巖礦的力學性質及對破碎的影響

一、巖礦的力學性質

巖礦的破碎是個力學過程，巖礦是被破碎的對象，因此，研究破碎前必須對巖礦的力學性質有所認識。

巖礦的力學性質依作用力方式的不同而存在不同的表現，如巖礦受壓力作用時巖礦表現出的是抵抗壓碎的能力，受剪切力作用時表現出抵抗剪切的能力，受彎折力作用時表現出抵抗彎折的能力等，通常用強度來表征巖礦的抵抗能力，同種巖礦抵抗不同作用力的能力是不同的，一般地，巖礦的抗壓強度最大，抗剪強度次之，抗彎強度較小，抗拉強度最小。如果抗壓強度為1，其他強度只是它的很小的分數，M.M.普羅托吉雅可諾夫認為，巖石的堅固性在各方面的表現是趨于一致的，難破碎的巖石，用各種方法都難破碎，而易破碎的巖石，用各種方法都易破碎，于是，提出“堅固性系數”f(即普氏系數)，用以表示巖石的相對堅固性。一種巖石較另一種巖石的堅固性系數大若干倍，就意味著用任何一種方法破碎前者都比破碎后者因難許多倍。而普氏硬度系數／約為單軸抗壓強度的α壓的百分之一：

因此，求出巖礦的抗壓強度α壓也就從式(3-1-6)求出普氏系數，而普氏系數綜合反映了巖礦的綜合強度。按照M.M.普羅托吉雅可諾夫的說法，當知道一種巖礦的α壓、α拉、α剪、α彎曲及α沖擊時，只要再知道另一種巖礦的α壓，就可以由已知巖礦的各種強度推算另一種巖礦的各種強度值。普羅托吉雅可諾夫提出的辦法，得到礦業界的公認，井把普氏硬度系數f作為巖礦的綜合強度，作為綜合礦山工藝過程的方法。作為巖礦的破碎及磨碎，無論其機械的設計及工藝過程的實施均必須依據巖礦的力學強度值，否則，設計的破碎機械強度不夠，或破碎不能順利進行。

巖礦的普氏硬度系數f反映了巖礦的綜合強度，可以由它確定破碎力的強度，但破碎力的作用方式也是影響破碎的重要因素。而影響破碎力作用方式的是巖礦的韌性，包括脆性、柔性、延展性、撓性及彈性等。這就必須測定巖礦的彈性模星及泊松比(反映縱向變形與橫向變形比值的參數)。依據巖礦的這些力學性質才能確定破碎力的合適方式，才能使破碎效果好。

二、巖礦力學性質對破碎磨碎的影響

愈硬的礦石愈難破碎及磨碎，為了能將礦石力學強度對破碎及磨碎的影響進行量化確定，在工程計算上，提出用可碎性系數及可磨性系數來表征這種影響。

在工程應用及計算上，為了確定巖礦力學強度對碎磨的影響，常將巖礦按強度進行分級，表3-1-1是碎礦和磨礦中常用的巖礦強度分級表。當然，各種書分級的等級并不一致，還有分三級的、四級的及五級的。巖礦的強度分級表及可碎性系數和可磨性系數在計算碎磨設備時要用到。