巖石脆性對(duì)鎬型截齒破巖比能耗的影響

王鵬

摘要：為了考察巖石脆性對(duì)鎬型截齒破巖比能耗的影響，回顧了幾種常用的巖石脆性指標(biāo)，利用單因素回歸方法，研究了比能耗與巖石脆性指標(biāo)之間的關(guān)系。結(jié)果表明，比能耗與Altindag[4]提出的巖石脆性指標(biāo)之間存在很強(qiáng)的冪函數(shù)關(guān)系（R2=0.775）；與Yagiz[5]建立的巖石脆性指標(biāo)之間存在較弱冪函數(shù)關(guān)系（R2=0.422）。這些結(jié)論比能耗的研究和預(yù)測(cè)具有指導(dǎo)意義。

Abstract： In order to investigate the effects of rock brittleness on the specific energy of rock cutting using the conical pick， several rock brittleness indexes were reviewed. Based on single factor regression， the relationships between specific energy and rock brittleness were developed. The results indicate that there is strong power function relationship between specific energy and brittleness proposed by Altindag[4] （R2=0.775）； and there is weaken power function relationship between specific energy and rock brittleness developed by Yagiz[5] （R2=0.422）. The results have guiding significance for study and prediction of specific energy.

關(guān)鍵詞：巖石脆性；巖石切削；回歸分析

Key words： rock brittleness；rock cutting；regression analysis

中圖分類(lèi)號(hào)：TD421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）21-0155-02

0 引言

作為重要的切削破巖工具之一，鎬型截齒被普遍安裝在采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)及路面銑刨機(jī)等工程機(jī)械上，主要應(yīng)用于采礦、路面及隧道等工程施工中。鎬型截齒破巖比能耗是衡量掘進(jìn)機(jī)械破巖性能的重要指標(biāo)，常用于掘進(jìn)效率的預(yù)測(cè)。研究表明[1]，巖石抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及回彈硬度等力學(xué)性質(zhì)對(duì)比能耗有重要影響。脆性是巖石最重要的力學(xué)性質(zhì)之一[2，3]，本文的目的即探討巖石脆性對(duì)鎬型截齒破巖比能耗的影響，并建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型。

1 常用的巖石脆性指標(biāo)

圖4給出了比能耗與B4之間的關(guān)系，可以看到，隨著脆性指標(biāo)B4的增大，比能耗呈較弱的冪函數(shù)關(guān)系增大。

3 結(jié)論

回顧了幾種常用巖石脆性指標(biāo)的計(jì)算方法，基于單因素回歸方法，建立了鎬型截齒破巖比能耗與巖石脆性指標(biāo)之間的關(guān)系。結(jié)果表明，比能耗與Altindag[4]提出的巖石脆性指標(biāo)之間存在很強(qiáng)的冪函數(shù)關(guān)系。比能耗與Yagiz[5]建立的巖石脆性指標(biāo)之間存在較弱冪函數(shù)關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

[1]Bilgin N， Demircin MA， Copur H， et al. Dominant rock properties affecting the performance of conical picks and the comparison of some experimental and theoretical results. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 2006，43： 139-156.

[2]劉泉聲，劉健平，時(shí)凱，等.評(píng)價(jià)巖石脆性指標(biāo)對(duì)滾刀破巖效率的影響[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016，35（3）：498-510.

[3]Hucka V， Das B. Brittleness determination of rocks by different methods. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 1974，11， 389-392.

[4]Altindag R. The role of rock brittleness on the analysis of percussive drilling performance. In： Proceedings the Fifth Turkish National RockMechanism Symposium， Isparta， 2000： 105-112.

[5]Yagiz s. Assessment of brittleness using rock strength and density with punch penetration test. Tunnel. Underground Space Technol. 2009， 24： 66-74.