1-Mavzu. Kirish. Turli foydali qazilmalardan foydalanishda boyitishning roli va axamiyati

Майдалаш жараёнининг назарий асослари
Парчаланишда ички боғланиш кучларини енгиш учун сарфланган энергияни аниқлаш майдалаш ва янчиш назариясининг асосий вазифаларидан бири ҳисобланади.
Маълумки, кo’пгина қаттиқ кристал жисмлар, шу жумладан, тоғ жинслари ҳам поликристал ҳисобланади, яъни жуда кo’п сонли бирлашиб тетган майда кристал заррачалардан иборат.
Боғланиш кучининг турларига қараб, ионли, атомли; металли, молетуляр ва водород боғли кристаллар мавжуд. Ион боғланишли кристалларда кристаллик панжаранинг тугунларида ионлар жойлашади. Боғланиш қарама-қарши ишорали ионларнинг o’заро электр таъсирлашуви натижасида содир бo’лади.Ионлар орасидаги o’заро таъсирлашув кучи қанча катта бo’лса, кристалларнинг қаттиқлиги шунча юқори бo’лади.
Атом боғланишли кристаллар панжараларининг тугунларида атомлар жойлашиб, уларнинг орасида товалент ёки гомеополяр кимёвий боғ мавжуд. Товалент боғланиш асосида ҳар қайси атомдан биттадан электрон олиб валент электронларнинг умумий жуфтлигини ҳосил қилиш ётади. Метал боғланишли кристалларда метал ионлари орасидаги боғланиш ҳамма кристаллар учун умумий бo’лган электрон булути орқали таъминланади. Молекуляр боғланишли кристаллар кристал панжара бo’ғимларига нисбатан кучсизрок Вандерваальс кучлари билан ушланиб турувчи молекулалар борлиги билан характерланади. Водород боғланишли кристалларда молекулалараро боғланиш водород атомлари орқали амалга ошади. Боғланишнинг Вандерваальс кучлари ковалент ва ион боғланишга нисбатан икки марта ва водород боғланишга нисбатан бир марта кучсизроқдир. Металл боғланиш ковалент ва ион боғланишга нисбатан бир мунча кучсизроқ.
Реал кристаллар кристал панжарадаги бузилишларга эга бo’либ, улар нуқсонлар деб аталади. Бу нуқсонлар нуқтали, бир o’лчамлива икки o’лчамли бo’лиши мумкин. Нуқтали нуқсонлар o’з навбатида энергетик, электрик ва атомли нуқсонларга бo’линади. Уларнинг орасида энг кo’п тарқалгани энергетик нуқсонлар ҳисобланиб, улар иссиқлик ҳаракати ёки радиация орқали ҳосил бo’лади. Электрон нуқсонлар электронларнинг ортиб кетиши ёки етишмаслиги сабабли (кристаллардаги тo’лдирилмаган валент боғлар-тешиклар) ёки этситонлар (кулон кучлари билан боғланган электрон ва тешиклардан таркиб топган жуфтлашган нуқсонлар) нинг борлиги туфайли ҳосил бo’лади. Атомли Нуқсонларга атомларнинг кристал панжара тугунларидан тугунлар оралиғига силжиши мисол бo’лади. Бир o’лчамли (чизиқли) нуқсонлар атом текислигининг o’заро дислокацияси (силжиши) дан ҳосил бo’лса, икки o’лчамли Нуқсонлар чизиқли дислокация қаторлари силжишидан ҳосил бo’лади.
Нуқтали нуқсонлар ҳар қандай реал кристалда мавжуд бo’либ, улар иссиқлик ҳаракати натижасида молекулаларнинг жойлашишидаги тасодифий o’згариш натижасида доимо туғилиб ва йo’қ бo’либ туради. Панжаранинг атомли нуқсонлари кристалларнинг механик ва бошқа хоссаларига таъсир қилиши мумкин. Силжиш минералларнинг физик хоссаларига атомли нуқсонга нисбатан кo’проқ даражада таъсир қилади. Кучланишлар таъсири остида силжишлар енгил ҳаракатланишга эга бo’лади ва o’заро ҳамда панжаранинг бошқа нуқсонлари билан жадал таъсирлашади. Харакатдаги силжишларнинг тo’сиқлар билан (заррачанинг кирраси, бошқа силжишлар ва ҳ.к) таъсирлашуви натижасида силжишлар (дислотация) нинг кo’пайиши содир бo’лади.
Нуқсонлар концентрациясининг маълум бир қийматгача ортиши кристаллар мустахтамлигининг тамайишига олиб телади. Сунгра Нуқсонлар силжишлар ҳаракатини қийинлаштиради ва бу мустаҳкамловчи омил саналади.Тоғ жинсларини майдалаш ва янчиш уларни сиқилиш ва силжишдаги мустаҳкамлик чегараларидан ортиқ кучланишларда дарзлар ва нисбатан кучсизроқ жойларидан парчалаш орқали бошланади. Кейин эса бир жинслироқ масса парчаланади.
Мo’рт қаттиқ жисмлар одатда уларнинг Юнг модулининг минг улушини ташкил қилувчи кучланишда парчаланади. Маълум чегарагача кучланишнинг ортиши билан мo’рт жисмларда дарзларнинг тарқалиш тезлиги ортади. Харорат ва сиқилувчи босимнинг ортиши билан парчаланиш (емирилиш) жараёни мураккаблашиб боради, пласРит деформация содир бo’лиши мумкин. Кучнинг аста-секин қo’йилиши парчалашдан олдин тамроқ пласРит деформация ҳосил бo’лишига олиб телади ва тезроқ қo’йилгандагига нисбатан тамроқ энергия талаб қилади. Кучланиш ишлатишининг оптимал тезлиги зарбанинг йo’налиши ва парчаланувчи маҳсулотнинг o’лчамига боғлик бo’либ, 40 120 м/с орасида бo’лади. Шуни ҳисобга олинганда, болғали майдалагичлар бошқа турдаги майдалагичларга нисбатан самаралироқ ҳисобланади. Маҳсулотдаги заррачаларнинг o’лчами камайган сари уни парчалаш учун кo’проқ энергия талаб қилинади.
Шуни эътиборга олиш керакти, заррачанинг парчаланиши фақат ташқи куч таъсирида эмас, балки иссиқлик энергияси таъсирида ҳам содир бo’лади. Ҳар хил минералларнинг иссиқликдан кенгайиш коэффициенти ва уларнинг ҳажмий кенгайиши ҳар хиллиги туфайли тоғ жинслари қиздирилганда, айниқса минералларнинг бириккан чегаралари бo’йлаб янчилиши осон бo’лади. Бундай ҳолларда янчиш учун термомеханик эффект (магнитловчи туйдириш, газ пуркаш орқали янчиш ва ҳ.к.да) ларни қo’ллаш мақсадга мувофиқдир.
Тоғ жинсларининг механик хоссалари
Майдалаш ва янчиш жараёнлари учун тоғ жинсларининг муҳим характеристикалари бo’либ мустахтамлит (қаттиқлик), майдаланувчанлит, янчилувчанлит ва абразивлит (чарxлаш, силлиқлаш) ҳисобланади.
Тоғ жинсларининг мустаҳкамлиги деб, унинг ташқи куч таъсири остида мустаҳкамликнинг маълум чегарасича парчаланмаслит қобилиятига айтилади. Майдаланувчанлит тоғ жинслари механик хоссаларининг умумлашган параметри бo’либ, улар майдалаш жараёнининг энергия сиғими билан характерланади. Майдаланиш майдалагичнинг тоза иш индетси ва стандарт майдалагич намунавий бo’шатиш характеристикаси билан баҳоланади. Бу кo’рсаткичлар o’лчами 50 (40)-е мм (е-майдалагич бo’шатиш туйнугининг тенглиги) ли рудани кичик o’лчамли конусли ёки юзали майдалагичда майдалаш натижасида тажриба йo’ли билан аниқланади.Майдалашга сарфланган энергиянинг солиштирма сарфи майдалашнинг o’лчови бo’либ хизмат қилади. Бу усулнинг тамчилиги: катта микдордаги намунанинг ишлатилиши (150-300 тг), майдалагичга доимий ютлашни таъминлашнинг қийинлиги, фойдали қувватни аниқлашнинг ноаниқлиги.Янчилувчанлик лаборатория тегирмонининг солиштирма ишлаб чиқариш унумдорлиги билан баҳоланади (янчиш бo’лимида тенгроқ o’рганилади). Абразивлик тоғ жинсларини майдалагич, тегирмон ва бошқа машиналарга ишқаланиши таъсирида емирилиш қобилиятини характерлайди.Тоғ жинсларининг механик хусусиятларини o’рганишда уларни бир o’қли сиқилиш, чo’зилиш, силжиш ва эгилишга синаб тo’рилади.Тоғ жинслари намуналарининг (думалоқ ёки тo’ғри бурчаккесимли) сиқилишга мустаҳкамлиги қуйидаги формула орқали аниқланади:
Р = F/S
бу ерда: P - сиқилишдаги мустаҳкамлик чегараси, Па;
F - пресснинг намунага сиқилиш кучи, Н;
S - намунанинг тундаланг кесим юзаси, м².
Тоғ жинсларининг механик хоссалари уларнинг тартиби ва тузилишига, ғоваклит, қатламлит, жинсни ташкил қилган заррачаларнинг o’лчами ва ҳ.к боғлиқ.
Кристаллар, цементловчи моддалар ва синиқ парчалари ва ҳ.к. орасидаги тортишиш кучи тенг чегарада o’згариб туриши туфайли бир хил тоғ жинсларининг механик хусусиятлари сезиларли даражада тебраниб туришига олиб телади.
Мo’рт жинсларнинг реал мустаҳкамлиги назарий мустаҳкамлигидан кичик.
Тоғ жинсларини чo’зилиш, силжиш ва эгилишга текшириш махсус тажрибаларда аниқланади. Тоғ жинсларининг чo’зилишдаги мустаҳкамлик чегараси сиқилишдагига нисбатан бир мунча кичик. Силжишдаги мустаҳкамлик чегараси эзилиш ва сиқилишдагидан бир мунча юқори.
Силжиш деб кандайдир текисликда параллел жойлашган жисмнинг ҳамма қатламдаги деформациясига айтилади. Силжишда деформация- ланувчи жисм ҳажми o’згармайди.
Майдалашда (янчишда) деформациянинг энг мухим тури чo’зилиш ҳисобланади.Кўп ҳолларда тоғ жинслари янчилувчи заррачаларнинг o’лчами кичрайиши билан мустахкамлик ортиб боради. Тоғ жинслари учун заррачаларнинг o’лчами 0,1 - 0,5 мм дан кичик бo’лганда мустахтамлитнинг сезиларли даражада ортиши тузатилади.
Тоғ жинсларининг қаттиқлигини аниқлашда проф.М.М. Протодьятонов томонидан татлиф қилинган қаттиқлик шкаласидан фойдаланилади. Бу шкаланинг коэффициентлари ҳар хил жинсларнинг емирилувчанлигини таққослаш учун ишлатилади. Коэффициентларнинг қиймати 1 дан 20 гача.
Тоғ жинсининг қаттиқлик коэффициенти қаттиқликни аниқловчи махсус асбобда туюш усули орқали тажриба йo’ли билан аникланади. Бу усулга тo’ра қаттиқлик коэффициенти тоғ жинсини майдалашга сарфланган ишни 0,5 мм дан кичик зарраларнинг умумий ҳажми билан баҳоланувчи майдалаш натижасида янгитдан ҳосил бo’лган юзаларга нисбатига пропорционал. Одатда синашга o’лчами -40 +20 мм ли ва оғирлиги 0,04-0,06 тг бo’лган маҳсулотнинг намунаси учратилади.
Тоғ жинсининг қаттиқлик коэффициенти қуйидаги формуладан топилади:
f = 20 n / h
бу ерда: n - оғирлиги 2,4 тг бo’лган ютни 0,6 м баландлитдан ташлаш сонлари.
h - маҳсулотнинг 5 та намунасини ҳажм o’лчагичда o’лчашдан кейинги - 0,5 мм ли майда фракция устунинг баландлиги, мм
Ҳажм o’лчагичнинг диаметри 23 мм.
Тоғ жинсининг майдаланувчанлиги ва янчилувчанлигини характерлаш учун парчаланишга қаршилик деб аталувчи махсус таърифдан фойдаланилади.
Тоғ жинслари ташқи таъсирга турлича жавоб беради. Шундай тоғ жинслари учрайдики, уларнинг деформацияси парчаланишга қадар жуда сезиларсиз ҳамда айримларининг деформацияси унча катта бo’лмаган юкда миллиметрга етади ва парчаланиш содир бo’лмайди.
Тоғ жинслари деформацияланишининг бундай хилма-хиллигига сабаб уларнинг ички боғланиш кучларидаги фаркдир.
қайишқоқ (эластик) тоғ жинслари кучланишнинг сo’нгги қийматида мo’рт парчаланишга учрайди - эластик деформациядан кейин уларнинг боғлари узилади.
Эластик тоғ жинслари деформациянинг доимий тезлигига эга.
Мo’рт парчаланиш учун 4 босқич характерли: 1 - дарзларнинг зичлашиши ва ёпилиши; 2 - эластик деформация; 3 - янги дарзларнинг туғилиши ва ривожланиши; 4 - дарзларнинг тармоқланиши ва қo’шилиши, маҳсулотнинг парчаланиши.
Тоғ жинсларини парчалашда куч ёки юк турли усуллар билан қo’йилиши мумкин. Куч қo’йишнинг статик, динамик, зарба (импульс) ва бошқа усуллари мавжуд. Куч қo’йиш тезлигининг o’згариши билан тоғ жинсларининг деформацион хусусиятлари ҳам o’згаради.
Статик куч вақтга боғлиқ эмас, динамик куч қисқа муддатли ва кучнинг бир зумда o’сиши билан характерланади; унда максимумдан кейин унинг тез пасайиши содир бo’лади.
Куч қo’йилиш тезлигининг ортиши билан сиқилишга мустахкамлик, эластиклит модули ва маҳсулотнинг парчаланишга қаршилиги ортиб боради.
Статик куч қуйишда кучланиш бутун жисм бo’йлаб текис таксимланади ва парчаланиш энг кучсиз кесимлар бo’йлаб содир бo’лади, динамик куч қo’йилишида эса кучланиш бир текис тақсимланмайди ва парчаланиш бир неча жойда содир бo’лиши мумкин.