岩石脆性对镐型截齿破岩比能耗的影响

王鹏

摘要：为了考察岩石脆性对镐型截齿破岩比能耗的影响，回顾了几种常用的岩石脆性指标，利用单因素回归方法，研究了比能耗与岩石脆性指标之间的关系。结果表明，比能耗与Altindag[4]提出的岩石脆性指标之间存在很强的幂函数关系（R2=0.775）；与Yagiz[5]建立的岩石脆性指标之间存在较弱幂函数关系（R2=0.422）。这些结论比能耗的研究和预测具有指导意义。

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.

關键词：岩石脆性；岩石切削；回归分析

Key words： rock brittleness；rock cutting；regression analysis

中图分类号：TD421 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）21-0155-02

0 引言

作为重要的切削破岩工具之一，镐型截齿被普遍安装在采煤机、掘进机及路面铣刨机等工程机械上，主要应用于采矿、路面及隧道等工程施工中。镐型截齿破岩比能耗是衡量掘进机械破岩性能的重要指标，常用于掘进效率的预测。研究表明[1]，岩石抗压强度、抗拉强度以及回弹硬度等力学性质对比能耗有重要影响。脆性是岩石最重要的力学性质之一[2，3]，本文的目的即探讨岩石脆性对镐型截齿破岩比能耗的影响，并建立相关数学模型。

1 常用的岩石脆性指标

图4给出了比能耗与B4之间的关系，可以看到，随着脆性指标B4的增大，比能耗呈较弱的幂函数关系增大。

3 结论

回顾了几种常用岩石脆性指标的计算方法，基于单因素回归方法，建立了镐型截齿破岩比能耗与岩石脆性指标之间的关系。结果表明，比能耗与Altindag[4]提出的岩石脆性指标之间存在很强的幂函数关系。比能耗与Yagiz[5]建立的岩石脆性指标之间存在较弱幂函数关系。

参考文献：

[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]刘泉声，刘健平，时凯，等.评价岩石脆性指标对滚刀破岩效率的影响[J].岩石力学与工程学报，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.