用金剛石鉆頭同時切割瓷棒與巖樣 , 以它們的切割體積來衡量巖樣被金剛石鉆頭切割的難易程度 。 巖樣的切割體積大于瓷棒 的切割體積 , 說明巖樣容易被金剛石磨削 , 也就是巖 樣的 A 值低于瓷棒的 A 值 。 巖樣的切割體積較瓷棒 的切割體積大得越多 , 巖樣的 A 值較瓷棒的 A 值就 低得越多 。 這樣 , 巖樣的 A 值是以瓷棒為標準進行 比較的 , 不是以鋸片為標準確定的 。
瓷棒是用瓷磚加工而成的 , 是人造巖石 , 由專門 廠家提供 , 可保證性能穩定 。 將巖石與瓷棒比較 , 為 可鉆性中巖石 A 值分級找到了可靠的標準 。 這個方案的特點在于 :它不是以金剛石鉆頭切割巖樣的快 慢來確定可鉆性 A 值 , 而是以鉆頭同時切割出的體 積比來確定 ;它不是以鉆頭為標準 , 而是以瓷棒為標準 。瓷棒性能穩定 , 測量誤差小 , 同時滿足模擬性的 要求 。該方法解決了以前巖石可鉆性分級難以解決 的標準化與模擬化的矛盾問題 。
其中 :S b 為標準巖樣上切割出的面積 ;S c 為被測巖
樣上切割出的面積 ;系數 8 是設定標準巖樣的 A 值 為 8 。有關幾種巖石 A 值的測定數據如表 1 所示 。
巖石名稱 | A 值 | 巖石名稱 | A 值 |
中粗粒黑云母花崗巖 | 6 .1 | 輝巖 | 8.3 |
強硅化灰巖(1) | 11 .7 | 石英巖 | 9.8 |
致密石英巖 | 10 .9 | 玉燧 | 15 .3 |
強硅化灰巖(2) | 9 .1 | 硅質巖 | 13 .7 |
含包裹體花崗巖 | 9 .4 | 頁巖 | 5.7 |
強硅化灰巖(3) | 8 .5 | 白云巖 | 3.9 |
粗粒等粒花崗巖 | 8 .1 | 結晶灰巖 | 5.1 |
不含包裹體花崗巖 | 7 .9 | 灰巖 | 6.7 |
中粒斜長花崗巖 | 7 .6 | 石英砂巖 | 8.3 |
中粗粒斑狀花崗巖 | 7 .4 | 粗砂巖 | 4.5 |
中等硅化灰巖(1) | 6 .9 | 中等硅化灰巖(2) | 8.0 |
中等硅化灰巖(3) | 8 .4 | 弱硅化灰巖(1) | 5.4 |
弱硅化灰巖(2) | 6 .5 | 花崗巖(1) | 4.9 |
花崗巖(2) | 7 .1 | 黑色硅化巖 | 15 .2 |
細砂巖 | 4 .2 | 中粗粒石英砂巖 | 6.0 |
巖石 B 值反映了巖石對鉆頭胎體的磨損能力的 大小 。 B 值越大 , 磨損鉆頭胎體的能力越強 。 巖石 B 值和巖石膠結程度 、礦物粒度 、礦物成分等有關 。 根據經驗和分析 , 認為巖石 B 值與巖石的礦物 硬度和巖石在壓剪作用下產生破壞前的變形位移量
有關[ 8 10] , 其函數關系式可簡化為 :
B =10λY / A 。(3)
其中 :Y 為巖石的綜合礦物硬度 ;λ為與巖石在壓剪 作用下產生破壞前變形位移量有關的修正 系數 ;10 為系數 , 其意義是設定標準巖石 B 值為 10 。
式(3)中修正系數 λ可通過下式計算 :
λ=δb/ δc 。(4)
其中 :δb 為標準巖石(瓷磚)在壓剪作用下產生破壞 前的變形位移量 ;δc 為被測定巖石在壓剪作用下產 生破壞前的變形位移量 。
巖石在壓剪作用下產生破壞前的變形位移量可 通過材料力學試驗機測定得到 。
