Энергетические критерии квазихрупкого разрушения горных пород в технологических процессах их добычи и первичной переработки

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-2-84-89

Читать на русскоя языкеГ.Д. Першин, Е.Г. Пшеничная, А.М. Мажитов
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Российская Федерация
Горная Промышленность №2 / 2022 стр. 84-89

Резюме: Цель исследования – разработка методологии расчёта энергетических критериев на основе концепции квазихрупкого разрушения горных пород в технологических процессах их добычи и первичной переработки. Проведёнными исследованиями было установлено, что энергетические критерии Гриффитса-Ирвина, полученные из решения задачи о равновесии пластины с внутренней трещиной, растягиваемой равномерно распределённой нагрузкой, относятся к частному случаю, которому отвечает условие предельного энергетического КПД разрыва пластины с определёнными геометрическими размерами (длина, ширина). Имея теоретическое значение, данные критерии не отвечают практическому применению, где необходимо в каждой конкретной технологии горного производства учитывать энергетический КПД процесса разрушения горной породы трещинами нормального разрыва. Рассчитывать необратимо затраченную работу в рамках квазистатической концепции разрушения горных пород для её практического использования не имеет смысла без учёта энергетического КПД – и это основной вывод выполненных исследований. Энергию, затраченную на образование двух единиц новой поверхности, что соответствует одной плоскости разрыва, и характеризующую трещиностойкость материала горной породы, предложено оценивать критерием, включающим предельную удельную энергоёмкость деформирования разрывом с учётом новой комплексной текстурно-структурной константы материала и энергетического КПД процесса разрушения.

Ключевые слова: квазихрупкое разрушение горных пород, энергетический коэффициент, энергосиловые показатели технологических процессов, теория Гриффитса

Благодарности: Статья выполнена при финансовой поддержке гранта Президента РФ МД-3602.2021.1.5

Для цитирования: Першин Г.Д., Пшеничная Е.Г., Мажитов А.М. Энергетические критерии квазихрупкого разрушения горных пород в технологических процессах их добычи и первичной переработки. Горная промышленность. 2022;(2): 84–89. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-2-84-89


Информация о статье

Поступила в редакцию: 11.03.2022

Поступила после рецензирования: 06.04.2022

Принята к публикации: 06.04.2022


Информация об авторах

Першин Геннадий Дальтонович − доктор технических наук, профессор, профессор кафедры горных машин и транспортно-технологических комплексов, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Российская Федерация

Пшеничная Елена Геннадьевна− кандидат технических наук, доцент кафедры механики, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Российская Федерация

Мажитов Артур Маратович − кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой горных машин и транспортно-технологических комплексов, Магнитогорский государственный технический университет имени Г.И. Носова, Магнитогорск, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.


Список литературы

1. Протасов Ю.И. Разрушение горных пород. М.: МГГУ; 1995. 453 c.

2. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики разрушения горных пород. М.: Недра; 1984. 359 c.

3. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука; 1974. 640 с.

4. Родин Р.А. О механизме роста трещины при разрушении упруго-хрупкого тела. Известия вузов. Горный журнал. 1991;(10):9–12.

5. Каркашадзе Г.Г. Механическое разрушение горных пород. М.: МГГУ; 2004. 220 с.

6. Чирков С.Е. и др. Методика определения вязкости разрушения (трещиностойкости) горных пород. М.: ИГД им. А.А. Скочинского; 1990. 14 с.

7. Першин Г.Д., Пшеничная Е.Г. Взаимосвязь между удельными энергиями образования и развития межшпуровых трещин при разрыве объёмов камня распорными средствами. В кн.: Першин Г.Д. (ред.). Добыча, обработка и применение природного камня. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова; 2005. Вып. 5. С. 191–200.

8. Латышев О.Г. Разрушение горных пород. М.: Теплотехник; 2007. 660 c.