ИЗМЕНЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД ПОД ВЛИЯНИЕМ ЦИКЛОВ ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ

Установлены закономерности изменения внешней и полной удельных поверхностей известняка и кимберлита ряда алмазных месторождений Якутии под влиянием знакопеременного температурного воздействия. Исследовали образцы горных пород двух классов крупности: –20+10 мм и –2+1 мм. Внешнюю удельную поверхность образцов крупностью –20+10 мм определяли с помощью гранулометрического анализа. Под воздействием 10 циклов замораживания-оттаивания в водной среде, внешняя поверхность карбонатных пород трубки «Удачная» и трубки «Айхал» увеличивается в 3—12 раз. Внешняя поверхность кимберлита трубки «Интернациональная» и трубки «Мир» увеличивается в 8—14 раз. Полную удельную поверхность образцов крупностью –2+1 мм определяли многоточечным методом БЭТ на приборе «Сорбтометр-М». Проведенными экспериментальными исследованиями установлено, что под воздействием 5—10 циклов замораживания-оттаивания в водной среде, полная удельная поверхность образцов кимберлита трубки «Удачная» увеличивается на 38%, карбонатных пород трубки «Удачная» (доломит, доломитизированный известняк, известняк) увеличивается на 2—12%, а полная удельная поверхность образцов известняка карьера «Мохсоголлох» увеличивается на 5%. Интенсивность образования как внешней, так и полной удельной поверхности образцов зависит от среды, в которой происходит насыщение и замораживание образцов, пористости, минерального состава горной породы, а также масштабного фактора. Полученные результаты помогут понять механизм образования, зарождения и распространения дефектной структуры горных пород под действием знакопеременного температурного воздействия, приводящих в конечном итоге к дезинтеграции горных пород.

Ключевые слова

Циклы замораживания-оттаивания, кимберлит, дезинтеграция, удельная поверхность, метод БЭТ, разрушение.

Номер: 12
Год: 2018
ISBN:
UDK: 622.23.02
DOI: 10.25018/0236-1493-2018-12-0-31-38
Авторы: Захаров Е. В., Курилко А. С.

Информация об авторах: Захаров Евгений Васильевич — кандидат технических наук, старший научный сотрудник, e-mail: zaharoff@igds.ysn.ru Курилко Александр Сардокович — доктор технических наук, зав. лабораторией, заместитель директора ИГДС СО РАН, e-mail: a.s.kurilko@igds.ysn.ru, Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения РАН.

Библиографический список:

1. Курилко А. С., Попов В. И., Захаров Е. В. Знакопеременные температурные воздействия как фактор энергосбережения для технологий комплексной подготовки рудного сырья в условиях криолитозоны // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 5. — С. 84—92.

2. Захаров Е. В., Курилко А. С. Локальный минимум энергоемкости разрушения скальных пород в диапазоне отрицательных температур // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — № 2. — С. 94—98.

3. Zakharov E. V., Kurilko A. S. Effects of low temperatures on strength and power input into rock failure // Science in cold and arid regions, 2014, Vol. 6, issue 5, pp. 455—460.

4. Захаров Е. В. Экспериментальные исследования удельной энергоемкости разрушения карбонатных пород под действием циклов замораживания-оттаивания // Наука и образование. — 2017. — № 3. — С. 82—85.

5. Вайсберг Л. А., Каменева Е. Е. Взаимосвязь структурных особенностей и физико-механических свойств горных пород // Горный журнал. — 2017. — № 9. — С. 53—58.

6. Вайсберг Л. А., Каменева Е. Е. Изменение структуры горных пород при цикличном замораживании и оттаивании // Обогащение руд. — 2015. — № 2. — С. 28—31.

7. Zhou Keping, Li Bin, Li Jie-lin, Deng Hong-Wei, Bin Feng. Microscopic damage and dynamic mechanical properties of rock under freeze–thaw environment // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015. Vol. 25. Issue 4. рр. 1254—1261.

8. Lubera E. Frost weathering of selected rocks in the Tatra Mountains // Quaestiones Geographicae. 2014. 33(1). Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań, pp. 75—88.

9. Freire-Lista D. M., Fort R., Varas-Muriel M. J. Freeze–thaw fracturing in building granites // Cold Regions Science and Technology. 2015. Vol. 113. pp. 40—51.

10. Fener Mustafa, İnce İsmail. Effects of the freeze–thaw (F–T) cycle on the andesitic rocks (Sille-Konya/Turkey) used in construction building // Journal of African Earth Sciences. 2015. Vol. 109. рр. 96—106.

11. Lamp J. L., Marchant D. R., Mackay S. L., Head J. W. Thermal stress weathering and the spalling of Antarctic rocks // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2016. 121. pp. 1—22.

12. Федотов П. К. Эмпирическая зависимость предела прочности горных пород от размеров их кусков при дезинтеграции в поршневом прессе // Вестник иркутского государственного технического университета. — 2014. — № 12(95). — С. 92—97.

ИЗМЕНЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД ПОД ВЛИЯНИЕМ ЦИКЛОВ ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ

Подписка на рассылку