Kőzetek hasítása, a repedés keletkezése és terjedése
Absztrakt
Az energiaköltség az egyik meghatározó költségelemmé vált. Minden magas energiatartalmú termelési folyamat elemzése és a folyamat optimalizálása rendkívüli fontossággal bír, egy vállalat versenyképességének biztosításához elengedhetetlen. A kőzetek, tágabb értelemben minden talaj- és kőzetbontás nagy energiaigényű folyamat. Ebben a munkafolyamatban két egymáshoz kapcsolódó fizikai jelenség lép fel, a bontószerszám és/vagy gép kopása és a bontószerszámok, a hajtás és energiaellátás és a tartószerkezet kialakításához köthető energiafogyasztás. Energiafogyasztás alatt a bontószerszámok által, a termelési fázisban generált teljes energiaszükségletet értjük, különös szerepet játszik a kőzetbontás energiaszükséglete.
Ebben az írásban, a hasítási folyamat energetikai szemléletű leírását adom meg, ami az és cikkben részben megtörtént, kivéve a repedés keletkezése és terjedése nem került tisztázásra, amit ezennel pótolok. szerinti leírása a kőzetbontásnak elvi szempontból téves, mert a hasítást közelítő függvénnyel modellezi. Ezekben a kvázi statikus kőzethasítási modellekben a repedés terjedésének véges időszükséglete nem jelenik meg, a folyamat mintegy nulla időtartam alatt megy végbe.
A fizikai folyamat dinamikai szemléletű leírása nem tárgya ennek a cikknek. Ez a tanulmány azt a hiányt szándékozik bepótolni, amit 3. fejezetében közelítő jelleggel közöltem. Ez a repedés megindulása és a repedésterjedés leírása.
Hivatkozások
Omaszta I. (2025). Kőzetek hasításának fizikai folyamatairól. Bányászati és Kohászati Lapok, 158(1), 46-53. https://doi.org/10.63457/BKL.158.2025.1.5
Omaszta I. (2024). Gondolatok Evans kőzethasítási modelljéről. Bányászati és Kohászati Lapok, 157(2), 19-24. https://ojs.mtak.hu/index.php/bkl/article/view/17106
Linsbauer, H.N; Tschegg, E.K. Fracture energy determination of concrete with wedge splitting test. Engineering Fracture Mechanics, 1986, 25(5–6), 707–715
Griffith, A. A. (1921) ‘The phenomena of rupture and flow in solids’, Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, 221, pp. 163–198. https://doi.org/10.1098/rsta.1921.0006
Bocsánczy, J. (1959) Vágathajtó és fejtőgépek vágófejeinek energetikai és forgácsolási kérdései. Kandidátusi értekezés. Budapest: Magyar Tudományos Akadémia.
Evans, A.A.; Pomeroy, C.D. (1966): The Strength, Fracture and Workability of Coal, Pergamon. (alapmű, sok későbbi képlet innen „csorog le”)
Nishimatsu, Y. (1972): The mechanics of rock cutting, Int. J. Rock Mech. Mining Sci., 9, 261–270 (a „crushed zone + chip” bontás és erőösszetevők). https://doi.org/10.1016/0148-9062(72)90027-7
Sih, G.C. (1974): Strain-energy-density factor applied to mixed mode crack problems, International Journal of Fracture, 10, 305–321. https://doi.org/10.1007/BF00035493
Erdogan, F.; Sih, G.C. On the Crack Extension in Plates Under Plane Loading and Transverse Shear. J. Basic Eng. Dec. 1963, 85, 519–525. https://doi.org/10.1115/1.3656897
Íréin, G. R. (1957) ‘Annaleses of stresses and strand near the end of a crack traversing a plate’, Journal of Applied Mechanics, 24(3), pp. 361–364. https://doi.org/10.1115/1.4011547
Roxborough, F.F. (1973): Cutting rocks with picks, The Mining Engineer (picks vágás, kísérleti háttér)
Modelling of excavation depth and fractures in rock caused by tool indentation Kou Shaoquan, Tan Xiangchun, Lindqvist P-A Luleå University of Technology October 1997, R-99-11.
