Твёрдости на установке УМГП-3.

Контрольные вопросы.

1. В каких пределах изменяется коэффициент крепости f?
2. Описать порядок определения коэффициента крепости методом толчения.
3. Описать методику определения категории пород по буримости.
4. Что такое абразивность? При каких процессах горного производства она проявляется?
5. Что называется крепостью и твердостью горных пород?
6. На какие группы подразделяются горные породы по величине коэффициента пластичности?
7. Что такое хрупкость и пластичность?

Тепловые свойства.

При изучении теплоемкости обратить внимание на существование удельной теплоемкости при постоянном объеме c_v и при постоянном давлении c_p. Так как во втором случае поглощаемое тепло расходуется не только на нагревание породы но и на внешнюю работу, связанную с тепловым расширением, то c_p>c_v.

 Ознакомиться с калориметрическим способом определения удельной теплоемкости. Образец породы массой m нагретый до температуры T₂ помещают в сосуд калориметра с дистиллированной водой при температуре T₀. Через некоторое время температура породы и воды выравнивается и станет равной T₁. Удельную теплоемкость определяют по формуле :

 , Дж/кгК                                                  (16)

где А - постоянная калориметра, равная количеству тепла, необходимого для нагревания его на один градус.

Иметь в виду, что удельная теплоемкость пород находится, в основном в пределах 0,4-2 кДж/кгК. Большой теплоемкостью обладает вода 4,19 кДж/кгК.

При изучении теплопроводности вспомнить, что передача тепла в различных средах от нагретых участков к холодным осуществляется в виде конвекции, излучения и теплопроводности. Теплопроводность - это передача тепла (энергии), осуществляемая на атомно -молекулярном уровне за счет увеличения интенсивности тепловых колебаний атомов, молекул и ионов. Она характеризуется коэффициентом теплопроводности λ, определяемым по формуле:

                                                     (17)

Если обозначить - удельный тепловой поток(количество тепла, проходящего через единицу сечения в единицу времени), а - градиент температуры (перепад температуры на единицу длины), то получим определение теплопроводности. Это удельный тепловой поток при градиенте температуры равном единице.

Тепловое расширение характеризуется коэффициентом линейного ά и объемного β расширения. Для изотропных пород и минералов . Все горные породы и минералы при нагревании расширяются. Если какой-то образец или объем породы не имеет возможности расширяться, то внутри него возникают термические напряжения σ_т. Они определяются следующим образом. Пусть имеется стержень породы длиной . При нагревании на температуру ΔT его удлинение определяется по формуле:

,                                               (18)

а относительное удлинение:

,                                                           (19)

Если стержень зажат и не может расширяться, то возникающие термические напряжения равны тем напряжениям, которые необходимы для сжатия удлинившегося стержня до первоначальных размеров. Из закона Гука следует . Подставив в эту зависимость выражение (19) получим:

                                      (20)

Запомнить, что вода обладает уникальным свойством - в интервале от 0⁰С до +4⁰С она не расширяется, а сжимается. Поэтому она имеет максимальную плотность при +4⁰С, и вода в водоемах замерзает сверху.

 Плавкость пород характеризуется температурой плавления и теплотой плавления. Эти показатели необходимы при расчетах технологических процессов переработки руд.

При изучении полиморфных превращений минералов обратить внимание на превращение кварца при температурах +573⁰С и 870⁰С. Они интересны тем, что происходят со скачкообразным изменением объема, что сопровождается значительными термическими напряжениями. А это способствует эффективному разрушению пород термическими способами. Таким образом, следует знать, что кварц - и кремнесодержащие породы относятся к термобуримым.

Термостойкость и морозостойкость характеризуют изменение прочностных свойств при высоких и низких (отрицательных) температурах. Определяются они относительным снижением предела прочности на сжатие при многократных циклах нагревания - охлаждения и замораживания - оттаивания. К термо - или морозостойким относятся породы, у которых это снижение после 25 циклов составляет менее 25%.

Иметь в виду, что для минерального топлива есть еще одна важнейшая характеристика - удельная теплота сгорания.

Контрольные вопросы.