КонтроллВахенд а Техника (КВТ) ОЮ
Эксклюзивный представитель
Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Германия
Филиал в г.Москве
+7 (495) 369-94-46
+7 (495) 369-94-46


Лабораторные исследования физико-механических свойств горных пород

08.06.2012

Лабораторные исследования физико-механических свойств горных пород


Отрасль.jpg




1. Краткое описание задачи:

Обновление экспериментального стенда по изучению физико-механических свойств горных пород с месторождений полезных ископаемых. С помощью данного стенда (рис. 1) производится анализ устойчивости бортов проектируемых карьеров и отвалов для проведения дальнейших геомеханических работ при разработке месторождений. Работы включают в себя отбор кернового материала и последующие лабораторные исследования физико-механических свойств вмещающих пород и рудных фракций. Состав проб – доломиты, аргиллиты, алевролиты, песчаники, туфы, туффиты, туфопесчаники, ксенотуфобрекчии, кимберлиты.

Для оценки устойчивости бортов карьера и отвалов в лаборатории физико-механических свойств и разрушения горных пород выполняется определение показателей физико-механических свойств скальных пород и рудных фракций (плотности r, влажности W, модуля упругости Еу , коэффициента Пуассона μ , пределов прочности при одноосном растяжении δу и сжатии δс , сцепления С и угла внутреннего трения φ).

Рис 1.jpg
Рис. 1 Испытательный стенд для исследования физико-механических свойств горных пород

2. Метод измерений:

Сущность метода заключается в измерении сжимающей силы, приложенной к торцам цилиндрического образца, его продольных и поперечных деформаций, вызванных этой силой. В процессе испытаний образцы подвергаются разрушению путем сжатия в гидравлическом испытательном прессе (рис. 2).

Рис 2.jpg
Рис. 2 Гидравлические испытательные прессы

3. Измеряемые величины:

1. Нагрузка

Диапазон измеряемых нагрузок при испытании образцов зависит от прочности образцов. Прочность горных пород может изменяться от нескольких МПа до 200-300 МПа, в зависимости от этого, при испытании конкретных образцов будут использоваться динамометры, предел измерения нагрузки которых на 30-40 % превосходит нагрузку, необходимую для разрушения образца.

2. Деформации

Могут быть двух видов – абсолютные и относительные (рис. 3).

В первом случае – это абсолютное DL или Dd (мм) изменение размера образца при нагружении, во втором – отношение абсолютного изменения размера к первоначальному размеру образца DL/L или Dd/d.

Величины измеряемых продольных деформаций также зависят от типа горной породы и могут меняться от сотых долей миллиметров до 15-20 мм. Поперечные деформации – в 2-3 раза меньше.

Рис 3.jpg
Рис. 3 Образец до (1) и после проведения испытания (2)

3. Линейное перемещение при деформации керна.

Диапазон возможных перемещений до 20мм.

4. Решение задачи:

Для выполнения измерений и дальнейшего анализа данных было выбрано измерительное оборудование и программное обеспечение компании HBM. ПО CatmanEasy/AP было адаптировано под данную задачу с помощь программного модуля EasyScript.

Исходя из заданных технических параметров, была выбрана следующая конфигурация измерительной системы, изображенная на рис. 4:

Рис 4.jpg
Рис. 4 Функциональная схема подключения датчиков

4.1. Комплектация измерительной системы на базе оборудования HBM:

force_c2_100kn.jpg

Датчики силы C2/10kN, 50kN, 100kN, 200kN

Датчики силы C6A/500kN, 1MN, 2MN

LY-Series-Preview.jpg

Датчик продольных деформаций (LY41-3, 6, 10, 20/120)

Датчик поперечных деформаций (LY41-3, 6, 10, 20/120)

dis_wa-t-100mm-001-teaser.jpg

Датчик линейных перемещений при деформации (WA/2mm, 10mm, 20mm - T)

daq-mx840b-teaser.jpg

Универсальный 8-ми-канальный модуль MX840 усилителя QuantumX для подключения различных типов первичных преобразователей

SCM.jpg

Дополнительный разъем-модуль 1-SCM-SG120 для подключения четверть-мостовых датчиков к усилителю QuantumX

catman_monitor_teaser.jpg

Программное обеспечение CatmanEasy/AP для обработки получаемых данных + программный пакет EasyScript для создания индивидуальных скриптов

Подробное описание проекта читайте в прилагаемом pdf файле - Лабораторные исследования физико-механических свойств горных пород.pdf