巖石脆性對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，利用單因素回歸方法，研究了比能耗與巖石脆性指標之間的關系。結果表明，比能耗與Altindag[4]提出的巖石脆性指標之間存在很強的冪函數關系（R2=0.775）；與Yagiz[5]建立的巖石脆性指標之間存在較弱冪函數關系（R2=0.422）。這些結論比能耗的研究和預測具有指導意義。

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

中圖分類號：TD421 文獻標識碼：A 文章編號：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、掘進機及路面銑刨機等工程機械上，主要應用于采礦、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機械破巖性能的重要指標，常用于掘進效率的預測。研究表明[1]，巖石抗壓強度、抗拉強度以及回彈硬度等力學性質對比能耗有重要影響。脆性是巖石最重要的力學性質之一[2，3]，本文的目的即探討巖石脆性對鎬型截齒破巖比能耗的影響，并建立相關數學模型。

1 常用的巖石脆性指標

圖4給出了比能耗與B4之間的關系，可以看到，隨著脆性指標B4的增大，比能耗呈較弱的冪函數關系增大。

3 結論

回顧了幾種常用巖石脆性指標的計算方法，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之間的關系。結果表明，比能耗與Altindag[4]提出的巖石脆性指標之間存在很強的冪函數關系。比能耗與Yagiz[5]建立的巖石脆性指標之間存在較弱冪函數關系。

參考文獻：

[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，時凱，等.評價巖石脆性指標對滾刀破巖效率的影響[J].巖石力學與工程學報，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.