Способ определения твердости гор-НыХ пОРОд и СТРОиТЕльНыХ МАТЕРиА-лОВ Советский патент 1981 года по МПК E21C39/00 

образуют отверстие 2 диаметром Д и глубиною /.

Пуансон устанавливают рядом с отверстием на расстояниях Сх для хрупких иород или Св - для вязких. Затем вдавливают иуансон 3 в образец в направлении стрелки Р на величину Лх - для хрупких пород или /IB - для вязких. При этом отделяют элемент 4 породы или материала. Величина вдавливания /ix или Лв определяется в момент отделения элемента породы по диаграмме нагрузки (см. фиг. 5) на прессе или на специальном вдавливающем устройстве.

Расстояния Сх и Св 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, Сх и Св принимать однозначными: й или Д 2й, а ,5й 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 перемеш,ается от поверхности внутрь образца на величину Лд. Вдавливание пуансона на прессе производят при непрерывном перемеш;ении его по стрелке Р (см. фиг. 1, 3).

Способ позволяет определять усилие вдавливания РО 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 / предварительного отверстия 2 должна приниматься такой, чтобы возможно было получить сдвиг второго элемента (например, /(3-6)uf). Большая глубина отверстия 2 обеспечивает возможность оставления части продуктов мелко раздробленной породы на дне отверстия 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 номош,ью сверления для любых пород. При этом необходимо пользоваться одним типом сверла. Режим сверления должен быть для всех пород одинаковым: постоянная частота враш,ения, например, « 100-400 мин и постоянная подача Дйп 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 нодготовке 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, отличаюш;ийс я 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. 227-229 (прототип) .