Начальные условия

Приборы и материалы

Цель лабораторной работы

Определение механических свойств горных пород методом статического вдавливания

Содержание

1 Определение механических свойств горных пород методом статического вдавливания.................................................................... 5

1.1 Цель лабораторной работы............................................................................... 5

1.2 Приборы и материалы........................................................................................ 5

1.3 Начальные условия............................................................................................. 5

1.4 Подготовка к испытанию (для ознакомительного чтения)............................... 6

1.5 Общее руководство по проведению работы..................................................... 6

1.6 Правила пользования прессовой установкой.................................................... 8

1.6.1 Конструкция пресса.......................................................................................... 8

1.6.2 Подготовка пресса к работе............................................................................. 9

1.6.3 Возможные проблемы...................................................................................... 9

1.6.4 Ошибки в проведении работы........................................................................ 10

1.6.5 Предварительные указания перед испытанием на твёрдость....................... 10

1.6.6 Установка образца на поршень пресса.......................................................... 10

1.6.7 Порядок проведения испытания..................................................................... 11

1.7 Состав протокола испытания........................................................................... 12

1.8 Обработка результатов испытаний.................................................................. 14

1.8.1 Первый способ графической обработки........................................................ 17

1.8.1.1 Метод палетки............................................................................................... 19

1.8.1.2 Метод разбивки площади диаграммы на правильные фигуры.................. 20

1.8.2 Второй способ графической обработки......................................................... 21

1.9 Точность результатов испытания..................................................................... 27

1.10 Оформление лабораторной работы................................................................. 28

1.11 Контрольные вопросы...................................................................................... 28

2 Определение абразивной способности горных пород методом Л.И. Барона и А.В. Кузнецова.............................................. 29

2.1 Краткая теория.................................................................................................. 29

2.2 Цель лабораторной работы............................................................................. 30

2.3 Установка и принцип её использования........................................................... 30

2.4 Режим испытания пород на абразивность....................................................... 32

2.5 Порядок испытания.......................................................................................... 33

3 Определение твёрдости минералов и металлов................ 38

3.1 Цель лабораторной работы............................................................................. 38

3.2 Краткая теория.................................................................................................. 38

3.3 Устройство прибора ПМТ-3............................................................................ 40

3.4 Включение и выключение прибора.................................................................. 40

3.5 Порядок выполнения работы........................................................................... 40

3.5.1 Подготовка к испытанию................................................................................ 40

3.5.2 Вдавливание пирамиды в образец................................................................. 41

3.5.3 Определение значений сдвига........................................................................ 42

3.5.4 Измерение диагоналей отпечатков................................................................. 44

3.5.5 Определение твёрдости................................................................................... 45

4 Изучение влияния воздействия буровых растворов внутреннее трение в лабораторной модели щели................. 47

4.1 Цель лабораторной работы............................................................................. 47

4.2 Ознакомление с прибором ВСВ-25................................................................. 47

4.3 Подготовка пар трения исследуемых материалов к работе........................... 49

4.4 Порядок выполнения опытов........................................................................... 50

4.5 Фиксация и обработка результатов опытов.................................................... 52

4.6 Задание.............................................................................................................. 54

Приложение...................................................................................................... 55

Цель лабораторной работы: составить протокол заданного числа точечных испытаний по методу статического вдавливания интересуемого образца горной породы, который оформить в виде таблицы заданной формы (вместе с итоговым определением средних по всему образцу значений механических свойств).

Определить оптимальный для бурения этой породы тип породоразрушающего инструмента по справочнику.

Для подготовки к работе [1]: приспособления для резания и шлифования образцов; микрометр по ГОСТ 6507-60; планиметр; индикаторы часового типа многооборотные с ценой деления 0,001 или 0,002 по ГОСТ 9696-61; поверочная плита по ГОСТ 10905-64; лупа измерительная по ГОСТ 8309-57; абразивные порошки №12 и №6 по ГОСТ 3647-59; микропорошок М20 и М18 по ГОСТ 3647-59; эксикатор по ГОСТ 6371-64;

Для проведения испытания: микроскоп типа МИН-8 с принадлежностями; прессовая установка; индикатор часового типа с ценой деления 0,01 по ГОСТ 577-60; набор цилиндрических штампов (пуансонов); шпатель; игла; парафин по ГОСТ 9348-60, или пластилин, или замазка; весы аналитические типа АДВ-200 или весы торсионные типа ВТ с пределом измерения до 1000 мг, мерный цилиндр на 100 см³.

В данной работе механические свойства горных пород определяют с помощью медленного вдавливания цилиндрического штампа с плоским основанием (штамп или пуансон). При вдавливании штампа в твёрдые горные породы (с пределом твёрдости > 30 МПа) применяются цилиндрические штампы из твёрдых сплавов, при меньшей твёрдости применяются штампы из закалённой стали:

а) цилиндрические, с площадью контакта не менее 1,6 мм², – из закалённых сталей (марки ШХ15 по ГОСТ 801-60, У8 по ГОСТ 1435-54, Р18 или Р9 по ГОСТ 9373-60 с твёрдостью HRC от 60 до 64) применяются для горных пород с пределом твёрдости P_ш до 25 МПа;

б) цилиндрические, или имеющие форму усечённого конуса с углом при вершине 45º из твёрдого сплава ВК15 по ГОСТ 3882-61 применяются для горных пород с пределом твёрдости P_ш более 25 МПа/мм².

Диаметр рабочего торца штампа должен быть больше, чем 6,7 среднего диаметра зёрен горной породы, из которой изготовлен испытываемый образец, но не менее 1,6 мм. При таких условиях величина соотношения между общей площадью зёрен и площадью цемента под штампом будет удовлетворительно постоянной, независимо от места втыкания штампа в породу.