Файл: Е.К. Соколова Критерии разрушаемости горных пород и углей.pdf

11

Таблица 2

Классификация пластичных горных пород по показателю сопротивляемости откалыванию

Контрольные вопросы

1.Для каких горных пород показатель сопротивляемости статическому откалыванию является критерием разрушаемости?

2.Какие требования предъявляются к торцевым поверхностям испытуемых образцов породы?

3.Инденторы какой формы и размеров используются при испы-

таниях?

4.На каком расстоянии от обнаженной поверхности вдавливают

12

индентор? Как влияет это расстояние на величину показателя статическому откалыванию?

5.На сколько групп и классов разбиваются горные породы по показателю сопротивляемости статическому откалыванию?

6.В каком интервале изменяется значение показателя сопротивляемости статическому откалыванию для всех пластичных горных пород и внутри каждого класса?

Список рекомендуемой литературы

1.ГОСТ Р 50544-93. Породы горные. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1993. – 47 с.

2.Яшина Л.С. Классификация горных пород по сопротивляемости статическому откалыванию и хрупко-пластическим свойствам. – Науч. тр. / ИГД им А.А. Скочинского, 1980, вып. 189. – С. 37 - 43.

3.Глатман Л.Б. К методике испытаний горных пород на статическое откалывание / Л.Б. Глатман, Л.С. Яшина. – Науч. тр. / ИГД им А.А. Скочинского, 1982, вып. 207. – С. 46-50.

4.Леванковский И.А. Разработка методов расчета нагруженности

иизносостойкости лобовых дисковых шарошек проходческих комбайнов. Автореф. дис… канд. техн. наук / ИГД им. А.А. Скочинского. – М., 1983. – 15 с.

13

Лабораторная работа № 3 Влияние формы индентора на параметры разрушения сколом

Теоретические положения

Основным критерием сопротивляемости хрупкой горной породы механическому разрушению в приповерхностной зоне массива резцами проходческих машин и шарошечным инструментом является показатель контактной прочности Рк, МПа. Но при испытании некоторых пород не происходит образования лунки хрупкого выкола, а развивается трещина по всему образцу, поэтому определить показатель контактной прочности РК, МПа не представляется возможным.

ВИГД им. А.А. Скочинского разработан метод испытаний пластичных горных пород, позволяющий определить их сопротивляемость статическому откалыванию.

Вто же время авторами метода отмечается значительное влияние масштабного фактора на значение прочностного показателя при статическом откалывании. Интенсивность изменения приведенных величин Р/ l не одинакова на различных участках кривой, что объясняется различным характером разрушения – переходом от сдвига к отрыву.

Всвязи с этим в КузГТУ предложен метод определения контактной прочности при полублокированном вдавливании индентора-диска.

Критерием сопротивляемости породы при полублокированном

вдавливании РS является контактное давление в момент разрушения. Критерий РS предлагается для оценки сопротивляемости механическому разрушению как хрупких, так и пластичных пород при разрушении их дисковым скалывающим инструментом.

Показатель сопротивляемости породы при полублокированном вдавливании РS, МПа определяют по формуле

где Рi – усилие откалывания в момент выкола, Н; п – число опытов;

S – площадь контакта индентора-диска, м2.

Площадь контакта индентора-диска в момент выкола определяется по геометрическим параметрам индентора и глубине внедрения в образец h по формуле

14

S = (R1(l1 −a1 )+ a1h1 + R2 (l2 −a2 )+ a2h2 ),

дентора-диска;

hi – высота контакта индентора соответственно по торцу и конической поверхности, м.

Цель и содержание работы

Сущность метода, предложенного в КузГТУ, заключается в следующем. Для эксперимента используют образцы горной породы цилиндрической или кубической формы. Обязательным условием является высокая точность обработки торцов и их параллельность.

Для создания условий полублокированного вдавливания на образцах вырезается уступ на верхней грани глубиной h =15 - 18 мм и шириной 40 мм для избежания влияния обнаженной боковой поверхности. В гладкую поверхность образца в точки, расположенные на расстоянии 15 мм от края образца, вдавливают инденторы. В результате вдавливания индентора часть образца откалывается в сторону уступа. При вдавливании используют инденторы в форме усеченного конуса диаметром 25 мм, толщиной 5 мм и c углом заострения 300. Шаг вдавливания равняется 7 - 8 мм.

Целью работы является:

1.Знакомство с методом испытаний, оборудованием и правилами безопасности.

2.Определение показателя сопротивляемости породы при полублокированном вдавливании РS, МПа образцов горной породы.

Описание оборудования

Уступ на поверхности образца вырезается на камнерезном станке САСП–1.

Вдавливание инденторов производят на гидравлическом прессе, оснащенным специальным съемным приспособлением для зажима и центрирования индентора.

15

1

3

4

Приспособление для крепления индентора: 1 – плита; 2 – установочное гнездо; 3 – образец породы;

4 – нижняя плита пресса; 5 – накладка; 6 – крепежный болт и гайка; 7 – верхняя плита пресса; 8 – индентор; 9 – установочный винт

Порядок выполнения работы

1.Подготовить или отобрать образцы породы. Вырезать на каждом образце уступ.

2.Укрепить приспособление для зажима и центрирования индентора на верхней плите пресса.

3.Образец установить в центре нижней плиты пресса.

4.Производить вдавливание индентора в верхний торец образца на расстоянии 7 - 8 мм от его края. Скорость нагружения выдерживать в пределах 0,5 - 1,0 МПа/с. Нагружение производить до момента выкола лунки под индентором.

5.Зафиксировать максимальную разрушающую нагрузку Р, Н в

16

момент выкола лунки, глубину внедрения индентора, полученную лунку выкола по глубине и объему.

6. Данные эксперимента представить в виде таблицы.

Определение показателя сопротивляемости породы при полублокированном вдавливании

Правила техники безопасности

1.К работе на камнерезном станке допускаются лица, прошедшие специальный курс обучения.

2.К работе на гидравлическом прессе допускаются лица, прошедшие специальный курс обучения.

3.Не включать пресс без разрешения преподавателя.

4.Устанавливать приспособление для крепления индентора и образец породы между плитами пресса только при отключенном прессе. Индентор должен быть надежно закреплен установочным винтом в пазу приспособления.

5.Нагружение образца производить при закрытом рабочем объеме пресса специальным щитом.

6.После проведения эксперимента выключить пресс и только после этого удалить продукты разрушения из его рабочего пространства.

Обработка результатов

1. Определить по формуле показатель сопротивляемости при полублокированном вдавливании РS, МПа.