Тема 10 Механічні властивості корисних копалин

Тема 10. Механічні властивості корисних копалин

• Прочность – свойства, которое показывает способность горной породы не разрушаться под действием внешних сил до определенных пределов. • Прочность породы испытывают на сжатие, растяжение, изгиб и сдвиг. • Способ, определяющий прочность породы на сжатие:

• Наиболее выгодным видом деформирующего разрушения является растяжение (раскалывание), но по конструктивным соображениям в современной практике дезентеграции основным разрушающим воздействием является раздавливание.

• Прочностные свойства горных пород характеризуют коэффициентом крепости, предложенным проф. М. М. Протодьяконовым • Способ определения: на специальном приборе методом толчения за счет збрасывания груза массой 2. 4 кг с высоты 60 см. • Коэффициент крепости f приближенно определяется по временному сопротивлению раздавливанию сж цилиндрического образца (d=h=32 42 мм) по формуле.

• Твердость – сопротивление горной породы лаколизованому разрушению • Все минералы, породы и руды обладают различной твердостью в зависимости от химического состава и геологического происхождения. • В 1813 году, австрийский геолог Моос классифицировал минералы по их индивидуальной твердости. .

• Классификация минералов по шкале Мооса:

• Измельчаемость – оценивается по удельной производительности лабораторной мельницы. • Абразивность – характеризует способность горной породы изнашиваться при трении, а также изнашивать рабочие части дробилок при трение горной породы. Критериям абразивности относятся: суммарная потеря а массе; стержня из нержавеющей стали, истирающегося о поверхность горной породы в течение 10 минут.

• Прочность породы характеризует дробимость руды – обобщающий параметр – механические свойства всей горной породы и характеризуется энергоемкостью процесса. • Дробимость оценивается • 1. Индексом чистой роботы: • 2. Типовой характеристикой разгрузки стандартных дробилок. Эти показатели определяются экспериментально при дроблении руды -50+β (щель дробилки) в конусных или щековых дробилках малых типов размеров, удельный расход электроэнергии будет служить мерой дробимости

• Расчет энергозатрат • Основной формулой для этого служит формула Бонда* • где W - удельная потребляемая мощность • P и F классы продукта (Р) и питания (F) с 80% прохождением, в микронах, • Wi - индекс работы в к. Вт-ч/тонна. • Для P = 100 и очень больших F, Wi приблизительно совпадает с W, или, другими словами, равна удельной мощности, потребной для измельчения материала от бесконечного массива, до крупности k 80 = 100 микрон

• Найдем связь между удельной поверхностью (поверхностью единицы массы материала) и средней крупностью его кусков. Заменим рыхлый сыпучий материал идеальным, т. е. материалом, в котором все куски его слагающие, имеют правильную форму, например куба. • Масса одного куска , • где плотность материала; d средний диаметр кусков.

• Число кусков в Q тоннах материала • Поверхность одного куска • Поверхность Q тонн материала • Удельная поверхность материала • Как видно, удельная поверхность обратно пропорциональна размеру кусков материала и может служить мерой его крупности.

• Энергия, затрачиваемая на измельчение, во много раз превышает прирост свободной поверхностной энергии зерен, полученных в результате уменьшения крупности кусков исходного материала. Энергетический КПД измельчения по поверхностной энергии составляет около 0, 1 0, 6%.

• Энергия, подводимая к рабочим органам дробильных или измельчительных агрегатов расходуется на: • упругую и пластическую деформации зерен и рабочих поверхностей машины, изменения в структуре материала, механохимические реакции; • сообщение кинетической энергии обломкам зерен; • трение зерен между собой и о поверхности разрушения; • износ рабочих частей машины; • безрезультатные нагружения зерен; • звук. • В конечном счете все эти потери энергии превращаются в тепло.

• Степень раскрытия S минерала отношение количества свободных раскрытых зерен к общему количеству этих зерен и оставшихся сростков, выраженное в процентах. Раскрытие зерен полезного минерала происходит в результате разрушения сростков в разных направлениях, уменьшения крупности и освобождения их друг от друга. Однако, если физические свойства соприкасающихся минералов различны, а связь между ними слабее, чем в сростках, то разрушение происходит преимущественно по плоскостям спайности