SU1104271A1

SU1104271A1 - Method of testing rock for strength (modifications)

Info

Publication number: SU1104271A1
Application number: SU823513224A
Authority: SU
Inventors: Леопольд Борисович Глатман; Юрий Николаевич Козлов; Любовь Станиславовна Яшина
Original assignee: Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Горного Дела Им.А.А.Скочинского
Priority date: 1982-11-23
Filing date: 1982-11-23
Publication date: 1984-07-23

Abstract

1. Способ испытани горных пород на прочность, включающий приложение фиксированной нагрузки нормально к поверхности образца породы со свободными боковыми сторонами путем одновременного вдавливани не менее двух инденторов с шагом их установки t до момента отделени от образца части породы, отличающийс тем, что, с целью повьшени точности определени прочности породы при отколе, вдавливание инденторов производ т в плоскости, параллельной одной из боковых сторон образца , при этом рассто ние от плос (/) кости образца до плоскости инденторов выбирают 1,5 в - 7d при шаге инденторов t 1. A method of testing the strength of rocks, including the application of a fixed load normally to the surface of a rock sample with free sides by simultaneously pressing at least two indenters with their installation step t until a part of the rock is removed, characterized in that the accuracy of determining the strength of the rock during the spallation, the indentation of the indenters is performed in a plane parallel to one of the sides of the sample, while the distance from the flat (/) bone of the sample to the plane and identifiers choose 1.5 in - 7d at a step of indenters t

Description

2. Способ испытани горных пород на прочность, включающий приложение фиксированной нагрузки нормально к поверхности образца породы со свободными боковыми сторонами путем одновременного вдавливани не менее двух инденторов с шагом их установки t до момента отделени от образца части породы, отличающийс тем, что, с целью повыи ени точности определени прочности породы при сдвиге, рассто ние от плоскости образца до плоскости инденторов выбирают 0,5 с - сЛ при шаге инденторов -fe (3 - 5)61 , где ci - максимальный поперечный размер инденторов.2. A method of testing the strength of rocks, including the application of a fixed load normal to the surface of a rock sample with free sides by simultaneously pressing at least two indenters with their installation step t until a part of the rock is removed, different in that In order to accurately determine the rock strength under shear, the distance from the sample plane to the indenter plane is chosen to be 0.5 s –sl at the –fe indenters step (3–5) 61, where ci is the maximum transverse size of the indenters.

ii

. Изобретение относитс к горной промьшшенности, а именно к определению свойств горных пород как сред, разрушаемых исполнительными органами добычных и проходческих комбайнов .. The invention relates to the mining industry, namely the determination of the properties of rocks as media destroyed by the executive bodies of mining and tunneling machines.

Известен способ испытани горных пород на прочность, заключающийс в оценке сопротивл емости пород статическому откалыванию путем вдавливани одиночного инструмента в виде индентора в торцовую поверхность образца породы пр моугольного сечени со свободными его боковыми сторонами до момента отделени от него части породы, при зтом индентор устанавливают на рассто нии oi от торца поверхности , превышающем максимальный поперечньй размер индентора не менее, чем в 1,5 раза tl 1.A known method of testing the strength of rocks consists in estimating the resistance of rocks to static chipping by pressing a single tool in the form of an indenter into the end surface of a sample of rock of rectangular cross section with its free sides until the part of the rock is separated from it, and the indenter is set oi from the end of the surface, which exceeds the maximum transverse size of the indenter, not less than 1.5 times tl 1.

Недостатком такого способа вл етс низкай точность определени прочности пород при применении одиночного инструмента дл разрушени горных пород статическим откалываниеThe disadvantage of this method is the low accuracy of determining the strength of rocks when using a single tool for the destruction of rocks by static chipping.

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс способ испытани горных пород на прочность, включающий приложение фиксированной нагрузки нормально к испытуемой по- верхности образца породы со свободными боковыми сторонами путем одновременного вдавливани не менее двух инденторов, расположенных с шагом их установки t до момента отделени от образца части породы С2 1.The closest technical solution to the invention is a method of testing rocks for strength, including the application of a fixed load normal to the test surface of a rock specimen with free sides by simultaneously pressing at least two indenters arranged with their installation step t until the moment of separation from the specimen. parts of breed C2 1.

Недостатком известного способа вл етс то, что он не позвол ет оценить возможную эффективность применени групповых инструментов в процессе разрушени пород при сдвиге и отрыве (статическом откалывании).The disadvantage of this method is that it does not allow to evaluate the possible effectiveness of the use of group tools in the process of rock destruction during shear and tear (static chipping).

Цель изобретени - повышение точности определени прочности горных пород при отколе и сдвиге.The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the strength of rocks during spalling and shear.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу испытани горных пород на прочность, включающему приложение фиксированной нагрузки нормально к испытуемой поверхносtM образца породы со свободными боковыми сторонами путем одновременного вдавливани не менее двух инденторов с шагом их установки i до момента отделени от образца части породьГ, вдавливание инденторов производ т в плоскости, параллельной одной из боковых сторон образца, при этом рассто ние от плоскости образца до плоскости инденторов выбирают 1,5о| - Id при шаге инденторов t (7 - 8)df, где с| - максимальный поперечный размер инденторов.The goal is achieved in that according to the method of strength testing of rocks, including the application of a fixed load normally to the test surface of a specimen of rock with free lateral sides by simultaneously pressing at least two indenters with their installation step i until the moment of separation of part of the rock from the sample, indenting produced in a plane parallel to one of the sides of the sample, and the distance from the sample plane to the plane of the indenters is chosen to be 1.5 ° | - Id at the step of indenters t (7 - 8) df, where with | - maximum transverse size of indenters.

Кроме того, рассто ние от плоскости образца до плоскости инденторов выбирают 0,5 с - с1 при шаге инденторов t (3 - S)cJI , где d - максимальный поперечный размер инденторов.In addition, the distance from the sample plane to the indenter plane is chosen to be 0.5 s – c1 at the indenter pitch t (3 - S) cJI, where d is the maximum transverse size of the indenters.

На фиг, 1 и 2 показана схема реализации способа испытани горных поДрод на прочность с двум циклами ис-i. I пытаний.Figs 1 and 2 show the scheme for implementing the method for testing mountain strength with two cycles i-i. I am torture.

Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.

В первом цикле испытаний (фиг. 1) нормально к испытуемой поверхности 1 образца горной породы 2 прикладывают нагрузку Р путем одновременного вдавливани двух инденторов 3, которые зафиксированы в патроне 4, позвол ющем измен ть шаг инденторов. Вдавливание инденторов производ т в плоскости 5, проход щей через продольные их оси и расположенной парал1 лельно одной из боковых сторон 6 об разца на рассто нии с от этой же боковой стороны. Вдавливание производ т до момента отделени от образца шсти породы 7 с фиксацией при этом fiarpy3K i Р„ Во втором цикле испытаний (фиг.2) вначале производ т первичное вдавливание одиночного индентора с теми же геометрическими параметрами и на таком же рассто нии сЗ от упругой противоположной боковой стороны этого же образца до момента отделени части породы 8 с фиксацией нагрузки Р , затем на таких же, как и в первом цикле рассто нии а и шаге t (отуЦентра откола, полученного в результате первичного вдавливани ), производ т вторичное вдавливание этого же индентора до момента отдел ни части породы 9 с фиксацией разрушающей нагрузки PJ. Величина показател эффективност применени групповых инструментов оцениваетс по формуле п где Э - показатель эффективности пр менени групповых инструмен тов, %i П - число опытов на одном образ це горной породы. Необходимое число опытов ti устанавливают по величине характерного дл данного типа пород коэффициента вариации, воспользовавшись обычной формулой математической статистики k , 2 ао.р ,Ь Т2 АОП коэффициент вариации, % Kgap допустима ошибка, %; нормированное отклонени принимаемое в зависимос ти от задаваемой надежности Н результатов исп таний (табл. 1) Дп относительно однородных поро целесообразно принимать значени Н 0,9 - 0,95, дл неоднородных 0, и даже 0,75. Обычный диапазон дл значени Кд 10-15%. В табл. 2 приведены результаты испытаний горных пород на прочность дл оценки эффективности применени 1 14 групповых (спаренных) инструментов в процессе разрушени пород отрывом (оптическим откалыванием). Диаметр инденторов о составл ет 3 мм, т.е. такой, которьпЧ обычно примен етс в практике дл испытани пород на контактную прочность. Рассто ние q принимаетс равным 5 dl , 15 мм, т.е. такое, которое обьгчно примен етс в практике дл оценки сопротивл емости пород статическомуоткалыванию . Анализ данных показывает, что эффективность одновременного вдавливани двух инденторов по сравнению с одиночным вдавливанием инденторов с точки зрени снижени усилий наблюдаетс при шаге установки спаренных инденторов i 73. Снижение усилий при одновременном вдавливании инденторов обусловлено сложением полей напр жений от каждого индентора обусловлено сложением полей напр жений от каткдого индентора при определенных значени х соотношени -t и cJ В табл. 3 приведены аналогичные данные , полученные при значени х сх , равных 2сЗ, 3d, 4di, бсЯ и 761. В табл. 4 и 5 приведены результаты испытаний пород на прочность дл оценки эффективности применени групповых инструментов при разрушении их сдвигом. , В данных опытах диаметр цилиндрических инденторов составл ет 3,0 мм, а рассто ние а равн етс 0, или 1,5 мм, т.е. такое, которое обычно примен етс в практике дл оценки сопротивл емости пород разрушению сдвигом. Анализ данных 8 табл. 4 показывает , что эффективность одновременного вдавливани групповых (спаренных) инденторов по сравнению с вдавливанием одиночными инденторами с точки зрени снижени усилий наблюдаетс при i 5d. Аналогичные данные получены дл рассто ни л/ /,т.е. 3мм (табл.5). Применение предложенного способа испытаний горных пород на прочность позвол ет количественно оценить эф фeктивнocть применени групповых инструментов при разрушении пород сдвигом и отрывом и повысить определени прочности пород при сдвиге на 25-30%.In the first test cycle (Fig. 1), a load P is applied to the test surface 1 of the rock sample 2 normally by simultaneously pressing two indenters 3, which are fixed in the cartridge 4, which allows the indenters to be changed. The indenters are indented in the plane 5, which passes through their longitudinal axes and is located parallel to one of the lateral sides 6 of the sample at a distance from the same lateral side. The indentation is performed until the rock 7 is separated from the specimen with fixation while fiarpy3K i Pn. In the second test cycle (Fig. 2), the indentation of a single indenter with the same geometrical parameters and at the same distance from the elastic opposite side is first performed the side of the same sample until the separation of part of the rock 8 with fixation of the load P, then at the same distance as in the first cycle distance a and step t (from the center of the spall obtained as a result of the primary indentation), produces a secondary indentation Do not use the same indenter until the division of the part of the rock 9 with fixing the breaking load PJ. The value of the indicator of the effectiveness of the use of group tools is estimated by the formula n, where E is the indicator of the efficiency of the use of group tools,% i P is the number of experiments on one specimen of rock. The required number of experiments ti is established by the coefficient of variation characteristic of this type of rocks, using the usual formula of mathematical statistics k, 2 ar.p., b T2 AOP coefficient of variation,% Kgap error is acceptable,%; the normalized deviation taken depending on the specified reliability H of the test results (Table 1) Dp relatively homogeneous pores it is advisable to take the value H 0.9 - 0.95, for non-uniform 0, and even 0.75. The usual range for a Kd value is 10-15%. In tab. Table 2 shows the strength test results of rocks for evaluating the effectiveness of the use of 1,114 group (paired) tools in the process of destruction of rocks by separation (optical chipping). The diameter of the indenters is 3 mm, i.e. one that is commonly used in practice for testing rocks for contact strength. The distance q is taken equal to 5 dl, 15 mm, i.e. one that is commonly used in practice for assessing the resistance of rocks to static chipping. An analysis of the data shows that the effectiveness of simultaneously pressing two indenters as compared with a single pressing of indenters from the point of view of reducing efforts is observed during the installation step of paired indentors i 73. a catenary of the indenter at certain values of the ratio -t and cJ. Table. Table 3 shows similar data obtained with values of cx equal to 2s3, 3d, 4di, bsYa, and 761. Table. Figures 4 and 5 show the strength test results for the evaluation of the effectiveness of using group tools when they are destroyed by shear. In these experiments, the diameter of the cylindrical indenters is 3.0 mm, and the distance a is 0, or 1.5 mm, i.e. one that is commonly used in practice for assessing the resistance of rocks to shear failure. Data analysis 8 table. 4 shows that the effectiveness of simultaneous indentation of group (paired) indenters as compared with indentation by single indenters from the point of view of reduced forces is observed at i 5d. Similar data are obtained for the distance l / t. 3mm (table 5). The use of the proposed method of rock strength testing allows one to quantify the effectiveness of using group tools for rock failure by shear and separation and to increase the determination of rock strength for shear by 25-30%.

1818

. 18. 18

}1звестн к} 1 known to

30thirty

МраморMarble

Таблица 1Table 1

Таблица 2table 2

Таблица 3Table 3

16sixteen

1717

1515

1717

2929

30thirty

31 Наименование Эффективность инденторов Э породы31 Name Efficiency of indenters of E-breed

Известн к МраморFamous to Marble

Т а б.л и ц а 4T a b l and c a 4

Т а б.л и ц а 5T and bl and c and 5

3.03.0

1 201 20

20 22 одновременного вдавливани двух %, при следующих значени х а , мм20 22 simultaneous indentations of two%, with the following values a, mm

Claims

1. A method of testing rocks for strength, including applying a fixed load normally to the surface of a rock sample with free sides by simultaneously pressing in at least (53) 620.178 (088.8) (56) 1. USSR Copyright Certificate No. 715967, cl. Q 018/3/42, 1975.

2. Rock destruction by roadheaders. Destruction by aggregated tools. M., Nauka, 1977, § 6, p. 41-42 (prototype).

two indenters with the step of their installation t until the separation of part of the rock from the sample, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the strength of the rock during spalling, the indenters are pressed in a plane parallel to one of the sides of the sample, the distance from the plane of the sample to the plane of the indenters choose 1.5? - 7J with an indenter step · € = (7 - 8) <? , where d is the maximum transverse size of the indentors g of tori.

2. A method of testing rocks for strength, including applying a fixed load normally to the surface of a rock sample with free sides by simultaneously pressing in at least two indenters with their installation step f until the part of the rock is separated from the sample, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the strength of the rock in shear, the distance from the plane of the sample to the plane of the indenters choose β, 5 6? - d at the step of the indenters i = (3 - 5) d, where d is the maximum transverse size of the indenters.