Твердость горных пород
ТВЁРДОСТЬ горных пород (а. rock hardness; н. Gesteinsfestigkeit; ф. durete des roches, durete des terrains; и. dureza de rocas, solidez de rocas, firmeza de rocas) — свойство горных пород оказывать сопротивление внедрению в них других тел при сосредоточенном контактном силовом воздействии.
Твердость — характеристика горных пород, отражающая их прочность. В зависимости от предназначения величина твердости определяется различными методами. При использовании метода царапания по поверхности горных пород перемещают острый алмазный наконечник или эталонный минерал (см. Мооса шкала). В качестве меры твердости принимают величину усилия, с которым протягивается наконечник, ширину и объём царапины. В методах сверления твердости определяют по показателям взаимодействия сверла и породы. Меры твердости в этом случае: объёмная работа разрушения, величина крутящего момента и др.
По методу Ф. Пфаффа и твердости А. Джаггара используют алмазные наконечники, по методу А. М. Янчура и А. М. Кульбачного — резцы, армированные твёрдыми сплавами. Распространено также определение твердости по высоте отскока бойка с алмазным наконечником, сбрасываемого на поверхность горных пород с фиксированной высоты (метод А. Ф. Шора). В современной практике широко используют методы вдавливания инденторов в исследуемый образец. При этом твердости определяют методами Ю. Бринелля, С. Роквелла и др., апробированными в металловедении.
В горном деле практическое применение имеет показатель твердости, определяемый по методу Л. А. Шрейнера путём выкола лунки в шлифованной поверхности породы под действием нагрузки, приложенной к штампу с плоским круглым основанием. Численное значение твердости представляет отношение максимальной силы, действующей на штамп в момент выкола лунки, к площади контактной поверхности. Аналогичным путём определяют контактную прочность по методу Л. И. Барона и Л. Б. Глатмана. Отличие заключается в том, что индентор вдавливают в естественную (необработанную) поверхность породы. Установлено, что контактная прочность на 30% меньше твёрдости по Л. А. Шрейнеру, которая в свою очередь в 5-20 раз превышает прочность породы при одноосном сжатии.
Показатели твердости используют при проектировании средств механизации горных работ, оптимизации режимов эксплуатации породоразрушающих органов, обосновании нормативов производительности различных конструкций инструментов и т.д.
