Вопрос №22

Таким образом, представленные результаты позволяют утверждать, что роль тангенциального усилия в разрушении породы, её величина, а также скорость приложения играют очень значительную роль в процессе разрушения горных пород.

Важным итогом проведенного исследования и анализа напряженного состояния горной породы под действием нормальной и тангенциальной нагрузок является подтверждение того обстоятельства, что тангенциальная нагрузка усиливает разрушающие напряжения в породе. Это позволяет снизить необходимые осевые усилия вдавливания резцов в породу для достижения предельного состояния на начальном этапе внедрения резца.

В то же время перемещение экстремальной зоны к поверхности образца указывает на возможное снижение глубины разрушения породы при повышении тангенциального усилия, если при этом не будет обеспечен адекватный рост осевого усилия.

Рост скорости приложения тангенциального усилия при резании-скалывании породы приводит к снижению глубины борозды разрушения вследствие возрастающего сопротивления породы.

Снижение коэффициента трения на контакте резец – порода позволяет повысить возможные предельные значения осевого усилия и эффективность разрушения твердых горных пород за счет повышения возможной скорости приложения тангенциального усилия.

В то же время снижение коэффициента трения, как показывают эксперименты, снижает напряжения и глубину формируемой борозды разрушения в породе.

Вопрос №23

При изучении процессов разрушения горных пород различают режимы статического и динамического нагружения.

При статическом внедрении резцов или инденторов действуют медленно нарастающие и постоянные по величине нагрузки. Динамическое внедрение породоразрушающих элементов происходит при воздействии на индентор быстро нарастающих по величине нагрузок.

Механизм разрушения горных пород существенно зависит от характера действующих нагрузок.

Время нагружения при статическом приложении нагрузок может изменяться от нескольких до десятков секунд. При динамическом нагружении время действия усилий спрессовано до мгновений – сотых и тысячных долей секунды.

Скорость нагружения (v_н) – скорость роста нагрузки и напряжений в породе, при которых наступает разрушение.

При ударном нагружении породы скорость нагружения равна скорости соударения инструмента с породой.

Таким образом, эффективное разрушение породы возможно при условии, что время контакта индентора с породой будет соответствовать времени, в течение которого напряжения в породе достигнут критической величины, сформируются и прорастут трещины и наступит её окончательное разрушение.

В процессе экспериментальных работ по резанию-скалыванию пород алмазными резцами установлено, что при различных формах резцов и в разнообразных горных породах с повышением скорости движения резца глубина и ширина борозды разрушения уменьшаются [14].

Таким образом, процесс разрыва связей в горной породе зависит от времени взаимодействия между частицами. Эта зависимость описывается в кинетической теории прочности твердых тел.