Механические свойства полезных ископаемых

1. Тема 10. Механічні властивості корисних копалин

2.

• 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:
F
2
Р Н/м
S
где F – сила на сжатие пресса на образец до разрушения;
S – площадь поперечного сечения куска.

3.

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

4.

• 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
.

5.

Прочность горных пород (шкала проф. М.М. Протодъяконова)
Категория породы
Коэффициент крепости
Особо мягкие
2 5
Мягкие
5 10
Средней твердости
10 15
Твердые
15 18
Весьма твердые
18 20

6.

• 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..

7.

• Классификация минералов по шкале
Мооса:

8.

• 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.

9.

10.

• 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

11.

12.

• 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 кВт-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
k80 = 100 микрон

13.

14.

• 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.

15.

• 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.

16.

• 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%.

17.

• 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.

18.

• 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