Абразивність

Абразивність гірських порід — здатність гірських порід зношувати тверді тіла, які контактують з ними (деталі машин, бурових доліт, інструменти тощо). Зумовлена в основному міцністю, розмірами та формою мінеральних зерен, що складають породу.

Абразивність гірських порід оцінюють за ступенем зносу штифтів, стержнів, металевих кілець, які труться об поверхню порід при свердлінні або різанні, а також за ступенем стирання порід абразивними матеріалами. Абразивність гірських порід обумовлюється в основному двома властивостями гірської породи — межею міцності на стиснення окремих мінеральних зерен (σст) та коефіцієнтом крихкості (Ккр). Тому коефіцієнт абразивності Ка визначають як добуток: Ка =σст•Ккр. Крім того, застосовують емпіричні методи оцінки абразивності. За методикою Л. І. Барона та А. В. Кузнецова, показник абразивності гірських порід визначають як сумарну втрату маси (в мг) стандартного стержня, що обертається (з частотою 400 хв−1), притиснутого до породи, при осьовому навантаженні 150 Н за час випробування (10 хв).

За показником абразивності гірські породи поділяють на вісім класів.

Показник абразивності становить для мармуру 400—500 мг, вапняку — 800—900 мг, граніту — 1000—2000 мг, кварциту — 2100—2500 мг. Для малоабразивних порід, наприклад, вугілля (абразивність до 5 мг), показник абразивності визначають шляхом стирання стандартного еталона (при постійному тиску на контакті) об роздроблену пробу матеріалу. Найбільш абразивними є породи, що містять корунд, порфірит, діорит, кварц.

Абразивність гірських порід впливає на ефективність буріння, різання, сколювання, черпання гірських порід. Розрізняють абразивність тертя й ударну абразивність гірських порід. Відповідно застосовують критерії — коефіцієнт абразивності тертя та коефіцієнт ударної абразивності.

Для експериментального визначення відносної оцінки абразивності мінеральної сировини застосовують машину зносу. Проби для визначення абразивності відбирають і приготовляють з урахуванням того, що крупність максимальної грудки повинна бути не більше 5 мм. Підготовлена до випробовувань проба 2 завантажується у кільцевий жолоб 1 машини зносу. Зразок досліджуваного на знос матеріалу 3 (наприклад, футерівки) у вигляді тригранної піраміди закріплюють на ободі тихохідного шківа 4 машини. При роботі машини зразок досліджуваного матеріалу переміщається по колу зі швидкістю 0,48 м/с. Тривалість випробовувань становить 8 годин. Після закінчення цього терміну зразок досліджуваного матеріалу знімають і визначають площу поверхні піраміди за її геометричними розмірами. Розраховують знос 1 м² площі поверхні матеріалу зразка за 8 годин роботи машини. Одержаний результат служить оцінкою абразивності мінеральної сировини.

Визначення абразивності виконують на двох зразках та розраховують середнє арифметичне, якщо розходження результатів двох іспитів не перевищує 1 %. При більшому розходженні роблять третє визначення і за остаточний результат приймають середнє арифметичне двох найбільш близьких результатів.

Статті на тему: абразивність