Najbežnejšia klasifikácia hornín podľa pevnosti, ktorú zostavil profesor M.M. Protodyakonov. Táto klasifikácia je založená na skutočnosti, že odolnosť horniny voči akémukoľvek druhu deštrukcie možno vyjadriť jedným konkrétnym číslom - koeficientom pevnosti horniny (f), ktorý ukazuje, koľkokrát je pevnosť danej horniny väčšia alebo menšia ako pevnosť horniny, bežne braná ako jednotka.

KLASIFIKÁCIA HORNÍN PODĽA SILY (PROTODYAKONOVOVÁ STUPNICA)

Kategória plemena	Úroveň sily	Plemená	Koeficient pevnosti, f
ja	extrémne silné plemená	Najpevnejšie, najhustejšie a najviskózne kremence a bazalty. Iné plemená výnimočnej sily	20
II	veľmi silné plemená	Veľmi silné žulové skaly. Kremenný porfýr, veľmi tvrdá žula, kremitá bridlica. Menej pevné ako vyššie uvedené kremence. Najpevnejšie pieskovce a vápence	15
III	silné plemená	Žula (hustá) a žulové skaly. Veľmi silné pieskovce a vápence. Žily kremennej rudy. Silný konglomerát. Veľmi silné železné rudy	10
IIIa	silné plemená	Vápence (silné). Slabá žula. Silné pieskovce. Silný mramor. Dolomit. Pyrity	8
IV	dosť silné plemená	Obyčajný pieskovec. Železné rudy	6
IVa	dosť silné plemená	Piesočnaté bridlice. Bridlicové pieskovce	5
V	stredné plemená	Silná ílovitá bridlica. Slabý pieskovec a vápenec, mäkký zlepenec	4
Va	stredné plemená	Rôzne bridlice (nie silné). Hustá opuka	3
VI	pomerne mäkké plemená	Mäkká bridlica, veľmi mäkký vápenec, krieda, kamenná soľ, sadra. Zamrznutá pôda, antracit. Opuka obyčajná. Zničený pieskovec, stmelené okruhliaky, kamenistá pôda	2
Cez	pomerne mäkké plemená	Drvená pôda. Zničená bridlica, zhutnené kamienky a drvený kameň. Silné uhlie. Tvrdená hlina	1,5
VII	mäkké skaly	Hlina (hustá). Mäkké uhlie. Silný sediment, hlinitá pôda	1
VIIa	mäkké skaly	Svetlá piesčitá hlina, spraš, štrk	0,8
VIII	hlinené skaly	Zeleninová pôda. Rašelina. Ľahká hlina, vlhký piesok	0,6
IX	voľné skaly	Piesok, sutina, jemný štrk, zásyp zeminy, ťažené uhlie	0,5
X	plávajúce skaly	Pohyblivý piesok, bažinatá pôda, skvapalnená spraš a iné skvapalnené pôdy	0,3

Poznámka: Pevnosť horniny, ktorá sa deštruuje pod tlakom 100 kg/cm2, sa berie ako f=1.

Koeficient pevnosti sa približne rovná 0,01 konečnej pevnosti horniny pri jednoosovom stlačení v kg/cm2. Pri niektorých, najmä odolných horninách, môže tento koeficient dosiahnuť 25 a viac.

Koeficient pevnosti horniny podľa M. M. Protodyakonova v systéme SI sa vypočíta pomocou vzorca:

fcr = 0,1σcom, kde σcom je jednoosová pevnosť v tlaku [MPa].

Arabsky Bulharsky Čínsky Chorvátsky Český Dánsky Holandský Angličtina Estónsky Fínsky Francúzsky Nemecký Gréčtina Hebrejčina Hindčina Maďarský Islandský Indonézsky Taliansky Japonec Kórejský Lotyšský Litovský Malgašský Nórsky Perzský Poľský Portugalsky Rumunský Ruský Srbský Slovenský Slovinský Španielsky Švédsky Thajský Turecký Vietnamský

definícia - PROTODIAKONOVOVÁ STUPEŇ

Protodyakonovova stupnica

Materiál z Wikipédie – voľnej encyklopédie

Protodyakonovova stupnica- stupnica koeficientu pevnosti horniny.Vyvinutá na začiatku. 20. storočie Protodyakonov M.M. Je to jedna z prvých klasifikácií plemien. Je založená na meraní náročnosti ich deštrukcie pri ťažbe.

Pevnostný koeficient f na stupnici prof. MM. Protodyakonov

Kategória	Úroveň sily	Plemeno	f
ja	Mimoriadne silné plemená	Najpevnejšie, najhustejšie a najviskózne kremence a bazalty. Ostatné plemená sú výnimočné silou.	20
II	Veľmi silné plemená	Veľmi pevné žulové horniny: kremenný porfýr, veľmi pevná žula, kremitá bridlica, menej pevné ako vyššie uvedené kremence. Najpevnejšie pieskovce a vápence.	15
III	Silné plemená	Žula (hustá) a žulové skaly. Veľmi silné pieskovce a vápence. Žily kremennej rudy. Silný konglomerát. Veľmi silné železné rudy.	10
IIIа	To isté	Vápence (silné). Slabá žula. Silné pieskovce. Silný mramor, dolomit. Pyrity. Obyčajný pieskovec.	8
IV	Dosť silné plemená	Železné rudy. Piesočnaté bridlice.	6
IV	To isté	Bridlicové pieskovce	5
V	Stredné plemená	Silná ílovitá bridlica. Voľná ​​bridlica a vápenec, mäkký zlepenec	4
		Rôzne bridlice (nie silné). Hustá opuka	3
VI	Pomerne mäkké plemená	Mäkká bridlica, veľmi mäkký vápenec, krieda, kamenná soľ, sadra. Zamrznutá pôda: antracit. Opuka obyčajná. Zničený pieskovec, stmelené kamienky a chrupavky, skalnatá pôda	2
Cez	To isté	Silné uhlie	1,5
VII	Mäkké plemená	Hlina (hustá). Mäkké uhlie, silná sedimentovo-hlinitá pôda	1

Tabuľka 1. Koeficient pevnosti f na stupnici prof. MM. Protodyakonov Poznámka. Charakteristiky plemien z kategórie Y11a až X sú vynechané.

Protodyakonov mal v úmysle použiť takúto klasifikáciu ako základ pre hodnotenie práce pracovníka pri ťažbe uhlia a rúd a pre prídelovú prácu. Veril, že pri akomkoľvek spôsobe deštrukcie horniny a spôsobe jej ťažby je možné ohodnotiť horninu priemerným koeficientom ťažby. Ak je jeden z týchto dvoch typov hornín náročnejší na prácu, aby sa zničil, napríklad energiou výbuchu, potom bude hornina silnejšia počas akéhokoľvek procesu jej ničenia, napríklad kombinovacím zubom, hrotom, čepeľou vrtáka. hlavu pri vŕtaní a pod.

Pri vývoji takejto stupnice M.M. Protodyakonov predstavil koncept pevnosť skala. Na rozdiel od prijatej koncepcie silu materiálu hodnoteného jedným z typov jeho napätosti, napríklad dočasnou odolnosťou proti tlaku, ťahu, krúteniu atď., parameter pevnosti umožňuje porovnávať horniny z hľadiska zložitosti deštrukcie a ťažby. Veril, že pomocou tohto parametra je možné vyhodnotiť súhrn napätí rôzneho charakteru pôsobiacich pri deštrukcii horniny, ako je to napríklad pri deštrukcii výbuchom.

MM. Protodyakonov vyvinul stupnicu pre koeficient pevnosti horniny. Jednou z metód stanovenia tohto koeficientu bolo testovanie vzorky horniny na pevnosť v tlaku v kg/cm2 a hodnota koeficientu bola stanovená ako jedna stotina pevnosti v ťahu.

Táto metóda celkom dobre koreluje so stupnicou pevnosti navrhnutou M. M. Protodyakonovom pre horniny rôznej sily uhoľnej formácie, horniny strednej pevnosti, ale je málo použiteľná pri určovaní koeficientu pevnosti veľmi silných hornín pomocou tejto metódy. Stupnica pevnosti je obmedzená faktorom 20, t.j. horniny s dočasnou pevnosťou v tlaku 2000 kg/cm2 a napríklad pre drenážny čadič je tento parameter 3000 kg/cm2. V Sovietskom zväze však škála sily M.M. Protodkonov bol široko používaný pri hodnotení zložitosti deštrukcie hornín a používa sa dodnes. Je vhodný na relatívne posúdenie pevnosti horniny, keď je zničená pomocou vŕtania a trhacích prác.

Metóda relatívneho hodnotenia horniny podľa sily a náročnosti práce počas jej ničenia, ako mnohí poznamenali, má nevýhody, v zahraničí sa nepoužíva, ale v technickej literatúre Sovietskeho zväzu a Ruska sa bez nej nezaobídu.

Koeficient pevnosti horniny podľa M. M. Protodyakonova v systéme SI sa vypočíta pomocou vzorca:

Fcr = 0,1σcom

kde σcom je jednoosová pevnosť v tlaku [MPa].

Odkazy

• Lykhin P.A. Razenie tunelov a vrtov v 19. a 20. storočí

• M. M. Protodyakonov na webovej stránke All-Russian Family Tree

Kategória	Úroveň sily	Plemeno	f
ja	Mimoriadne silné plemená	Najpevnejšie, najhustejšie a najviskózne kremence a bazalty. Ostatné plemená sú výnimočné silou.
II	Veľmi silné plemená	Veľmi silné žulové horniny: kremenný porfýr, veľmi pevná žula, kremitá bridlica, menej pevná ako vyššie uvedené kremence. Najpevnejšie pieskovce a vápence.
III	Silné plemená	Žula (hustá) a žulové skaly. Veľmi silné pieskovce a vápence. Žily kremennej rudy. Silný konglomerát. Veľmi silné železné rudy.
IIIа	To isté	Vápence (silné). Slabá žula. Silné pieskovce. Silný mramor, dolomit. Pyrity. Obyčajný pieskovec.
IV	Dosť silné plemená	Železné rudy. Piesočnaté bridlice.
IV	To isté	Bridlicové pieskovce
V	Stredné plemená	Silná ílovitá bridlica. Voľná ​​bridlica a vápenec, mäkký zlepenec
Va		Rôzne bridlice (nie silné). Hustá opuka
VI	Pomerne mäkké plemená	Mäkká bridlica, veľmi mäkký vápenec, krieda, kamenná soľ, sadra. Zamrznutá pôda: antracit. Opuka obyčajná. Zničený pieskovec, stmelené kamienky a chrupavky, skalnatá pôda
Cez	To isté	Silné uhlie	1,5
VII	Mäkké plemená	Hlina (hustá). Mäkké uhlie, silná sedimentovo-hlinitá pôda

Tabuľka 1. Koeficient pevnosti f na stupnici prof. MM. Protodyakonov Poznámka. Charakteristiky plemien z kategórie Y11a až X sú vynechané.

Protodyakonov mal v úmysle použiť takúto klasifikáciu ako základ pre hodnotenie práce pracovníka pri ťažbe uhlia a rúd a pre prídelovú prácu. Veril, že pri akomkoľvek spôsobe deštrukcie horniny a spôsobe jej ťažby je možné ohodnotiť horninu priemerným koeficientom ťažby. Ak je jeden z týchto dvoch typov hornín náročnejší na prácu, aby sa zničil, napríklad energiou výbuchu, potom bude hornina silnejšia počas akéhokoľvek procesu jej ničenia, napríklad kombinovacím zubom, hrotom, čepeľou vrtáka. hlavu pri vŕtaní a pod.

Pri vývoji takejto stupnice M.M. Protodyakonov predstavil koncept pevnosť skala. Na rozdiel od prijatej koncepcie silu materiálu hodnoteného jedným z typov jeho napätosti, napríklad dočasnou odolnosťou proti tlaku, ťahu, krúteniu atď., parameter pevnosti umožňuje porovnávať horniny z hľadiska zložitosti deštrukcie a ťažby. Veril, že pomocou tohto parametra je možné vyhodnotiť súhrn napätí rôzneho charakteru pôsobiacich pri deštrukcii horniny, ako je to napríklad pri deštrukcii výbuchom.

MM. Protodyakonov vyvinul stupnicu pre koeficient pevnosti horniny. V Sovietskom zväze a potom v Rusku bola pevnostná stupnica M.M. Protodyakonov bol široko používaný pri hodnotení zložitosti deštrukcie hornín a používa sa dodnes. Je vhodný na relatívne posúdenie pevnosti horniny, keď je zničená pomocou vŕtania a trhacích prác.

Metóda relatívneho hodnotenia horniny podľa sily a náročnosti práce počas jej ničenia, ako mnohí poznamenali, má nevýhody, v zahraničí sa nepoužíva, ale v technickej literatúre Sovietskeho zväzu a Ruska sa bez nej nezaobídu.

Koeficient pevnosti horniny podľa M. M. Protodyakonova v systéme SI sa vypočíta pomocou vzorca:

f cr = 0,1*σ kompresia

kde σ Compress je jednoosová pevnosť v tlaku [MPa].

Michail Michajlovič Protodyakonov (1874-1930)

Talentovaný banský inžinier Michail Michajlovič Protodyakonov napísal diela, ktoré položili základy presunu baníckeho umenia na úroveň vedy. Bol jedným z prvých vo svetovej banskej vede, ktorý opustil popisné kvalitatívne charakteristiky hornín a predložil klasifikáciu pevnosti hornín pomocou kvantitatívnych koeficientov charakterizujúcich túto pevnosť. M. M. Protodyakonov, ktorý opustil zavedené metódy čisto experimentálneho výberu mínovej podpory, dal metódu na analytické určenie jej veľkosti. Ako prvý rozvinul teóriu horninového tlaku, ktorá otvorila reťazec výskumu v tomto smere v Rusku aj v zahraničí.

Michail Michajlovič Protodyakonov sa narodil 22. septembra 1874 v Orenburgu. Jeho otec mal v tom čase na starosti odborné učilište. V roku 1882 sa rodina M. M. Protodyakonova presťahovala do závodu Nizhne Tagil v provincii Perm, kde jeho otec začal pracovať ako inšpektor verejných škôl av roku 1889 - do Zlatoustu. Zdá sa, že tu, v továrňach Ural, vznikla láska k technike a ťažbe, ktorá určila celú budúcu tvorivú cestu M. M. Protodyakonova. Ovplyvnila ho najmä Uralská banská výstava v Jekaterinburgu, organizovaná v 80. rokoch minulého storočia.

M. M. Protodyakonov získal stredoškolské vzdelanie najskôr v Jekaterinburgu a potom na gymnáziách v Ufe. V roku 1893 nastúpil na matematické oddelenie Fakulty fyziky a matematiky Petrohradskej univerzity. Od druhého ročníka prešiel M. M. Protodyakonov do Petrohradského banského inštitútu a promoval v roku 1899. Počas pobytu na univerzite a potom v inštitúte sa zúčastnil na revolučnom hnutí robotníckej triedy. Čas, keď M. M. Protodyakonov absolvoval inštitút, sa zhodoval s prvými štrajkmi študentov a tri dni po získaní inžinierskeho titulu bol zatknutý a predvedený na vyšetrovanie v prípade Zväzu boja za oslobodenie robotníckej triedy. Po prepustení zo zatknutia koncom roku 1899 zostal M. M. Protodyakonov niekoľko rokov pod policajným dohľadom. Možnosť vstupu do štátnej služby alebo prechodu k vedeckej práci bola pre neho vylúčená.

Praktická práca M. M. Protodyakonova sa začala v striebornoolovnatých baniach Terekskej banskej spoločnosti, kde dohliadal na prevádzku baní a viedol výstavbu hydraulických stavieb. Počas práce vo výrobe začal M. M. Protodyakonov publikovať svoje prvé diela. V roku 1904 sa v časopise Mining Journal objavil článok „Horské toky strednej časti severného Kaukazu a niektoré vlastnosti využívania ich energie“.

V roku 1904 po odstránení politického dozoru mal M. M. Protodyakonov možnosť prejsť k pedagogickej a vedeckej práci; nastúpil na Jekaterinoslavskú vyššiu banícku školu ako asistent baníckeho umenia k prof. A. M. Terpigorev. O rok neskôr odišiel na vedeckú cestu do zahraničia. V roku 1908 M. M. Protodyakonov obhájil dizertačnú prácu „Skalný tlak na podporu mín“ na Petrohradskom banskom inštitúte, po čom bol zvolený za mimoriadneho a potom za riadneho profesora Jekaterinoslavskej vyššej banskej školy.

1908-1914 boli obdobím veľkej pedagogickej a vedeckej práce M. M. Protoďakonova. Podieľal sa na vytvorení viaczväzkového kapitálového diela „Popis Doneckej panvy“. Po zhromaždení obrovského množstva materiálu na Donbase píše dôležité časti pre túto publikáciu: „Ťažba hriadeľov a priečnych rezov“ a „Upevnenie hriadeľov a priečnych rezov“. Jeho slávu ako banského vedca však vytvorili predovšetkým práce o výpočte podopretia baní a horninového tlaku, ktoré od roku 1906 nepretržite vychádzali v „Zápiskoch Jekaterinoslavskej technickej spoločnosti“, v „Novinách Jekaterinoslava“. Vyššia banícka škola“, v „Gornozavodskom letáku“ a v „Baníckom časopise“.

Prvé zdôvodnenie nových metodologických techník je uvedené v práci „O niektorých pokusoch o aplikáciu matematiky v baníckom umení“. Ďalší vývoj našli v spomínanej dizertačnej práci, uverejnenej pod rovnakým názvom v „Banskom časopise“ za rok 1909. Na viacerých kongresoch o baníctve M. M. Protodyakonov predniesol správy: „O pevnosti hornín“, „O produktivite baníka v uhlí“, „O tlaku zrnitých telies“, „O vŕtaní otvorov“. Zúčastnil sa v špeciálnej komisii na kontrolu baní v Doneckej panve ohľadom horľavých plynov a prachu.

Tvorivá práca M. M. Protodyakonova bola prerušená v roku 1914 pre tuberkulózu chrbtice a poloparalýzu nôh. Na štyri roky prestal pracovať úplne, najskôr bol na Kryme a potom v Strednej Ázii.

V roku 1918, keď sa trochu zotavil, vrátil sa k učiteľskej a vedeckej činnosti, vyučoval na Stredoázijskej univerzite a publikoval množstvo významných prác o tlaku hornín, podpore baní, vetraní a regulácii banskej práce. Spolu s tým sa M. M. Protodyakonov podieľal na práci hlavných riadiacich a plánovacích vládnych inštitúcií ťažobného priemyslu.

V rokoch 1918 až 1923 viedol sekciu a bol poradcom Najvyššej hospodárskej rady; od roku 1926 pracoval v Stredoázijskom oddelení Geologického výboru, bol členom prezídia Stredoázijského štátneho plánovacieho výboru a konzultantom trustu Sredazugol. V roku 1928 bol M. M. Protodyakonov zvolený za predsedu Stredoázijského úradu inžiniersko-technickej sekcie. Zväz baníkov ZSSR.

M. M. Protodyakonov, ktorý mal skvelé organizačné schopnosti, v roku 1919 vytvoril kurzy pre majstrov v Taškente a banícke oddelenie technickej fakulty Stredoázijskej štátnej univerzity. Tento talentovaný vedec sa snažil pomôcť širokým ľudovým masám získať vzdelanie; organizoval celú sieť kurzov pre mladých baníkov. Tieto kurzy boli medzi baníkmi všeobecne známe pod názvom „kurzy protodiakonov“. Bol prvým, kto ocenil a podporil vynálezcu-baníka Žuravleva, teraz laureáta Stalinovej ceny, ktorý navrhol podzemné mobilné kovové upevnenie. V roku 1925 bol Michail Michajlovič Protodyakonov pozvaný ako profesor na Moskovskú banskú akadémiu, aby prednášal. M. M. Protodyakonov mal schopnosť prezentovať najzložitejšie teoretické problémy veľmi jednoduchým jazykom; Jeho prednášky zaujali poslucháčov a v triedach, kde čítal, nebolo vždy dosť miest na sedenie pre tých, ktorí ho chceli počúvať.

Napriek svojej nežnej povahe bol Michail Michajlovič mimoriadne náročným učiteľom. Od študenta vyžadoval nielen hlbokú znalosť látky, ale aj samostatné, proaktívne riešenia nastolených otázok. Študenti, ktorí hlboko rešpektovali svojho učiteľa, považovali za hanbu ísť nepripravení na skúšky s Michailom Michajlovičom.

Michail Michajlovič bol neustále zaťažený prácou, ktorá mu zabrala 14-15 hodín denne. Aj keď mu ochrnuli nohy, ležiac ​​v posteli neprestal pracovať. Jeho zdravotný stav sa však postupne zhoršoval a 5. apríla 1930, iba 56-ročný, M. M. Protodyakonov zomrel.

Centrálne miesto vo výskume M. M. Protodyakonova zaujíma problematika horninového tlaku.

V čase, keď M. M. Protodyakonov začal študovať tieto otázky, poznala banská veda len čisto empirický spôsob riešenia otázok súvisiacich s tlakom hornín; Experimentálne boli vybrané potrebné typy a veľkosti upevnenia a veľkosť nosných pilierov minerálu. M. M. Protodyakonov si dal za cieľ vytvoriť analytickú metódu na určenie hodnoty tlaku horniny, ktorá by sa mohla stať základom pre presné riešenie zložitých praktických problémov.

M. M. Protodyakonov s vedomím, že v jeho dobe nebolo možné úplne pochopiť zákony horninového tlaku, predložil návrh, aby sa horniny považovali „za pozostávajúce z oddelených častí, to znamená za „nesúdržné“ telesá alebo do určitej miery za voľné. tečúcou.“ Poukázal na to, že táto myšlienka nie je v rozpore s realitou, pretože horniny sú vždy do tej či onej miery rozbité. Na základe toho M. M. Protodyakonov rozšíril na horniny vlastnosti neviazaných telies tak, aby vytvorili sypný uhol v závislosti od koeficientu trenia medzi časticami neviazaných telies. Táto nehnuteľnosť je každému dobre známa. Nasypaním napríklad piesku do kopy získame vďaka nízkemu koeficientu trenia medzi zrnkami piesku malý uhol sypania tejto kopy. Ak vezmeme viac spojených látok s vysokým koeficientom trenia, dostaneme hromadu s veľkým uhlom odpočinku. Kým sa nedosiahne sypný uhol, častice zrnitého telesa sú držané v hromade jedna na druhej trecími silami. Tieto trecie sily v mechanike hornín sú konvenčne vyjadrené prostredníctvom takzvaného uhla vnútorného trenia danej zrnitej horniny, ktorý sa v momente medznej rovnováhy rovná sypnému uhlu. Pri horninách, teda telesách, ktoré sú čiastočne prepojené, je potrebné okrem vnútorného trenia medzi časticami počítať aj s adhéznymi silami, ktoré medzi nimi vznikajú a ktoré zvyšujú koeficient vnútorného trenia. Tento nový – zdanlivý – koeficient trenia, Protodyakonov nazývaný „koeficient pevnosti“, je univerzálnym relatívnym ukazovateľom odolnosti hornín voči vonkajším mechanickým silám. Túto odolnosť hornín experimentálne testoval M. M. Protodyakonov vo vzťahu k ťažiteľnosti rukou, vŕtateľnosti, výbušnosti, stabilite pri zrútení, veľkosti tlaku na podperu atď. „Máme právo približne predpokladať,“ upozorňuje M. M. Protodyakonov, „že ak je niektorá hornina v určitom počtekrát silnejšia ako iná v jednom ohľade, napríklad počas vŕtania, potom bude rovnako silnejšia v každom inom ohľade, napríklad počas odstrelu, vo vzťahu k tlaku. o podpore atď. d."

Po experimentálnej kontrole koeficientu pevnosti pre rôzne ukazovatele, v niektorých prípadoch s priemerom ukazovateľov získaných pre rôzne procesy, pričom sa stanovili odchýlky pre jednotlivé procesy, M. M. Protodyakonov po prvýkrát poskytol kvantitatívny popis hornín ako základ pre analytické výpočty pre rôzne ťažby. procesy.

Veľkým vedeckým úspechom M. M. Protodyakonova je formulácia hypotézy o tlaku hornín, ktorá vyplynula z jeho výkladu povahy hornín. V tom čase už bolo známe, že horninový tlak vznikajúci v pracovnom priestore je výsledkom tlaku nie celej hrúbky horniny na povrch, ale len nejakej nevýznamnej časti tejto hrúbky. Bolo známe, že rovnováha uvoľnených skál, narušená výkopmi, sa po určitom čase obnoví a strecha získa klenutý tvar.

V roku 1885 francúzsky vedec Fayol, ktorý vykonal veľké množstvo experimentov na modeloch, aby objasnil otázku vplyvu banských diel na okolitú horninu, si všimol vzhľad klenby alebo kupoly nad dielami. Jeho práce, ktoré neobsahovali žiadnu matematickú teóriu, boli čisto empirické a nepriniesli žiadne kvantitatívne výsledky. M. M. Protodyakonov si dal za úlohu nájsť nie kvalitatívny obraz javov v horninách počas ťažby, ale kvantitatívnu teóriu, „výpočtové vzorce, ktoré sú vhodné na použitie a presné, pokiaľ si to život vyžaduje“.

Aby pochopil zákonitosti pohybu hornín v pracovnej oblasti, predložil hypotézu oblúka. „Pozorovania ukazujú,“ povedal, „že keď sa hĺbenie vykonáva pod značnou hrúbkou niekedy nesúvisiacej horniny (napríklad pod zásypom), potom sa celá nadložná hmota vo výkope nezrúti, ale z upnutých kusov. tlakom sa sama vytvorí klenba „I“ (hoci dosť nestabilná), ktorá podopiera hlavné murivo, takže do výkopu môžu spadnúť iba kusy dielu „c“ vo vnútri tohto oblúka a tým vyvíjať tlak na podperu. Tlak na podperu bude teda v tomto prípade priamo rovný hmotnosti objemu "v" horninách strechy.

Napriek veľkým úspechom v štúdiu zákonitostí pohybu hornín v nasledujúcich rokoch a vzniku množstva nových hypotéz o zákonitostiach tohto pohybu si hypotéza oblúka zachovala svoj význam pre úzke diela a pre slabé puklinové horniny.

Na základe oblúkovej hypotézy M. M. Protodyakonov analyticky určil tlak horniny na podperu a zistil, že „parabolický objem horniny tlačí svojou hmotnosťou na podperu, ktorej šírka sa rovná rozpätiu výkopu a výška sa rovná polovici rozpätia vydelenej koeficientom trenia strešných hornín.

Analyticky stanovená hodnota tlaku zodpovedala, ako prax ukázala, skutočnému tlaku na podperu. Prvýkrát v histórii baníctva sa tak v problematike tlaku hornín prešlo od zhruba kvalitatívnych empirických odhadov ku kvantitatívnym inžinierskym výpočtom, čo umožnilo hlbšie riešiť praktické otázky.

Po uverejnení článku M. M. Protodyakonova v roku 1909 „Skalný tlak na podporu mín“ mu redaktori Mining Journal poskytli predslov so stručným popisom autorovho názoru. Redakcia poukázala na to, že „... doteraz, ako je známe, sa upevňovanie mín uskutočňovalo a uskutočňuje na čisto empirickom základe a vo väčšine kurzov baníckeho umenia, dokonca ani v referenčných knihách o baníctve, zvyčajne neexistujú žiadne vzorce. uvedené pre výpočet upevnenia mín v závislosti od tlaku horniny, ale uvádza len spôsoby upevnenia diel, materiál použitý na upevnenie a tiež poskytuje číselné údaje požičané z praxe týkajúce sa veľkosti, hmotnosti a nákladov na podporu mín."

Veľké miesto v dielach M. M. Protodyakonova zaujímal vývoj otázok vetrania banských diel. Významnou udalosťou vo vývoji banskej vedy bolo vydanie jeho diela „Ventilácia baní“ v roku 1911, ktoré prešlo v krátkom čase piatimi vydaniami. M. M. Protodyakonov bol schopný podať svoju charakteristickú jedinečnú interpretáciu všetkých otázok banského vetrania v tejto relatívne rozvinutej oblasti. Kurz „Vetranie baní“ sa vyznačoval mimoriadne jednoduchou prezentáciou. Komplexné matematické výpočty tam na rozdiel od množstva iných podobných kurzov absentovali. To však nijako neznižovalo vedecký význam knihy. V teoretickej časti knihy sa M. M. Protodyakonovovi podarilo spojiť hlboký vedecký rozbor problematiky ventilácie s metódou zjednodušených výpočtov. Inštruktážna časť knihy poskytuje úplné pochopenie zariadení a zariadení používaných pri vetraní baní. Sú tu uvedené aj všeobecné pravidlá vetrania. Samostatná časť knihy obsahuje popisy testovacích staníc a metód stanovenia horľavého plynu. Spoločnou niťou tejto práce M. M. Protodyakonova je myšlienka, že dobré vetranie banských diel nezávisí ani tak od použitého zariadenia, ale od každodennej pozornosti venovanej problematike vetrania v bani.

V roku 1909 sa M. M. Protodyakonov zaoberal otázkami určovania produktivity pracovníkov v závislosti od pevnosti hornín. Začiatkom 20-tych rokov sa pod jeho vedením uskutočnil obzvlášť významný výskum v týchto otázkach, ktorý vyústil do rozsiahlej štúdie publikovanej v roku 1926 pod názvom „Materiály pre polohu banskej prevádzky“.

Táto štúdia prezentuje výsledky desiatok tisíc časozberných pozorovaní jednotlivých operácií pri ťažbe uhlia, podpore razenia a podzemnej doprave. Všetky údaje boli spracované a boli stanovené časové štandardy pre rôzne operácie. Závislosť časových noriem od hlavných faktorov je daná graficky a analyticky. Metodologický význam tejto práce bol mimoriadne veľký. Pre množstvo operácií si odvodené vzorce zachovali svoj význam dodnes.

Charakteristickou črtou výskumu M. M. Protodyakonova bola túžba nájsť vedecké riešenie nie pre abstraktné účely, ale s cieľom vyriešiť praktické problémy na dokonalejšom základe.

Široko využíval analytickú metódu v baníctve, vždy bol proti abstraktným metódam, ktoré nemali praktický význam. "Presnosť metódy," povedal, "musí zodpovedať presnosti údajov."

M. M. Protodyakonov varoval pred preceňovaním techník, ktoré vyvinul, jasne si uvedomoval, aké zložité sú javy, ktoré vznikajú pri ťažbe nerastných surovín, a pevne veril, že sovietska veda, keď sa materiály hromadia a metódy výskumu zdokonaľujú, vytvorí teórie, ktoré budú plnšie a hlbšie odrážajúce zákony, ktoré sú základom ťažby.

Hlavné diela M. M. Protodyakonova: Horské potoky strednej časti severného Kaukazu a niektoré črty využívania ich energie, „Banícky časopis“, 1904; O niektorých pokusoch aplikovať matematiku v baníckom umení, „Poznámky Jekaterinoslavského technického ostrova“, Charkov, 1906; Strieborno-olovnaté bane Tereckej banskej spoločnosti, Zbierka technických článkov (príloha „Gornozavodského letáku“), Charkov, 1906; Podmienky ťažby olova v zahraničí a ich porovnanie s ruskými, „Novinky o Jekaterinoslavskej vyššej banskej škole“, 1907, č. 1.; Skalný tlak na banícku podporu, "Banícky denník", 1909; Horný tlak na banícku podporu (dizertačná práca), „Novinky o Jekaterinoslavskej vyššej banskej škole“, 1908, č. 1.; Vystúpenie uhliarov, „Banícky denník“, 1909; Pevnosť hornín z hľadiska baníckeho umenia, „Sborník z prvého celoruského kongresu o baníctve, strojárstve a hutníctve“, Jekaterinoslav, 1910; Vetranie baní, Jekaterinoslav, 1911; Pokusy experimentálne študovať zákony horninového tlaku na banské diela, „Banícky časopis“, 1912; Popis Doneckej panvy, zväzok I, č. 1.; Vŕtanie hriadeľov a priečnych rezov, Charkov - Jekaterinoslav, 1914; K problematike tlaku zrnitých telies, „Banský časopis“, 1916; Popis Doneckej panvy, zväzok I, č. 2.; Upevňovacie hriadele a priečne rezy, Charkov - Jekaterinoslav, 1916; Krátky kurz baníckeho umenia (litograf), Taškent, 1921; Materiály pre cieľovú polohu banskej prevádzky, Rukopis pre TsSNH, Taškent, 1922; K problematike vypracovania harmonogramu banských prác „Inžinierske práce“, 1924; Tlak hornín a podpora mín, časť 1; Skalný tlak, Moskva, 1930.

O M. M. Protodyakonovovi: Gendler E. S., Profesor Michail Michajlovič Protodyakonov, „Banícky časopis“, 1931, č. 4; Terpigorev A.M., Na pamiatku profesora M. M. Protodyakonova, "Uhlie", 1930, č. 56; "Banícky časopis", 1925, č. 7;

Zvorykin A. A., Michail Michajlovič Protodyakonov, „Banícky časopis“, 1946, č.

	Úroveň sily
	Mimoriadne silné plemená	Najpevnejšie, najhustejšie a najviskózne kremence a bazalty. Ostatné plemená sú výnimočné silou.
	Veľmi silné plemená	Veľmi pevné žulové horniny: kremenný porfýr, veľmi pevná žula, kremitá bridlica, menej pevné ako vyššie uvedené kremence. Najpevnejšie pieskovce a vápence.
	Silné plemená	Žula (hustá) a žulové skaly. Veľmi silné pieskovce a vápence. Žily kremennej rudy. Silný konglomerát. Veľmi silné železné rudy.
		Vápence (silné). Slabá žula. Silné pieskovce. Silný mramor, dolomit. Pyrity. Obyčajný pieskovec.
	Dosť silné plemená	Železné rudy. Piesočnaté bridlice.
		Bridlicové pieskovce
	Stredné plemená	Silná ílovitá bridlica. Voľná ​​bridlica a vápenec, mäkký zlepenec
		Rôzne bridlice (nie silné). Hustá opuka
	Pomerne mäkké plemená	Mäkká bridlica, veľmi mäkký vápenec, krieda, kamenná soľ, sadra. Zamrznutá pôda: antracit. Opuka obyčajná. Zničený pieskovec, stmelené kamienky a chrupavky, skalnatá pôda
		Silné uhlie
	Mäkké plemená	Hlina (hustá). Mäkké uhlie, silná sedimentovo-hlinitá pôda

Protodyakonov mal v úmysle použiť takúto klasifikáciu ako základ pre hodnotenie práce pracovníka pri ťažbe uhlia a rúd a pre prídelovú prácu. Veril, že pri akomkoľvek spôsobe deštrukcie horniny a spôsobe jej ťažby je možné ohodnotiť horninu priemerným koeficientom ťažby. Ak je jeden z týchto dvoch typov hornín náročnejší na prácu, aby sa zničil, napríklad energiou výbuchu, potom bude hornina silnejšia počas akéhokoľvek procesu jej ničenia, napríklad kombinovacím zubom, hrotom, čepeľou vrtáka. hlavu pri vŕtaní a pod.

Pri vývoji takejto stupnice M.M. Protodyakonov predstavil koncept pevnosť skala. Na rozdiel od prijatej koncepcie silu materiálu hodnoteného jedným z typov jeho napätosti, napríklad dočasnou odolnosťou proti tlaku, ťahu, krúteniu atď., parameter pevnosti umožňuje porovnávať horniny z hľadiska zložitosti deštrukcie a ťažby. Veril, že pomocou tohto parametra je možné vyhodnotiť súhrn napätí rôzneho charakteru pôsobiacich pri deštrukcii horniny, ako je to napríklad pri deštrukcii výbuchom.M.M. Protodyakonov vyvinul stupnicu pre koeficient pevnosti horniny. Jednou z metód stanovenia tohto koeficientu bolo testovanie vzorky horniny na pevnosť v tlaku v kg/cm2 a hodnota koeficientu bola stanovená ako jedna stotina pevnosti v ťahu.

Táto metóda celkom dobre koreluje so stupnicou pevnosti navrhnutou M. M. Protodyakonovom pre horniny rôznej sily uhoľnej formácie, horniny strednej pevnosti, ale je málo použiteľná pri určovaní koeficientu pevnosti veľmi silných hornín pomocou tejto metódy. Stupnica pevnosti je obmedzená faktorom 20, t.j. horniny s dočasnou pevnosťou v tlaku 2000 kg/cm2 a napríklad pre drenážny čadič je tento parameter 3000 kg/cm2. V Sovietskom zväze však škála sily M.M. Protodkonov bol široko používaný pri hodnotení zložitosti deštrukcie hornín a používa sa dodnes. Je vhodný na relatívne hodnotenie pevnosti horniny pri jej deštrukcii pomocou vŕtania a trhania Metóda relatívneho hodnotenia horniny podľa pevnosti a náročnosti práce pri jej deštrukcii má, ako mnohí poznamenali, nevýhody, nepoužíva sa v zahraničí, ale technická literatúra sa bez nej nezaobíde Sovietsky zväz a Rusko Koeficient pevnosti horniny podľa M.M.Protodyakonova v sústave SI sa vypočíta podľa vzorca: fcr = 0,01 konstr, kde con je jednoosová pevnosť v tlaku [MPa].

Vŕtanie- proces výstavby valcového banského otvoru - studne, jamy alebo banskej šachty - ničením hornín na čelbe; vŕtanie sa vykonáva spravidla v zemskej kôre, menej často v umelých materiáloch (betón, asfalt , atď.). V niektorých prípadoch proces vŕtania zahŕňa upevnenie stien studní (zvyčajne hlbokých) plášťovými rúrkami a čerpanie cementovej malty do prstencovej medzery medzi rúrkami a stenami studní.

Dobre: banské dielo kruhového prierezu, vŕtané z povrchu zeme alebo z podzemného diela bez ľudského prístupu k porubu v akomkoľvek uhle k horizontu, ktorého priemer je oveľa menší ako jeho hĺbka. Studne sa vŕtajú pomocou špeciálneho vrtného zariadenia. Podľa účelu sa vrty delia na: prieskumné, ťažobné, injektážne, pomocné, špeciálne, trhacie, nosné, parametrické a prieskumné. Diera: umelá valcová priehlbina v pevnom prostredí (hornina) s priemerom do 75 mm a hĺbkou do 5 m. Vytvárajú sa a používajú na umiestňovanie náloží pri trhacích prácach, na osadenie kotevnej podpery, injektovanie vody alebo cementu do okolitý skalný masív a pod.

Klasifikácia metód vŕtania. Podľa povahy deštrukcie hornín sa používané metódy vŕtania delia na: mechanické - vrtný nástroj priamo ovplyvňuje horninu a ničí ju, a nemechanické - deštrukcia nastáva bez priameho kontaktu s horninou zo zdroja nárazu na ňu ( tepelné, výbušné atď.).

Mechanické metódy vŕtania sa delia na rotačné a nárazové (rovnako ako rotačné-príklepové a príklepové-rotačné). Pri rotačnom vŕtaní dochádza k deštrukcii horniny v dôsledku rotácie nástroja pritlačeného na dno. V závislosti od pevnosti horniny sa pri rotačnom vŕtaní používa vŕtací nástroj rezného typu; diamantové vŕtacie nástroje; výstrely, ktoré ničia skalu pomocou výstrelu. Metódy príklepového vŕtania sa delia na: príklepové vŕtanie alebo príklepové rotačné vŕtanie (vŕtanie s rotačnými kladivami vrátane ponorných vŕtačiek, príklepových lano, tyče a pod., pri ktorých sa otáčanie nástroja vykonáva v momente medzi príklepmi nástroj na tvári); rázovo-rotačné (s hĺbkovými pneumatickými a hydraulickými kladivami, ako aj vŕtanie s rotačnými kladivami s nezávislým otáčaním atď.), pri ktorých sú údery aplikované na nepretržite sa otáčajúci nástroj; rotačný náraz, pri ktorom je vrtný nástroj na vŕtanie horniny pod vysokým axiálnym tlakom v neustálom kontakte s horninou a ničí ju v dôsledku rotačného pohybu pozdĺž čelby a periodicky aplikovaných úderov na ňu. Deštrukcia hornín na dne studne sa vykonáva celoplošne (vŕtanie s pevným dnom) alebo pozdĺž prstencového priestoru s ťažbou jadra (jadrový vrt). Odstraňovanie produktov deštrukcie môže byť periodické pomocou vyklápača a kontinuálne pomocou závitoviek, krútených tyčí alebo dodávaním plynu, kvapaliny alebo roztoku na tvár. Niekedy sa vŕtanie delí podľa typu vŕtacieho nástroja (šnekový, tyčový, diamantový, valčekový atď.); podľa typu vŕtacieho stroja (perforovacia, pneumatická príklepová, turbínová a pod.), podľa spôsobu vŕtania studní (šikmé, klastrové a pod.). Vŕtacie zariadenie pozostáva najmä z vŕtacích strojov (vrtných súprav) a nástrojov na rezanie hornín. Spomedzi nemechanických metód sa rozšírilo tepelné vŕtanie na vŕtanie trhacích otvorov v horninách obsahujúcich kremeň a prebiehajú práce na zavedení trhacích vrtov.