simtā daļa no stiepes spiedes stiprības.
Šī metode diezgan labi korelē ar M. M. Protodjakonova piedāvāto stiprības skalu dažāda stipruma akmeņogļu veidošanās iežiem, vidējas stiprības iežiem, taču ir maz noderīga, nosakot stiprības koeficientu ļoti stipriem iežiem, izmantojot šo metodi. Stiprības skala ir ierobežota ar koeficientu 20, t.i. ieži ar pagaidu spiedes stiprību 2000 kg/cm2, un, piemēram, drenu bazaltam šis parametrs ir 3000 kg/cm2. Tomēr Padomju Savienībā spēka skala M.M. Protodkonovs tika plaši izmantots klinšu iznīcināšanas sarežģītības novērtēšanā un joprojām tiek izmantots līdz šai dienai. Tas ir ērts, lai relatīvi novērtētu iežu stiprību tā iznīcināšanas laikā, izmantojot urbšanu un spridzināšanu. Iežu relatīvā novērtējuma metodei pēc stiprības un darba intensitātes tā iznīcināšanas laikā ir, kā daudzi ir atzīmējuši, trūkumi, tā netiek izmantota. ārzemēs, bet bez tā nevar iztikt arī tehniskajā literatūrā Padomju Savienība un Krievija.Iežu stiprības koeficientu pēc M.M.Protodjakonova SI sistēmā aprēķina pēc formulas: fcr = 0,01 constr, kur con ir vieniālā spiedes stiprība [MPa].
Urbšana- cilindriskas raktuves atveres - akas, bedres vai raktuves šahtas - izbūves process, iznīcinot akmeņus pie sejas; urbšana parasti tiek veikta zemes garozā, retāk mākslīgos materiālos (betonā, asfaltā) utt.). Dažos gadījumos urbšanas process ietver urbumu (parasti dziļo) sienu nostiprināšanu ar apvalkcaurulēm un cementa javas sūknēšanu gredzenveida spraugā starp caurulēm un aku sienām.
Nu: apļveida šķērsgriezuma raktuves, kas urbtas no zemes virsmas vai no pazemes, kas darbojas bez cilvēka piekļuves sejai jebkurā leņķī pret horizontu un kuras diametrs ir daudz mazāks par tās dziļumu. Akas tiek urbtas, izmantojot īpašu urbšanas iekārtu. Atbilstoši mērķim urbumus iedala: izpētes, ieguves, iesūknēšanas, palīgurbuma, speciālās, spridzināšanas, atbalsta, parametru un izpētes akas. Caurums: mākslīgs cilindrisks iedobums cietā vidē (akmens) ar diametru līdz 75 mm un dziļumu līdz 5 m. Tie ir izveidoti un izmantoti lādiņu ievietošanai spridzināšanas darbu laikā, enkura balsta uzstādīšanai, ūdens vai cementa ievadīšanai apkārtējā klinšu masa utt.
Urbšanas metožu klasifikācija. Saskaņā ar iežu iznīcināšanas raksturu izmantotās urbšanas metodes tiek iedalītas: mehāniskās - urbšanas instruments tieši ietekmē iezi, iznīcinot to, un nemehāniskā - iznīcināšana notiek bez tiešas saskares ar iezi no trieciena avota uz to ( termiski, sprādzienbīstami utt.).
Mehāniskās urbšanas metodes iedala rotācijas un trieciena (kā arī rotācijas-trieciena un trieciena-rotācijas). Rotācijas urbšanas laikā iezis tiek iznīcināts instrumenta rotācijas dēļ, kas nospiests apakšā. Atkarībā no iežu stiprības rotācijas urbšanas laikā tiek izmantots griešanas tipa akmens griešanas urbšanas instruments; dimanta urbšanas instruments; šāvienu biti, kas iznīcina iezi, izmantojot šāvienu. Trieciena urbšanas metodes tiek iedalītas: triecienurbšanā vai triecienurbšanā (urbšana ar rotējošiem āmuriem, ieskaitot iegremdējamos urbjus, sitamo virvi, stieni utt., kurā instrumenta rotācija tiek veikta brīdī starp trieciena triecieniem). līdzeklis uz sejas); triecien-rotācijas (ar urbuma pneimatiskajiem un hidrauliskajiem āmuriem, kā arī urbšanu ar rotējošiem āmuriem ar neatkarīgu rotāciju utt.), kurā tiek veikti sitieni uz nepārtraukti rotējošu instrumentu; rotācijas trieciens, kurā klinšu griešanas urbšanas instruments atrodas zem augsta aksiālā spiediena, pastāvīgi saskaroties ar iezi un iznīcina to rotācijas kustības dēļ pa seju un periodiski pielikto sitienu dēļ. Akmeņu iznīcināšana urbuma dibenā tiek veikta visā tās teritorijā (urbšana ar cieto dibenu) vai pa gredzenveida telpu ar serdes ekstrakciju (urbšanas urbšana). Iznīcināšanas produktu izņemšana var būt periodiska ar piespiedēja palīdzību un nepārtraukta ar svārpstām, savītiem stieņiem vai padodot gāzi, šķidrumu vai šķīdumu sejai. Dažkārt urbšana tiek sadalīta atkarībā no urbšanas instrumenta veida (glifs, stienis, dimants, veltnis utt.); pēc urbjmašīnas veida (perforējošā, pneimatiskā perkusija, turbīna utt.), pēc urbumu urbšanas metodes (slīpi, ķekaru utt.). Urbšanas iekārtas sastāv galvenokārt no urbjmašīnām (urbšanas iekārtām) un iežu griešanas instrumentiem. Starp nemehāniskām metodēm termiskā urbšana ir kļuvusi plaši izplatīta spridzināšanas caurumu urbšanai kvarcu saturošos iežos, un notiek darbs pie spridzināšanas urbšanas ieviešanas.
