Определения показателей механических свойств горных пород методом статического

Содержание

1. Определения показателей механических свойств горных пород методом статического
2. Схемы вдавливания штампа в поверхность породыЦилиндрический штамп
3. При испытании плотных и однородно-пористых пород можно
4. Зависимости
5. Вид зависимости F от h при вдавливании
6. Методика расчета показателей механических свойств горных пород
7. Показатель, характеризующий упругие свойства породы3. Модуль деформации
8. Показатель, характеризующий затраты энергии на разрушение породы5.
9. В нормативной документации по технологии бурения широко
10. 1- образец породы;2 – цилиндрический штамп;3 –
11. Зависимости энергоемкости разрушения породы AV и объема
12. Развитие зон разрушения породы с увеличением энергии
13. Переходная область - подготовка второго скачка разрушения
14. Переходная область – подготовка третьего скачка разрушения
15. Переходная область - подготовка четвертого скачка разрушения
16. Влияние дифференциального давления на разрушение горной породы
17. Слайд 17
18. Скачать презентанцию

Схемы вдавливания штампа в поверхность породыЦилиндрический штамп 1 диаметром d вдавливается в подготовленную поверхность образца горной породы 2 силой F, которая медленно увеличивается от 0 до Fтах и при которой происходит

Главная
Разное
Определения показателей механических свойств горных пород методом статического

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Определения показателей механических свойств горных пород методом статического вдавливания штампа

по ГОСТ 12288-66
(методом Л.А. Шрейнера).
Значительная часть горных пород –

тела хрупкие или пластично – хрупкие поэтому методы определения твердости для упруго – пластичных тел, когда задается нагрузка на индентор с увеличивающейся в процессе вдавливания поверхностью контакта, а определяется площадь поверхности пластического отпечатка не подходит.

Школой Л.А. Шрейнера был разработан метод определения твердости горных пород при котором задается постоянной в процессе вдавливания площадь контакта индентора, а характерные нагрузки определяются. В подготовленную (шлифованную) поверхность образца породы вдавливается цилиндрический штамп с плоским основанием.

Определения показателей механических свойств горных пород методом статического вдавливания штампа по ГОСТ 12288-66 (методом Л.А. Шрейнера).Значительная часть

Слайд 2Схемы вдавливания штампа в поверхность породы
Цилиндрический штамп 1 диаметром d

вдавливается в подготовленную поверхность образца горной породы 2 силой F,

которая медленно увеличивается от 0 до Fтах и при которой происходит либо хрупкий выкол породы вокруг штампа с образованием лунки, либо глубина вдавливания штампа достигает предельного значения 0,75 мм, если ранее хрупкого разрушения не было.

Вдавливание осуществляется на специализированной установке УМГП-3 или на гидравлическом прессе с тензометрическим и аналого – цифровым преобразователями, которые автоматически записывают график зависимости

Схемы вдавливания штампа в поверхность породыЦилиндрический штамп 1 диаметром d вдавливается в подготовленную поверхность образца горной породы

Слайд 3При испытании плотных и однородно-пористых пород можно использовать штампы с

площадью рабочей поверхности до 2 мм2, а для пород с

размером зерен больше 0,25 мм лучше использовать штампы с площадью рабочей поверхности 3 мм2. Для испытания сильнопористых и малопрочных пород необходимы штампы с площадью рабочей поверхности 5 мм2 и более.

Образцы пород (керны) высотой 30-50 мм и диаметром не менее
40 мм, которые должны иметь две плоскопараллельные шлифованные поверхности.

Требования к штампу и образцу горной породы

При испытании плотных и однородно-пористых пород можно использовать штампы с площадью рабочей поверхности до 2 мм2, а

Слайд 4Зависимости

, полученные на установке УМГП-3
Зависимости

,полученные на гидравлическом прессе

Хрупкая порода

Пластично – хрупкая порода

Высокопластичная порода

Зависимости , полученные на установке УМГП-3Зависимости

Слайд 5Вид зависимости F от h при вдавливании штампа
на установке УМГП-3

и схема измерений величин для расчета показателей механических свойств пластично

– хрупкой горной породы

Вид зависимости F от h при вдавливании штампана установке УМГП-3 и схема измерений величин для расчета показателей

Слайд 6Методика расчета показателей механических свойств горных пород
1. Твердость горной

породы по штампу

рш = Fmax/S , МПа (Н/мм2), где S – площадь контакта штампа с горной породой, мм2,
S = 0,785d2, где d – диаметр штампа, мм;
Fтах – нагрузка на штамп в момент хрупкого выкола.
Для высокопластичных пород рш не определяется.

2. Предел текучести горной породы по штампу
ро = F0 / S, МПа (Н/мм2),
где F0 – нагрузка на штамп, соответствующая переходу от упругого деформирования к неупругому

Показатели, характеризующие прочностные свойства породы

Методика расчета показателей механических свойств горных пород 1. Твердость горной породы по штампу

Слайд 7Показатель, характеризующий упругие свойства породы
3. Модуль деформации при вдавливании

C = F0

/(d ho), МПа,
где h0 – глубина погружения штампа в породу, соответствующая переходу от упругого деформирования к неупругому

Показатель, характеризующий пластические свойства породы

4. Условный коэффициент пластичности

где АУ - работа упругих деформаций, пропорциональная площади треугольника ODE,
АВ – работа, совершаемая штампом до момента хрупкого выкола, пропорциональна площади фигуры OABC.
K =1 – для хрупких пород,
- для высокопластичных пород

Показатель, характеризующий упругие свойства породы3. Модуль деформации при вдавливании

Слайд 8Показатель, характеризующий затраты энергии на разрушение породы
5. Энергоемкость разрушения породы

AV=AР /

Vл, Дж/ см3
где АР – полная работа, совершаемая штампом при образовании лунки объемом VЛ.
VЛ – определяется методом заполнения лунки парафином или пластилином.

Показатель, характеризующий затраты энергии на разрушение породы5. Энергоемкость разрушения породы

Слайд 9В нормативной документации по технологии бурения широко используется оценка твердости

пород в категориях. Наиболее просто задача определения твердости Н в

категориях решается, если известны прочность на одноосное сжатие, твердость или предел текучести по штампу:
Н = 12(1 – ехр(-0,02377σсж 0,687)), кат.;
Н = 12(1 – ехр(-0,00487·рш0,666)), кат.;
Н = 12(1 – ехр(-0,0349·р00,433)), кат.

Классификация горных пород по твердости

В нормативной документации по технологии бурения широко используется оценка твердости пород в категориях. Наиболее просто задача определения

Слайд 101- образец породы;
2 – цилиндрический штамп;
3 – груз массой m;
4

– тензопреобразователь силы;
Н – высота сбрасывания груза;
V – объем лунки;
h

– глубина погружения штампа в породу.

Скачкообразность разрушения горных пород при вдавливании

Изучение скачкообразности разрушения горной породы при вдавливании проводилось на копре с свободно падающим грузом

Схема копра

Энергия удара T=mgH,
Сила, действующая на штамп - Р

1- образец породы;2 – цилиндрический штамп;3 – груз массой m;4 – тензопреобразователь силы;Н – высота сбрасывания груза;V

Слайд 11Зависимости энергоемкости разрушения породы AV и объема лунок V от

энергии удара Т
С увеличением энергии воздействия энергоемкость разрушения скачкообразно уменьшается,

а объем лунки ступенчато растет.

Минимумы энергоемкости выделяют как скачки разрушения

Зависимости энергоемкости разрушения породы AV и объема лунок V от энергии удара ТС увеличением энергии воздействия энергоемкость

Слайд 12Развитие зон разрушения породы с увеличением энергии удара
Подготовка первого скачка

разрушения породы -
Первый скачок разрушения породы -
За одно

воздействие один выкол

Развитие зон разрушения породы с увеличением энергии удараПодготовка первого скачка разрушения породы - Первый скачок разрушения породы

Слайд 13Переходная область - подготовка второго скачка разрушения -
Второй скачок

разрушения породы -
За одно воздействие два последовательных выкола
Развитие зон

разрушения породы с увеличением энергии удара

Переходная область - подготовка второго скачка разрушения - Второй скачок разрушения породы - За одно воздействие два

Слайд 14Переходная область – подготовка третьего скачка разрушения -
Третий скачок

разрушения породы -
За одно воздействие три последовательных выкола породы
Развитие

зон разрушения породы с увеличением энергии удара

Переходная область – подготовка третьего скачка разрушения - Третий скачок разрушения породы - За одно воздействие три

Слайд 15Переходная область - подготовка четвертого скачка разрушения породы -
Четвертый скачок

разрушения породы -
Развитие зон разрушения породы с увеличением энергии удара
За

один акт воздействия четыре последовательных выкола породы

Переходная область - подготовка четвертого скачка разрушения породы -Четвертый скачок разрушения породы -Развитие зон разрушения породы с

Слайд 16Влияние дифференциального давления на разрушение горной породы вдавливанием
Дифференциальное давление рд

рд = рс -

рп

рс - рт = ру,

где р0з – предел текучести горной породы в забойных условиях;
а – коэффициент пропорциональности

Влияние дифференциального давления на разрушение горной породы вдавливаниемДифференциальное давление рд рд =

Слайд 17

Скачать презентацию

Разделы презентаций