Взаимосвязь показателя дробимости горных пород при ударном приложении нагрузки с физико-механическими свойствами горных пород

Авторы

Линник Ю.Н. доктор техн. наук, профессор, профессор кафедры экономики и управления в топливно-энергетическом комплексе ФГБОУ ВО «Государственный университет управления», 109542, г. Москва, Россия

Линник В.Ю. доктор экон. наук, доцент, профессор кафедры экономики и управления в топливно-энергетическом комплексе ФГБОУ ВО «Государственный университет управления», 109542, г. Москва, Россия, e-mail: vy_linnik@guu.ru

Аннотации

Как известно, выбор эффективных способов и средств разрушения горных пород является одной из важнейших задач, стоящих перед угольной и горнодобывающей промышленностью. Для горных пород высокой крепости, как показала практика, наиболее эффективным является ударный способ их разрушения. Однако эффективное применение динамического способа разрушения горных пород возможно лишь при определенных оптимальных параметрах, выбор которых должен основываться на физико-механических свойствах разрушаемых горных пород. В настоящее время расчет параметров машин ударного действия для конкретных условий эксплуатации по разрушаемости горных пород основывается на показателе дробимости породы. Однако в геологической документации шахт и разрезов, как правило, указываются другие наиболее распространенные в российской и мировой практике характеристики пород. В этой связи были выполнены исследования, в ходе которых данные о физико-механических свойствах пород, полученные из различных источников, сравнивались с показателем дробимости. В результате были установлены зависимости, которые позволяют осуществлять пересчет часто используемых в инженерной геологии свойств горных пород в показатель дробимости Vmax и тем самым рассчитывать параметры машин ударного действия для пород, описываемых любыми известными показателями свойств.

Ключевые слова

Горная порода, физико-механические свойства, дробимость, динамическое разрушение, максимальное напряжение, энергоемкость, классификация.

Список литературы

Нормирование расхода резцов угледобывающих комбайнов в зависимости от условий эксплуатации / Ю.Н. Линник, В.Ю. Линник, А.Б. Жабин и др. // Уголь. 2019. № 12. С. 26-30. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-12-26-30. Linnik Yu.N., Linnik V.Yu., Zhabin A.B., Polyakov A.V., Averin E.A. Rationing of consumption of cutters of coal-mining combines depending on operating conditions. Ugol’. 2019;(12):26-30. (In Russ.).
Влияние выхода из строя резцового инструмента на режимные параметры резания горных пород / А.Б. Жабин, А.В. Поляков, Е.А. Аверин и др. // ФТПРПИ. 2021. № 5. С. 114-125. Zhabin A.B., Polyakov A.V., Averin E.A., Linnik V.Yu., Linnik Yu.N. Influence of tool failure on the cutting parameters of rock cutting. FTPRPI. 2021;(5):114-125. (In Russ.).
Zich A., Linnik Yu.N., Linnik V.Yu. Verlangerung der Betriebsdauer von Meiselhalterungen an schneidenden Kohlegewinnugsmaschinen. Mining Report 5. Gluckauf. 2017;(153):474-479.
Чещин Д.О., Данилов Б.Б., Плохих В.В. Повышение эффективности пневмоударного бурения горизонтальных скважин // Проблемы недропользования. 2024. № 3 (42). С. 63-72. Cheshchin D.O., Danilov B.B., Plokhikh V.V. Increase of efficiency of pneumatic shock drilling of horizontal wells. Problemy nedropol’zovayniya. 2024;3(42):63-72. (In Russ.).
Основные направления развития бурового оборудования для системы разработки с этажным принудительным обрушением руды / В.А. Еременко, В.Н. Карпов, В.В. Тимонин и др. // ФТПРПИ. 2015. № 6. С. 49-64. Eremenko V.A., Karpov V.N., Timonin V.V., Barnov N.G., Shakhtorin I.O. Main directions of development of drilling equipment for the development system with floor forced ore collapse. FTPRPI. 2015;(6):49-64. (In Russ.).
Савенко В.И. Повышение эффективности бурения горных пород за счет использования технологических сред, содержащих водные растворы электролитов и ПАВ / Булатовские чтения. Материалы IV Международной научно-практической конференции. 2020. Т. 3. С. 324-330.
Барон Л.И., Курбатов В.М., Орлов Р.В. Влияние соотношений размеров образцов горных пород на временное сопротивление раздавливанию // Горный журнал. 1958. № 2. С. 45-49. Baron L.I., Kurbatov V.M., Orlov R.V. Influence of size ratios of rock samples on the crushing time resistance. Gornyj Zhurnal. 1958;(2):45-49. (In Russ.).
Барон Л.И., Хмельковский И.Е. Разрушаемость горных пород свободным ударом. М.: Наука, 1971. 203 с.
Жуков В.С. Оценка прочностных и упругих свойств горных пород Дагинского горизонта шельфа Сахалина // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2020. № 4. С. 44-57. Zhukov V.S. Evaluation of strength and elastic properties of rocks of the Dagin horizon of the Sakhalin shelf. Gornyj informatsionnoanaliticheskij byulleten’. 2020;(4):44-57. (In Russ.).
Wang W., Lin C., Zhang X. Elastic rock properties analysis of diagenetic facies identification of deep tight sandstone in the Xihu Sag, China. Marine and Petroleum Geology. 2024;(160):106661. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2023.106661.
Helms L., Malki M.L., Rabiei M., Rasouli V. Rock physics based velocity-porosity correlations developed for estimation of the elastic properties of the Bakken formations of the Williston Basin, North Dakota. Journal of Applied Geophysics. 2023;(214):105051. DOI: 10.1016/j.jappgeo.2023.105051.
Zhao L.Y., Ren L., Niu F.J., Lai Y.M., Zhu Q.Z., Shao J.F. Estimation of elastic properties and failure strength of layered rocks with a multi-scale damage approach. International Journal of Plasticity. 2023;(168):103681. DOI:10.1016/j.ijplas.2023.103681.
Aligholi S., Torabi A.R., Serati M., Masoumi H. The length of fracture process zone deciphers variations of rock tensile strength. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2024;(182):105885. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2024.105885.
L? Q., Liu S.H., Mao W.Z., Yu Y., Long X. A numerical simulation-based ANN method to determine the shear strength parameters of rock minerals in nanoscale. Computers and Geotechnics. 2024;(169):106175. DOI: 10.1016/j.jobe.2022.105444.
ГОСТ 21153.1-75. Породы горные. Метод определения коэффициента крепости по Протодьяконову. Государственный комитет СССР по стандартам. М., 1975. 3 с.
Позин Е.З., Меламед В.З., Тон В.В. Разрушение углей выемочными машинами. М.: Недра, 1984. 288 с.

Для цитирования

Линник Ю.Н., Линник В.Ю. Взаимосвязь показателя дробимости горных пород при ударном приложении нагрузки с физико-механическими свойствами горных пород // Уголь. 2025;(3):121-125. DOI: 10.18796/0041-5790-2025-3-121-125.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 23.12.2024
Поступила после рецензирования: 17.02.2025
Принята к публикации: 27.02.2025