Способ определения твердости гор-ных пород и строительных материа-лов

Способ определения твердости гор-ных пород и строительных материа-лов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и 1) 853 I03

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сооетсиик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.11.79 (21) 2841743/22-03 с присоединением заявки № (51) М, Кл.

E 21С 39/00

СССР ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.08.81. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 07.08.81 (53) УДК 622.35 (088.8) ф

f ! горног дела .. (72) Автор изобретения (71) Заявитель

В. Л. Долгов

Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт им. А. А. Скочинского (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

И СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к способам определения твердости горных пород и материалов и предназначается для использования в горной и строительной промышленности.

Известен способ определения твердости горных пород путем вдавливания плоского торца пуансона в шлифованную поверхность образца горной породы с получением круговой лунки выкола породы (1).

Недостатком этого способа является необходимость трудоемкой шлифовки и доводки поверхности. Это ограничивает область применения способа твердыми не вязкими, неразмокающими породами.

Известен также способ определения твердости горных пород и строительных материалов, основанный на вдавливании плоского торца пуансона в поверхность образца (21.

Недостатком этого способа является невозможность получить лунки выкола на вязких и пластичных породах (калийная соль, мягкий уголь, мягкий глинистый сланец). В этих породах пуансон продавливает отверстие цилиндрической формы без выкаливания конуса.

Кроме того, требуются значительные усилия при определении твердости крепких горных пород.

Цель изобретения — расширение области применения на вязкие и пластичные породы и уменьшение трудоемкости опыта.

Эта цель достигается тем, что в образце

5 выполняют отверстие на глубину, равную

3 — 6 диаметрам пуансона, затем вдавливают рядом с отверстием пуансон диаметром не больше диаметра отверстия и фиксируют усилие вдавливания пуансона в момент

10 скола пли сдвига элемента образца сбоку от отверстия и по нему судят о твердости образца.

Вдавливание пуансона целесообразно производить с двух противоположных сторон

15 отверстия.

На фиг. 1 изображена схема, поясняющая способ (для хрупкой породы), вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг.

3 — то же (для вязкой или пластичной по20 роды), вид сбоку; на фпг. 4 — то же, вид сверху; на фиг. 5 — диаграмма нагрузки.

Способ определения твердости горных пород или строительных материалов заключается в следующем. Для определения твер25 дости выбирают ровный участок образца, поверхность которого образована при разломе более крупного куска — образца породы или строительного материала, т. е. естественную по вер х ность. В о бр азце ro p ной

30 породы или материала 1 предварительно

853103 образуют отверстие 2 диаметром Д и глубиною 1.

Пуансон устанавливают рядом с отверстием на расстояниях С, для хрупких пород или C> — для вязких. Затем вдавливают пуансон 3 в образец в направлении стрелки

P на величину Ь, — для хрупких пород или й, — для вязких. При этом отделяют элемент 4 породы или материала, Величина вдавливания h или h, определяется в момент отделения элемента породы по диаграмме нагрузки (см. фиг. 5) на прессе или на специальном вдавливающем устройстве.

Расстояния С» и С, равны диаметру d рабочей части пуансона. Диаметр отверстия Д равен или больше диаметра пуансона. Для построения сравнительной шкалы твердости для различных горных пород целесообразно значения Д, d, С» и С, принимать однозначными: d=gI = С»= С, или

gI=2d, а C»=C,=1,5d и т. д. Во всех случаях следует соблюдать условие, что при установке пуансона на образец окружности отверстия и индентора должны быть касательными, Для уменьшения трудоемкости опытов проводят вдавливание пуансонов 3 с двух противоположных сторон предварительно образованного в породе отверстия 2. В этом случае диаметр Д отверстия 2 целесообразно принимать больше диаметра индентора, При этом исключается влияние одного вдавливания пуансона на другое.

Способ позволяет определять твердость хрупких и вязких пород с использованием диаграммы вдавливания индентора в породу на прессе.

При вдавливании фиксируют первичное максимальное усилие вдавливания Ро, которое соответствует сколу или сдвигу первого крупного кусочка породы от образца.

При этом пуансон перемещается от поверхности внутрь образца на величину Йо. Вдавливание пуансона на прессе производят при непрерывном перемещении его по стрелке

Р (см, фиг. 1, 3).

Способ позволяет определять усилие вдавливания Р, и при втором сколе или сдвиге второго максимального элемента отделяемого кусочка при дальнейшем движении пуансона по стрелке P (фиг. 1 — 4). B последнем случае глубина l предварительного отверстия 2 должна приниматься такой, чтобы возможно было получить сдвиг второго элемента (например, l= (3 — 6)d).

Большая глубина отверстия 2 ооеспечивает возможность оставления части продуктов мелко раздробленной породы на дне отвер5

20 ?5

4О

55 стия 2. Крупные элементы отделенной породы удаляют из предварительного отверстия 2 путем выдувания или поворота образца и т. п.

Предварительное отверстие 2 в образце можно подготовить, например, с помощью сверления для любых пород. При этом необходимо пользоваться одним типом сверла, Режим сверления должен быть для всех пород одинаковым: постоянная частота вращения, например, n=100 — 400 мин и постоянная подача Лй на оборот. В качестве пуансона следует применять цилиндр с ровным торцом (перпендикулярным оси цилиндра).

При использовании способа можно брать меньшие куски образцов, так как наличие предварительного отверстия уменьшает усилие вдавливания пуансона до первого выкола или сдвига элемента образца, Это также уменьшает трудоемкость в подготовке образцов при отделении их от массива.

Способом можно пользоваться и в производственных условиях. Здесь также уменьшаются усилия на вдавливание пуансона.

Способ является универсальным по сравнению с указанными, более простым и менее трудоемким, Формула изобретения

1. Способ определения твердости горных пород и строительных материалов, основанный на вдавливании плоского торца пуансона в поверхность образца, отличающийсяя тем, что, с целью расширения области применения на вязкие и пластичные породы и уменьшения трудоемкости опыта, в образце выполняют отверстие на глубину, равную 3 — 6 диаметрам пуансона, затем вдавливают рядом с отверстием пуансон диаметром не больше диаметра отверстия и фиксируют усилие вдавливания пуансона в момент скола или сдвига элемента образца сбоку от отверстия и по нему судят о твердости образца.

2. Способ по п. 1, отл и ч а ю щи йс я тем, что вдавливание пуансона производят с дгух противоположных сторон отверстия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шрейнер Л. А. и др. Механические и абразивные свойства горных пород. М., Гостопиздат, 1958.

2. Берон А. И. и др. Резание угля. M., Госгортехиздат, 1962, с. 227 †2 (прототип).

853103 б

Составитель Е. Борисова

Техред М, Гайдамак

Корректор Е. Осипова

Редактор С. Титова

Типография, нр. Сапунова, 2

Заказ 1895/19 Изд. № 498 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5