Определение абразивности и буримости горных пород

Теория. Абразивностью горных пород называют их способность изнашивать при трении металл и другие твердые материалы. Определение абразивности важно для выбора и установления срока службы бурового инструмента, рабочих органов горнодобывающих и погрузочных машин, транспортных средств.

Оборудование и материалы. Испытания проводят на обычном сверлильном станке, шпиндель которого создает осевое усилие 150 Н. Скорость вращения шпинделя задается равной 400 об/мин. В патроне станка закрепляется эталонный стержень, изготовленный из стали-серебрянки с твердостью по Бринеллю НВ 180, диаметр стержня 8 мм, длина - 70 мм. В одном из торцов стержня просверливается глухое отверстие диаметром 4 мм и глубиной 10-12 мм. Для определения массы стержня используют аналитические весы.

Порядок проведения эксперимента. Стержень взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,001г и закрепляют в шпинделе станка. Образец исследуемой породы закрепляют в тисках. В качестве образцов используют куски породы массой 1 - 2кг или керны. При закреплении образцов в тисках необходимо следить за тем, чтобы поверхность истирания была перпендикулярна оси стержня, и чтобы торец стержня касался поверхности породы по всей площади контакта. В процессе эксперимента стержень истирают обоими торцами. Сначала истирают сплошной торец в течение 10мин, а затем полый также в течение 10 мин. Полый торец имитирует кольцевую коронку. Истирание двух торцов необходимо для усреднения условий опыта, так как наблюдениями установлено, что в одних породах больше изнашивается сплошной торец, а в других - полый. Таким образом, общее время истирания стержня двумя торцами составляет 20 мин. После повторного истирания стержень снимают, тщательно промывают в бензине или толуоле, вытирают и снова взвешивают. Мерой абразивности считают износ стержня, определенный в миллиграммах за 10 минут при описанных условиях испытаний. Для получения достоверных данных о показателе абразивности необходимо определить износ на нескольких стержнях и различных образцах породы, взятых из одного и того же блока.

Расчетная формула имеет следующий вид: а = (m₀-m)_/ 2n, где m₀ - масса стержня до истирания, мг; m - масса стержня после истирания обоими торцами, мг; n - число парных опытов. В таблице 6 (см. приложение) приведена классификация горных пород по абразивности.

Порядок оформления работы. Результаты работы должны быть представлены в виде описания эксперимента. Конечным результатом работы являются средние значения абразивности и коэффициент вариации средних значений абразивности. Все экспериментальные данные сводятся в таблицу измерений (форма 12).