Липкость горных пород

В числе прочих характеристик горных пород, описывающих свойства и особенности их взаимодействия с другими материалами, можно выделить так называемую липкость горных пород. Этот показатель определяет способность материала прилипать к твердым поверхностям при контакте, иными словами – адгезионную активность в условиях взаимодействия горной массы с чужеродными объектами из твердых материалов.

В рамках лабораторных исследований показатель липкости горной породы определяется путем измерения силы, необходимой для  плоского образца от какой-либо поверхности после определенного времени контакта в условиях определенного давления. Таким образом, показатель липкости горной породы представляет собой отношение силы отрыва к площади плоского образца.

Описываемый показатель обусловлен, прежде всего, капиллярными явлениями, происходящими на границе соприкосновения какой-либо среды и жидкости в результате искривления поверхности последней. Величина действующих внутри породы капиллярных сил определяется следующими двумя показателями: капиллярным давлением и показателем поверхностного натяжения, причем величина первого составляет менее 10 процентов от величины второго.

Стоит отметить, что наблюдается зависимость показателя липкости материала от степени его влажности. Так называемая влажность начала прилипания (то есть показатель влажности, при котором начинает наблюдаться явление прилипания) составляет около 10-15 процентов. Влажность, при которой адгезионная активность породы достигает своего наивысшего возможного значения, соответствует максимальной молекулярной влагоемкости, а показатель, при достижении которого эффект перестает наблюдаться, находится в пределах от 40 до 60 процентов и именуется влажностью конечного прилипания.

Также на значение показателя липкости материала влияет его дисперсность, время контакта, а также показатель того, с каким давлением происходит соприкосновение материалов. Для сухих горных пород показатель липкости может быть нулевым, а для монтмориллонитовых глин, показатель влажности которых соответствует максимальной адгезионной активности – достигать 2-3*10⁵ Н/м².

В целях снижения показателя липкости породы и для уменьшения или полного предотвращения ее налипания на рабочие поверхности инструментов и техники в ходе проведения работ применяется ряд способов, в числе которых:

• обработка рабочих поверхностей гидрофобными составами (могут быть представлены твердыми полимерными составами, жидкими составами на основе нефтепродуктов или порошками);
• подсушивание горной породы (как фрагментами, так и в рамках всего объекта) для снижения показателя влажности ниже отметки начального прилипания;
• нагрев рабочих поверхностей до температур свыше 100°C (применяется реже).

При работе в условиях отрицательных температур для того, чтобы избежать налипания и последующего намерзания горной массы при осуществлении транспортировки гравия или щебня, применяется ее предварительное перемораживание.