Фильтры для воды

Абразивность горных пород

Абразивностью называется способность горной породы изнашивать породоразрушающий инструмент в процессе бурения. Абразивность породы зависит от твердости породообразующих минералов, характера сцепления зерен друг с другом, крупности и формы зерен, плотности породы и степени ее трещиноватости. Чем тверже и крупнее зерна минералов, составляющих породу, чем острее их ребра, тем выше абразивность пород.

Наиболее абразивными оказываются породы, в которых твердые минералы (например кварц, корунд, гранат) сцементированы менее твердым материалом или пространство между ними заполнено мягкими минералами. Пористые и трещиноватые породы более абразивны, чем монолитные и плотные.

Абразивными свойствами обладает также шлам твердых горных пород. Но степень абразивности горной породы в массиве не совпадает со степенью абразивности ее шлама. Очень твердая мелкозернистая или со стекловатой структурой порода может быть малоабразивной в массиве, тогда как достаточно крупные остроугольные частицы ее шлама имеют высокую абразивность.

Процесс абразивного износа можно себе представить как сумму отдельных царапаний, приводящих к срезанию тончайших стружек с резцов породоразрушающего инструмента.

Существует несколько методов определения абразивных свойств пород. Наиболее применим в условиях геологоразведочных организаций метод износа стального стержня, буровой коронки и свинцовых шариков. Анализы характера износа алмазных и твердосплавных коронок показывают, что износ их происходит в результате действия шлама разбуриваемых горных пород. Поэтому согласно ОСТ 41-89—74 абразивность горных пород рекомендуется определять по методу износа свинцовых шариков раздробленной породой на приборе ПОАП-2М (рис. 2.3).

Привод прибора осуществляется от электродвигателя 1 через эксцентриковый вал 2 с насаженным на нем маховиком 9. Вал установлен в подшипниках 10 кронштейнов. От вала движение через шатун 8 передается на рабочие органы 7, опирающиеся на шатуны 4 и опоры 6. Крышка 3 удерживает по три загрузочных цилиндра 5 в камерах рабочих органов. От муфты через ременную передачу вращение передается на шкив пульта управления 11, который состоит из счетчика числа ходов 12, реле, магнитного пускателя и выключателя.

Абразивность определяется следующим образом. Раздробленную горную породу из объемометра прибора ПОК высыпают на лист чистой бумаги в виде конуса, который с помощью пластинки развертывают в диск, а затем снова пересыпают в конус.

2.3

Рис. 2.3. Схема прибора ПОАП-2М для определения абразивности горных пород

Процесс перемешивания повторяют два-три раза для получения однородной среды. Из противоположных частей диска отбирают пробы объемом 1 см3 каждая.

В каждый загрузочный цилиндр помещают по 21 дробинке диаметром 3,25 мм, взвешенных с точностью до 5 мг, и 1 см3 раздробленной породы. Загрузочные цилиндры помещаются в прибор ПОАП-2М, устанавливается на его счетчике 18 000 и прибор включается в работу. Отключение прибора происходит автоматически через 20 мин работы, при этом электродвигатель совершает 28 тыс. оборотов. После испытания дробь промывается на приборе ПОАП-2М в чистых загрузочных цилиндрах, заполненных на две трети объема водой, в течение 5 мин. Промытая дробь протирается насухо, взвешивается каждая навеска и определяется потеря массы дроби m.

Коэффициент абразивности породы

Ka=0,01m

Где m – потеря массы дроби, мг.