Оцінка ефективності руйнування твердих гірських порід композитами, спеченими в системі алмаз-карбонат

Abstract

В результаті спікання методом просочування алмазного мікропорошку розплавами карбонатів в умовах високого тиску 8,0 ГПа і температури 2100 °С отримано двофазні надтверді композиційні матеріали алмаз–CaMg(CO 3 ) 2 і алмаз–SrCO 3 . Зносостійкість досліджуваних зразків композитів визначали за результатами точіння керна граніту Коростишівського родовища X категорії буримості. Визначення розміру і форми частинок шламу граніту Коростишівського родовища, відібраного при його руйнуванні, проводили методами лазерної дифракції та аналізу цифрових зображень з використанням аналізатора Microtrac Sync. Після аналізу результатів дослідження зносостійкості пластин композитів і характеру зносу їх різальної кромки встановлено взаємозв'язок між ступенем її зносу та енергоємністю руйнування гірської породи, розподілом за розмірами частинок в пробі шламу та їхньою питомою поверхнею. Для пластин композиту алмаз–CaMg(CO 3 ) 2 , що мають більш високу зносостійкість в порівнянні з іншими композитами, характерне підвищення в пробі шламу частки великих частинок та зменшення значення їх питомої поверхні, що свідчить про більш раціональне використання енергії, яка йде більшою мірою на руйнування гірської породи і в меншому ступені на тертя і знос.

The two-phase superhard composite materials diamond – CaMg(CO 3 ) 2 and diamond – SrCO 3 were obtained as a result of sintering by the method of impregnation of diamond micropowder with carbonate melts under conditions of a high pressure of 8.0 GPa and a temperature of 2100 °C. Wear resistance of the investigated composite samples was determined by based on the results of turning the core of granite from the Korostyshevskoye deposit of the X category of drilling. Determination of the size and shape of particles of granite fragments of the Korostyshevskoye deposit, taken during its destruction was carried out by laser diffraction and digital image analysis using a Microtrac Sync analyzer. The relationship between the degree of its wear of the cutting edge of composite samples and the energy consumption of rock destruction, the size distribution of particles in the cuttings sample and their specific surface was established after analyzing the results of the study of wear resistance and the nature of their wear. Plates of the diamond–CaMg(CO 3 ) 2 composite, which have a higher wear resistance compared to other composites, are characterized by an increase in the proportion of large particles in the cuttings sample and a decrease in the value of their specific surface, which indicates a more rational use of energy, which goes to a greater extent for destruction rock and to a lesser extent for friction and wear.