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 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 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 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 Функциональная схема подключения датчиков |
4.1. Комплектация измерительной системы на базе оборудования HBM:
|
Датчики силы C2/10kN, 50kN, 100kN, 200kN Датчики силы C6A/500kN, 1MN, 2MN |
|
Датчик продольных деформаций (LY41-3, 6, 10, 20/120) Датчик поперечных деформаций (LY41-3, 6, 10, 20/120) |
|
Датчик линейных перемещений при деформации (WA/2mm, 10mm, 20mm - T) |
|
Универсальный 8-ми-канальный модуль MX840 усилителя QuantumX для подключения различных типов первичных преобразователей |
|
Дополнительный разъем-модуль 1-SCM-SG120 для подключения четверть-мостовых датчиков к усилителю QuantumX |
|
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
КонтроллВахенд а Техника (КВТ) 2019
