CC BY
13
© C.B. Ермаков, A.E. Кошелев, 2012
УДК 622.236.2
C.B. Ермаков, А.Е. Кошелев
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ
Определено влияние магнитно-импульсной обработки на модуль упругости железистых кварцитов.
Ключевыю слова: железистыю кварциты1, модуль упругости, магнитно-импульсная обработка.
В рамках данной работы проведены исследования по установлению влияния магнитно-импульсной обработки (МИО) на физико-механические свойства железистых кварцитов. У образцов цилиндрической формы, высота которых составляла более 70 мм, определялся модуль упругости до магнитно-импульсной обработки и после неё.
Для проведения испытаний применялось следующее лабораторное оборудование:
1. Испытательная машина (пресс) Еи-10 с максимальной нагрузкой 100 т (рис. 1).
2. Тензодинамометр с максимальной нагрузкой 25 т.
3. Датчики деформаций - тензо-резисторы с базой измерения 15 мм в прижимном тензометре ДМ-12, изображенном на рис. 2.
4. Комплекс автоматизации экспериментальных и технологических установок ДСТез! (комплекс ДСТез! оснащен средствами сбора данных и предназначен для автоматизации работ на исследовательских, испытательных, технологических и контрольно-диагностических установках).
Определение модуля упругости проводилось на основе измерения
сжимающей силы, приложенной к торцам образца, и его продольных деформаций, вызванных этой силой. Метод предусматривает знание значения предела прочности при одноосном сжатии испытываемой породы по ГОСТ 21153.2. Условный предел прочности образцов принимался равным 80 МПа. Деформационные характеристики образцов горных пород определялись в диапазоне от 5 до 50 % от предела прочности при одноосном сжатии. Образец горной породы устанавливался торцевой поверхностью в центре опорной плиты испытательной машины без каких-либо прокладок или смазок. После чего производилось нагружение образца со скоростью 1^5 МПа в секунду. При достижении нагрузки в пределах 40-50 % от разрушающей осуществлялась разгрузка образца до 10-13 МПа. В процессе нагружения производилась регистрация показаний всех датчиков, сигнал от которых поступал на измерительный комплекс ДСТеэ! Расчет напряжений и деформаций производился в следующей последовательности:
1. Тензодинамометр измеряет осевую нагрузку, которая пересчитыва-ется в осевое напряжение образца по формуле:
(( ц - К01 )• к,
1 • 9,8
где N0, и N
(МПа),
начальные показания «АСТвз1:-Рго» тензодинамометра, деле-
ния;
N
Рис. 1. Испытательная машина (пресс) Еи-100
. - текущие показания «АСТвз1:-Рго» тензодинамометра, шД; к - та-рировочная характеристика тензодинамометра, кг/шВ; Б0- площадь поперечного сечения образца, см2.
2. Расчет продольной деформации образца £1 производится по формуле
Ъ _
(N1 - N01)
N
• к,
0
начальные показания
Рис. 2. Прижимной тензометр ДМ-12:
1 - образец; 2 - тензорезистор продольных деформаций; 3 - тензорезистор поперечнык деформаций; 4 - прокладка резиновая; 5 - пружина
где N01 и N02
«АСТвз1:-Рго» тензодатчика шВ, деления; N - текущие показания «АСТвз1:-Рго» тензодатчика шВ, деления; к - тарировочная характеристика тензодатчика, шВ/шВ; N0 -
напряжение питания мостового соединения, шВ.
3. Определение величины модуля упругости Еу производится на прямолинейном участке «разгрузка» по соотношению Да/ Д£1 по графику зависимости а=^£1), данная зависимость аппроксимируется прямой линей, тангенс угла наклона которой и является модулем упругости образца горной породы.
В результате исследований было установлено, что после МИО железистых кварцитов их модуль упругости увеличивается, при этом относительный прирост значения модуля упругости зависит от временного интервала, прошедшего после МИО. Так относительный прирост модуля упругости
железистых кварцитов по прошествии восьми минут находится в диапазоне 5-10 %, по прошествии еще восьми минут данный относительный прирост возрастает до 2 раз.
Известно, что породы одного и того же минералогического состава, но разной степени уплотненности имеют разные модули упругости. Если породы находятся под все увеличивающимся напряжением, то они имеют повышенные значения Е,
Модуль упругости горных пород по мере увеличения глубины их залегания возрастает. По аналогии можно предположить, что МИО обеспечивает создание неравновесных состояний, обусловленных возникновением остаточных напряжений. Из этого следует практическая рекомендация: МИО руды с целью её разупрочнения не обязательно осуществлять непосредственно перед измельчением, это можно осуществить и предварительно.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород - М.: Недра, 1984. ШИЗ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Ермаков С.В. - аспирант, Кошелев А.Е. - аспирант,
Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
ВИКТОР АПЕКИШЕВ
КОНОПАТАЯ
Я работаю в лаве с ребятами. Честно делаю дело своё. И повсюду со мной конопатая, Конопатое счастье моё.
Вот работа окончена ратная. И обратно вагончик везёт. Ты доверила мне, конопатая, Конопатое счастье своё.
От тебя я на смену упрятанный. Только сердце чего-то поёт. Знаю, ждешь ты меня, конопатая, Конопатое счастье моё.
Хороша ты, дорога обратная. Дорогая, мне дверь отвори. И встречают меня конопатые, Конопатые дети мои.
Завтра снова профессия шахтная. И опять опускаемся вниз. Как люблю я тебя, конопатую, И свою конопатую жизнь!
