Абразивность горных пород
Абрази́вность го́рных поро́д, способность горных пород изнашивать контактирующие с ними твёрдые тела (детали горных машин, инструменты и т. п.). Обусловлена в основном прочностью, размерами и формой минеральных зёрен, слагающих породу. Абразивность оценивают по степени износа штифтов, стержней, металлических колец, которые трутся о поверхность пород при сверлении или резании, а также по степени истирания пород абразивными материалами.
Показатель абразивности (по методике Л. И. Барона и А. B. Кузнецова) определяют как суммарную потерю массы (в мг) вращающегося (с частотой 400 об/мин) стандартного стержня из стали-серебрянки (со специальной отделкой поверхности) за счёт истирания его торца, прижатого к породе, при осевой нагрузке 150 H за время испытания (10 мин). Например, показатель абразивности составляет для мрамора 400–500 мг, известняка – 800–900 мг, гранита – 1000–2000 мг, кварцита – 2100–2500 мг. Также используется метод определения абразивности, основанный на потере массы свинцовых шариков при взаимодействии с раздробленной породой, размер фракции которой составляет 0,5 мм и менее.
Для весьма малоабразивных пород (до 5 мг), например угля, показатель абразивности определяют путём истирания стандартного эталона (при постоянном давлении на контакте) о раздробленную навеску породы. Горные породы в зависимости от их абразивности разделены на 8 классов (по Л. И. Барону и А. B. Кузнецову).
Абразивность влияет на эффективность бурения, резания, скалывания, черпания горных пород.
Классификация горных пород по абразивности (по Л. И. Барону и А. В. Кузнецову)
| Класс абразивности | Класс пород | Показатель абразивности (стирание стержня, мг) |
Характерные породы |
| I | весьма малоабразивные | до 5 | известняки, мраморы, мягкие сульфиды без кварца (галенит, сфалерит, пирротин), апатит, каменная соль |
| II | малоабразивные | 5–10 | сульфидные руды, барито-сульфидные руды, аргиллиты, мягкие сланцы (углистые, глинистые, хлоритовые, хлорито-аспидные) |
| III | ниже средней абразивности | 10–18 | джеспилиты, роговики (рудные и нерудные), кварцево-сульфидные руды, магматические тонкозернистые породы, песчаники кварцевые и аркозовые тонкозернистые, железные руды, окремнённые известняки |
| IV | среднеабразивные | 18–30 | песчаники кварцевые и аркозовые, мелкозернистые диабазы, крупнозернистый пирит, арсенопирит, жильный кварц, кварцево-сульфидные руды, мелкозернистые магматические породы, окварцованные известняки, джаспероиды |
| V | высшей средней абразивности | 30–45 | песчаники кварцевые и аркозовые средне- и крупнозернистые, плагиограниты, нефелиновые сиениты, мелкозернистые граниты, мелкозернистые диориты, порфириты, грейзены, лампрофиры, габбро, гнейсы, скарны (рудные и нерудные) |
| VI | повышенной абразивности | 45–65 | средне- и крупнозернистые граниты, диориты, гранодиориты, порфириты, нефелиновые сиениты, сиениты, кератофиры, пироксениты, монцониты, амфиболиты, кварцевые и окварционные сланцы, гнейсы |
| VII | высокоабразивные | 65–90 | порфириты, диориты, граниты, гранитоидные нефелиновые сиениты |
| VIII | в высшей степени абразивные | свыше 90 | корундосодержащие породы |
Литература
Источники
- ГОСТ Р 50544–93. Породы горные. Термины и определения. – Москва : Издательство стандартов, 1993.
Дополнительная литература
- Механические и абразивные свойства горных пород / под общ. ред. Л. А. Шрейнера. – Москва : Гостоптехиздат, 1958.
- Барон Л. И. Абразивность горных пород при добывании / Л. И. Барон, А. В. Кузнецов. – Москва : Издательство Академии наук СССР, 1961.
- Спивак А. И. Абразивность горных пород. – Москва : Недра, 1972.
- Cправочник по механическим и абразивным свойствам горных пород нефтяных и газовых месторождений / М. Г. Абрамсон, Б. В. Байдюк, В. С. Зарецкий [и др.]. – Москва : Недра, 1984.