RU2686783C1 - Способ определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению - Google Patents
Способ определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686783C1 RU2686783C1 RU2018114343A RU2018114343A RU2686783C1 RU 2686783 C1 RU2686783 C1 RU 2686783C1 RU 2018114343 A RU2018114343 A RU 2018114343A RU 2018114343 A RU2018114343 A RU 2018114343A RU 2686783 C1 RU2686783 C1 RU 2686783C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rock
- indenter
- cylinder
- brittle fracture
- well
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 101000635799 Homo sapiens Run domain Beclin-1-interacting and cysteine-rich domain-containing protein Proteins 0.000 description 1
- 102100030852 Run domain Beclin-1-interacting and cysteine-rich domain-containing protein Human genes 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C39/00—Devices for testing in situ the hardness or other properties of minerals, e.g. for giving information as to the selection of suitable mining tools
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению. Способ включает воздействие на горную породу твердосплавным индентором с последующей фиксацией усилия в момент хрупкого разрушения породы. Индентор представляет собой прямой круговой цилиндр, диаметр которого равен его длине, а торцы цилиндра имеют закругления радиусом, равным радиусу цилиндра. Указанный индентор взаимодействует с породой в скважине по образующей цилиндра, которую направляют параллельно образующей цилиндрической поверхности скважины. Технический результат заключается в обеспечении возможности осуществления измерений в скважинных условиях и в снижении трудоемкости проведения исследований. 1 ил.
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению.
Известна группа методов определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению, реализуемая посредством вдавливания различных инденторов в нешлифованную (естественную) поверхность породного образца с фиксацией хрупкого разрушения под индентором (выкола) - это метод, предложенный Л.И. Бароном и Л.Б. Глатманом, метод Института горного дела АН УССР, метод Новочеркасского политехнического института, метод Хуштадта. Под термином «выкол» понимается локальное хрупкое разрушение горной породы под индентором с образованием лунки.
Известный метод Института горного дела АН УССР реализуется вдавливанием в забой неравносторонней четырехгранной пирамиды. Число твердости при этом определяется как отношение величины нагрузки, воздействующей на индентор, к площади боковой поверхности его внедренной части [Барон, Л.И. Определение свойств горных пород [Текст] / Л.И. Барон, Б.М. Логунцов, Е.З. Позин. - М.: Госгортехиздат, 1962. - 332 с., стр. 171].
Известный метод Новочеркасского политехнического института основан на вдавливании в уголь пики на заданную глубину с дальнейшим вычислением числа твердости как отношения максимального усилия внедрения к площади поперечного сечения пики [Барон, Л. И. Определение свойств горных пород [Текст] / Л.И. Барон, Б.М. Логунцов, Е.З. Позин. - М.: Госгортехиздат, 1962. - 332 с., стр. 175].
Известный метод, предложенный Хуштадтом, реализуется вдавливанием конического индентора диаметром 30 мм с углом приострения 30° в стенку скважины диаметром 105 мм, пробуренной в массиве. Оценка твердости при этом осуществляется по величине усилия, необходимого для внедрения индентора на глубину 22 мм [Барон, Л.И. Определение свойств горных пород [Текст] / Л.И. Барон, Б.М. Логунцов, Е.З. Позин. - М.: Госгортехиздат, 1962. - 332 с., стр. 177].
Общим недостатком части выше приведенных методов (метод Института горного дела АН УССР, метод Новочеркасского политехнического института, метод Хуштадта) является использование заостренных инденторов, в результате чего снижается точность определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению, так как взаимодействие индентора и горной породы осуществляется по слагающим ее зернам.
Наиболее близким к предлагаемому, является метод Л.И. Барона и Л.Б. Глатмана, согласно которому определение свойств горной породы осуществляется посредством вдавливания цилиндрического штампа с плоским основанием в нешлифованную (естественную) поверхность породного образца с фиксацией усилия в момент хрупкого разрушения (выкола) горной породы [Барон, Л.И. Определение свойств горных пород [Текст] / Л.И. Барон, Б.М. Логунцов, Е.З. Позин. - М.: Госгортехиздат, 1962. - 332 с., стр. 167].
Недостатком этого метода является потребность обеспечить значительные усилия для вдавливания индентора в связи с тем, что его контактная поверхность выполнена плоской. В результате этого, использование метода в производственных условиях достаточно затруднительно, так как требует специального оборудования, способного создать значительное воздействие на индентор. Кроме того, описываемый метод не может быть адаптирован к измерениям в условиях скважины, так как в этом случае взаимодействие индентора с горной породой будет осуществляться лишь по концентратору напряжений, образованному цилиндрической поверхностью и основанием индентора, что приведет к искажению результатов измерения. Отсутствие возможности адаптации метода Л.И. Барона и Л.Б. Глатмана к измерениям в скважинах не позволяет производить исследования в различных точках массива горных пород, что значительно сужает область применения метода.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в снижении трудоемкости проведения исследований, а также обеспечении возможности осуществления измерений в скважинных условиях.
Техническая проблема решается тем, что в предлагаемом способе, включающем воздействие на горную породу твердосплавным индентором с последующей фиксацией усилия в момент хрупкого разрушения породы (выкола), согласно изобретению, индентор представляет собой прямой круговой цилиндр диаметром равным его длине, взаимодействующий с породой по образующей цилиндра, при этом торцы цилиндра имеют закругления радиусом равным радиусу цилиндра.
Технический результат, получаемый при использовании изобретения, заключается в обеспечении возможности осуществления измерений в скважинных условиях и в снижении трудоемкости проведения исследований.
Указанный технический результат достигается тем, что индентор представляет собой прямой круговой цилиндр диаметром, равным его длине, а взаимодействие с породой осуществляют по образующей цилиндра, при этом торцы цилиндра имеют закругления радиусом равным радиусу цилиндра.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется схемой, где изображен индентор с прилагаемым к нему усилием воздействия.
Индентор, используемый для реализации заявляемого способа определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению, имеет: тело 1 индентора, выполненное в виде прямого кругового цилиндра диаметром D, равным его длине L; торцы 2 индентора, имеющие закругления радиусом R, равным радиусу прямого кругового цилиндра, составляющего тело 1 индентора (т.е. D=2⋅R).
Воздействие индентора на разрушаемую породу 3 осуществляется по образующей прямого кругового цилиндра, составляющего тело 1 индентора с приложением усилия Р.
Процесс определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению посредством предлагаемого способа осуществляется следующим образом. Индентор располагается относительно исследуемой горной породы 3 таким образом, что его взаимодействие с ней осуществляется по образующей цилиндра, составляющего тело 1 индентора. Далее на индентор осуществляется силовое воздействие с усилием Р до момента хрупкого разрушения (выкола) горной породы 3, расположенной под ним.
Величина усилия, необходимого для разрушения (выкола) горной породы 3 под индентором, фиксируется в момент хрупкого разрушения (выкола) породы. Она и является мерой сопротивляемости породы хрупкому разрушению.
Таким образом, в соответствие с предлагаемым способом, становится возможным определение сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению. При этом выполнение торцов индентора закругленными радиусом равным радиусу прямого кругового цилиндра, образующего тело индентора, позволяет исключить наличие концентратора напряжений. В результате этого становится возможным получать приемлемые результаты измерения без основательного обеспечения параллельности образующей цилиндра и горной породы.
Взаимодействие индентора с испытуемой горной породой на начальном этапе проведения измерения осуществляется лишь по образующей прямого кругового цилиндра, составляющего тело 1 индентора. В результате этого становится возможным производить внедрение индентора в испытуемую горную породу при меньшем усилии в сравнении с прототипом, что снижает трудоемкость проведения исследований.
Заявляемый способ определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению может быть адаптирован к скважинным измерениям в случае расположения индентора таким образом, что образующая цилиндра, составляющего тело индентора, направляется параллельно образующей цилиндрической поверхности скважины.
Claims (1)
- Способ определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению путем воздействия на горную породу твердосплавным индентором с последующей фиксацией усилия в момент хрупкого разрушения (выкола) породы, отличающийся тем, что индентор представляет собой прямой круговой цилиндр диаметром, равным его длине, взаимодействующий с породой по образующей цилиндра, направленной параллельно образующей цилиндрической поверхности скважины, при этом торцы цилиндра имеют закругления радиусом, равным радиусу цилиндра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018114343A RU2686783C1 (ru) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Способ определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018114343A RU2686783C1 (ru) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Способ определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2686783C1 true RU2686783C1 (ru) | 2019-04-30 |
Family
ID=66430553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018114343A RU2686783C1 (ru) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Способ определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2686783C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731746C1 (ru) * | 2019-07-25 | 2020-09-08 | Виктор Александрович Корнеев | Способ определения сопротивляемости горных пород механическому разрушению |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3738161A (en) * | 1970-01-19 | 1973-06-12 | American Chain & Cable Co | Microficial hardness tester indenter |
SU1086164A1 (ru) * | 1983-03-18 | 1984-04-15 | Институт Геотехнической Механики Ан Усср | Стенд дл определени характеристик напр женных горных пород |
SU1104271A1 (ru) * | 1982-11-23 | 1984-07-23 | Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Горного Дела Им.А.А.Скочинского | Способ испытани горных пород на прочность (его варианты) |
SU1818471A1 (en) * | 1991-04-17 | 1993-05-30 | Dn Gornyj I Im Artema | Device for pulse breaking of rocks |
RU98111898A (ru) * | 1998-06-22 | 2000-04-10 | Красноярская государственная академия цветных металлов и золота | Способ испытания металлов и сплавов инденторами |
RU2163012C2 (ru) * | 1999-03-22 | 2001-02-10 | Самарский государственный технический университет | Способ определения механических характеристик конструкционных и композитных материалов |
RU138542U1 (ru) * | 2013-11-13 | 2014-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Индентор |
-
2018
- 2018-04-18 RU RU2018114343A patent/RU2686783C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3738161A (en) * | 1970-01-19 | 1973-06-12 | American Chain & Cable Co | Microficial hardness tester indenter |
SU1104271A1 (ru) * | 1982-11-23 | 1984-07-23 | Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Горного Дела Им.А.А.Скочинского | Способ испытани горных пород на прочность (его варианты) |
SU1086164A1 (ru) * | 1983-03-18 | 1984-04-15 | Институт Геотехнической Механики Ан Усср | Стенд дл определени характеристик напр женных горных пород |
SU1818471A1 (en) * | 1991-04-17 | 1993-05-30 | Dn Gornyj I Im Artema | Device for pulse breaking of rocks |
RU98111898A (ru) * | 1998-06-22 | 2000-04-10 | Красноярская государственная академия цветных металлов и золота | Способ испытания металлов и сплавов инденторами |
RU2163012C2 (ru) * | 1999-03-22 | 2001-02-10 | Самарский государственный технический университет | Способ определения механических характеристик конструкционных и композитных материалов |
RU138542U1 (ru) * | 2013-11-13 | 2014-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Индентор |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БАРОН Л.И. Определение свойств горных пород, Москва, Госгортехиздат, 1962, с.167. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731746C1 (ru) * | 2019-07-25 | 2020-09-08 | Виктор Александрович Корнеев | Способ определения сопротивляемости горных пород механическому разрушению |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Khandelwal | Correlating P-wave velocity with the physico-mechanical properties of different rocks | |
Bagde et al. | Waveform effect on fatigue properties of intact sandstone in uniaxial cyclical loading | |
Sharma et al. | A correlation between P-wave velocity, impact strength index, slake durability index and uniaxial compressive strength | |
Kalyan et al. | Rock indentation indices as criteria in rock excavation technology–A critical review | |
Hashiba et al. | Force-penetration curves of a button bit generated during impact penetration into rock | |
RU2686783C1 (ru) | Способ определения сопротивляемости горных пород хрупкому разрушению | |
RU2521116C1 (ru) | Способ определения механических свойств образцов горных пород и материалов | |
Hashiba et al. | Modeling of force-penetration curves for a button bit during impact penetration into rock | |
RU2731746C1 (ru) | Способ определения сопротивляемости горных пород механическому разрушению | |
RU2724353C1 (ru) | Способ определения сопротивления деформации металлических материалов при индентировании конусом | |
CN112014240B (zh) | 一种基于原位表面单裂隙的岩体剪切参数评估方法 | |
RU2676046C1 (ru) | Способ определения прочности горных пород в водонасыщенном состоянии | |
RU2485314C1 (ru) | Способ определения изменения напряженного состояния горного массива | |
Espinace et al. | The PANDA technology applied to design and operation of tailings dams | |
Hampton et al. | A new dynamic indentation tool for rapid mechanical properties profiling and mapping | |
Vlcek et al. | Comparative analysis of dynamic methods for earthwork controlling | |
Le et al. | Assessing the mechanical properties of a rock using indentation tests | |
RU2678919C1 (ru) | Способ определения упруго-прочностных характеристик горных пород | |
Saliu et al. | Correlation between blast efficiency and uniaxial compressive strength | |
Chang et al. | Damage and fracture characteristics of Kimachi sandstone in uniaxial compression | |
Jha | Dynamic uniaxial compressive tests on limestone | |
RU2727068C1 (ru) | Способ определения предельного равномерного сужения | |
RU2570237C1 (ru) | Способ определения вязкости металлических материалов | |
Xu et al. | Study on residual strain of frozen soil and CT analysis under cyclic loading of variable amplitudes. | |
Bawadi et al. | The Ultimate Pile Bearing Capacity from Conventional and Spectral Analysis of Surface Wave (SASW) Measurements |