ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ (КОЭФФИЦИЕНТА КРЕПОСТИ) ГОРНОЙ ПОРОДЫ

Цель работы: ознакомление с методикой определения коэффициента крепости горных пород.

Объем работы – 2 часа.

Оборудование и материалы:

Гидравлический пресс 2 ПГ-125;

Образцы (керны) горных пород.

Теоретические сведения

Прочностью горной породы называется её сопротивляемость разрушению при определенном виде деформации.

В горном деле принято определять сопротивляемость породы разрушению при одноосном сжатии. Прочность породы при растяжении, изгибе и скалывании составляет 2-15% предела прочности на сжатие.

По предложению М.М. Протодъяконова прочность горной породы характеризуется коэффициентом крепости:

ƒ=σ_сж/100,

т.е. он представляет собой одну сотую предела прочности породы одноосному сжатию. Например, плотная глина имеет ƒ=1, при σ_сж=100 Н/см². Поэтому величина коэффициента крепости ƒ горной породы показывает во сколько раз данная порода крепче плотной глины.

Породы средней твердости характеризуются ƒ=6-14, а твердые и крепкие породы имеют ƒ=15-25, что соответствует V-VIII и IX-XII категориям твердости и буримости горных пород. Прочность горных пород зависит от минерального состава, структуры, текстуры, пористости, характера связи между зернами, твердости частиц. Сопротивление пород сжатию неодинаково в различных направлениях. Например, у сланцевых пород прочность вдоль плоскости сланцеватости составляет 0,5-0,75 от прочности в направлении перпендикулярном к этой плоскости. Прочность различных пород составляет от 0,2-1,0 (глины) до 500 МПа (базальты).

Методика выполнения работы

1. Подготовить образцы из кернов горных пород. Шлифование торцевых поверхностей образцов кернов не требуется.

2. Ознакомиться с устройством и работой пресса по документации завода изготовителя.

3. Ориентировочно выбрать цену деления прибора применительно к предполагаемой прочности породы.

4. Поместить образец на нижнюю плиту пресса.

5. Дать нагрузку на образец, увеличивая ее до момента разрушения.

6. Отметить показания рабочей и контрольной стрелок силоизмерителя.

7. Рассчитать предел прочности на сжатие по формуле:

σ_СЖ=Р/F, МПа

и коэффициент крепости по формуле:

ƒ=σ_СЖ/100,

где Р – усилие (нагрузка) разрушившее образец, Н;

F – площадь поперечного сечения образца (площадь торцевой поверхности), м² (мм², см²).

8. По значению коэффициента ƒ отнести горную породу к соответствующей категории буримости.

9. Результаты работы необходимо представить в виде отчета с обязательным приведением следующей таблицы:

№ опыта	Горная порода	Размеры образца		Площадь сечения образца, м2 (мм2, см2).	Показания прибора	Предел прочности на сжатие σСЖ, Н/мм2, Н/см2, МПа, коэффициент крепости ƒ	Категория пород по буримости
		Высота h,мм (м)	Диаметр D, мм (см, м)
					Нагрузка разрушения, Н

Примечание: цена деления силоизмерителя в I диапазоне составляет 172,226 кгс (17,223 Н), во II диапазоне 434,125 кгс (43,413 Н).

24