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

ОП ИСДН ИЕВБЗЮЗИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Сооетеиик Социалистических Республик(51) М,КлзЕ 21 С 39/ рисоединением заявкиГосударственный комите 23) Приоритет43) Опубликовано 07,08,81. Бюллетень29 (53) УДК 622.35(088,8)45) Дата опубликования описания 07.08.81 СССРо делам нзобретени крыт(72) Авторизобретени В, Л, Долгов ктябрьской Ресного ЗнамениА, А, Скочинск горног дела1 Заявител ен олюци нстито ордена Трудово СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ГОРНЫХ ПОР И СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВИзоб елени ов и в г нспособ ород и испол ром ышл ения т вания ую пов олучен ретение относится к д я твердости горных п л предназначается дляор ой и строительной п Известен способ определ горных пород путем вдавли торца пуансона в шлифованн образца горной породы с п говой лунки выкола породы ам опре- материаьзования енности. вердости плоского ерхность :ем круэтого сполучитьтичныхголь, мяпородахцилиндрионуса.требуютделении пособа лунки породах гкий гл пуансон ческой является невыкола на(калийная нистый сла- продавливаформы без Недостатковвозможностьвязких и пласоль, мягкийнец). В этихет отверстиевыкаливанияКроме того,лия при опрегорных пород я значительные уситвердости крепких 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. Цель изобретения - расширение области применения на вязкие и пластичные породы и уменьшение трудоемкости опыта.Эта цель достигается тем, что в образце5 выполняют отверстие на глубину, равную3 - 6 диаметрам пуансона, затем вдавливают рядом с отверстием пуансон диаметромне больше диаметра отверстия и фиксируют усилие вдавливания пуансона в момент10 скола пли сдвига элемента образца сбокуот отверстия и по нему судят о твердостиобразца.Вдавливание пуансона целесообразно производить с двух противоположных сторон15 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 по 20 роды), вид сбоку; на фпг, 4 - то же, видсверху; на фиг. 5 - диаграмма нагрузки.Способ определения твердости горных пород или строительных материалов заключается в следующем. Для определения твер 25 дости выбирают ровный участок образца,поверхность которого образована при разломе более крупного куска - образца породы или строительного материала, т. е,естественную поверхность. В образце горной30 породы или материала 1 предварительнообразуют отверстие 2 диаметром Д и глубиною 1.Пуансон устанавливают рядом с отверстием на расстояниях С, для хрупких пород или С - для вязких. Затем вдавливают пуансон 3 в образец в направлении стрелки Р на величину Ь, - для хрупких пород или й, - для вязких. При этом отделяют элемент 4 породы или материала, Величина вдавливания Йили Ь, 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 д рабочей части пуансона. Диаметр отверстия Д равен или больше диаметра пуансона. Для построения сравнительной шкалы твердости для различных горных пород целесообразно значения Д, Ы, С, и С, принимать однозначными: д=Д= С,= С, или Д=2 И, а С=С=1,5 д 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 Р (фиг. 1 - 4), В последнем случае глубина 1 предварительного отверстия 2 должна приниматься такой, чтобы возможно было получить сдвиг второго элемента (например, 1=(3 - 6)д). Большая глубина отверстия 2 ооеспечивает возможность оставления части продуктов мелко раздробленной породы на дне отвер 5 1 О 15 20 25 30 35 4 О 45 50 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, а=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, отличающийся тем, что вдавливание пуансона производят с двух 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. М., Госгортехиздат, 1962, с. 227 в 2 (прототип).853103 4 Р; / Составитель Е. Борисоваактор С, Титова Техред М, Гайдамак Корректор Е. Осипова Типография, пр. Сапунова,Заказ 1895/19 Изд,4981 ПО Поиск Государственного комитета113035, Москва, К,Тираж 634 ПодписноеССР по делам изобретений и открытий аушская наб., д. 4/5