22.2.3. Испытание методом толчения

Определение механической прочности ТГИ осуществляется также методом толчения по ГОСТ 21153.1-75 «Породы горные. Метод определения коэффициента крепости по Протодьяконову».

Сущность метода заключается в определении коэффициента крепости, который пропорционален отношению работы, затраченной на дробление горной породы, к вновь образованной при дроблении поверхности, оцениваемой суммарным объёмом частиц размером менее 0,5 мм.

Подготовленную пробу крупностью 20-40 мм (до 2 кг) делят на четыре части, каждую из которых испытывают. Для этого от каждой части отбирается по пять порций массой от 40 до 60 г. Каждая порция дробится отдельно в приборе определения крепости (ПОК), состоящий из стального стакана, вставленного в него трубчатого копра, внутри которого свободно помещается гиря массой 2,4±0,01 кг.

Каждую навеску отдельно дробят в стакане гирей, падающей с высоты 60 см. Число сбрасывания гири на каждую навеску устанавливают при дроблении первых пяти навесок. Число сбрасываний гири принимают в зависимости от ожидаемой крепости породы, обычно от 3 до 15 сбрасываний на каждую навеску. Для углей – обычно 3 сбрасывания.

Правильность выбранного режима испытания контролируют после просеивания первых пяти раздробленных навесок на сите с отверстиями 0,5 мм до прекращения выделения подрешетного продукта и замера его объёма в объёмомере с наружным диаметром 25 мм. При получении столбика мелочи высотой 20-100 мм по шкале плунжера число сбрасываний на каждую навеску сохраняют для оставшихся пятнадцати навесок. При меньшей или большей высоте столбика мелочи в объёмомере число сбрасываний корректируют соответственно в большую или меньшую сторону.

Оставшиеся пятнадцать навесок дробят в приборе последовательно в установленном режиме испытания: при постоянном числе сбрасываний гири и высоте подъёма гири 60 см.

После дробления каждых пяти навесок их просеивают на сите, подрешетный продукт сита ссыпают в объёмомер, замеряют плунжером высоту столбика мелочи и записывают её.

Коэффициент крепости горной породы (f) вычисляют по формуле:

f = n ·20 /h, (22.4)

где 20 – эмпирический числовой коэффициент, обеспечивающий получение общепринятых значений коэффициента крепости и учитывающий затраченную на дробление работу;

n – число сбрасываний гири при испытании одной навески;

h – высота столбика мелкой фракции в объёмомере после испытания пяти навесок, мм.

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов четырех определений.

Для величины, приближенно характеризующей относительную сопротивляемость горной породы разрушению, М. М. Протодьяконовым предложена шкала крепости, по которой горные породы делятся на десять категорий с коэффициентом крепости f от 20 до 0,3. Угли и антрацит в основном относятся к категориям VI; VI,a; VII: f от 6 до 1.