Абразивность

Абразивность горных пород — способность горных пород изнашивать контактирующие с ними твердые тела (детали машин, буровых долотов, инструменты и т.п.). Обусловлена ​​в основном крепостью, размерами и формой минеральных зерен, составляющих породу.

Абразивность горных пород оценивают по степени износа штифтов, стержней, металлических колец, которые трутся о поверхность пород при сверлении или резке, а также по степени стирания пород абразивными материалами. Абразивность горных пород обуславливается в основном двумя свойствами горной породы — пределом крепости на сжатие отдельных минеральных зерен (σст) и коэффициентом хрупкости (Ккр). Поэтому коэффициент абразивности Ка определяется как произведение: Ка =σст•Ккр. Не считая того, используют эмпирические способы оценки абразивности. По методике Л. И. Барона и А. В. Кузнецова, показатель абразивности горных пород определяют как суммарную потерю массы (в мг) вращающегося стандартного стержня (с частотой 400 мин-1), прижатого к породе, при осевой нагрузке 150 Н за время испытания (10 мин).

По показателю абразивности горные породы делят на восемь классов.

Показатель абразивности составляет для мрамора 400-500 мг, известняка — 800-900 мг, гранита — 1000-2000 мг, кварцита — 2100-2500 мг. Для малоабразивных пород, например угля (абразивность до 5 мг), показатель абразивности определяют путем стирания стандартного эталона (при постоянном давлении на контакте) о раздробленной пробе материала. Наиболее абразивными являются породы, содержащие корунд, порфирит, диорит, кварц.

Абразивность горных пород влияет на эффективность бурения, резки, скалывания, черпания горных пород. Различают абразивность трения и ударную абразивность горных пород. Соответственно применяют критерии – коэффициент абразивности трения и коэффициент ударной абразивности.

Для экспериментального определения относительной оценки абразивности минерального сырья используют машину износа. Пробы для определения абразивности отбирают и приготавливают с учетом того, что крупность максимальной грудки должна быть не более 5 мм. Подготовленная к испытаниям проба 2 загружается в кольцевой желоб машины 1 износа. Образец исследуемого на износ материала 3 (например, футеровки) в виде трехгранной пирамиды закрепляют на ободе шкива тихоходного 4 машины. При работе машины образец изучаемого материала перемещается по окружности со скоростью 0,48 м/с. Продолжительность испытаний составляет 8 часов. По истечении этого срока образец изучаемого материала снимают и определяют площадь поверхности пирамиды по ее геометрическим размерам. Рассчитывается износ 1 м² площади поверхности материала образца за 8 часов работы машины. Полученный результат служит оценкой абразивности минерального сырья.

Определение абразивности выполняют на двух образцах и рассчитывают среднее арифметическое, если расхождение результатов двух экзаменов не превышает 1%. При большем расхождении производят третье определение и за окончательный результат принимают среднее арифметическое двух наиболее близких результатов.

Статьи по теме: абразивность