نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند

2 عضو هیئت علمی / دانشگاه صنعتی سهند

چکیده

درحالحاضر،بخشعمده­ایازفضاهایزیرزمینیعمرانیومعدنیبه­وسیله­ دستگاه­هایمکانیزهحفرمی­شوند. فرآیند برش و حفر سنگ شامل تماس­های متحرک میان سنگ و ابزار برنده است. این مساله باعث بوجود آمدن انواع متفاوتی از آسیب­ها بر روی ابزارهای برنده خواهد شد. شناخت کامل شرایط زمین‌شناسی و ژئوتکنیکی و به خصوصویژگی­هایسایشیزمین،یکیازپارامترهایمهمدرتخمینعمرابزارهایبرنده،هزینه­هاوکارآییعملیاتحفاریمکانیزه است. روندعمومیبه­کاررفتهبرایارزیابیظرفیتسایشیسنگ­ها،اجرایآزمایشواندازه­گیریمیزانسایشموادمورداستفادهدرآزمایشاست. سرعت حرکت نسبی میان دو جسم، یکی از پارامترهای مهم تأثیر گذار در میزان سایش­های رخ داده است. با وجود اینکه مطالعات زیادی در مورد تأثیر سرعت بر قدرت سایندگی فلزات در برابر هم انجام شده است، اما اطلاعات چندانی از تأثیر سرعت حرکت نسبی، بر قدرت سایندگی سنگ‌ها در دست نیست. دراینمقالهتأثیرسرعتحرکت نسبیپین روی سنگ، برمقادیرسایشایجادشدهدرآزمایشسایشسورشار،برروینمونه­های تک­کانی مطالعه شد. نتایج نشان دادند که سرعت حرکت نسبی می‌تواند پارامتری تأثیرگذار در قدرت سایندگی باشد. میزان تأثیر تا حدود زیادی بستگی به سختی کانی مورد آزمایش دارد. نتایج با نتایجی که توسط محققین مختلف، در رابطه با سایش دو فلز نسبت به یکدیگر گزارش شده است، تطابق خوبی نشان دادند. بنابراین، می­توان نتیجه­گیری کرد که مکانیزم‌های اتفاق افتاده در نوک پین‌ها مشابه مکانیزم‌های گزارش شده در حالتی است که فلزات مختلف همدیگر را دچار سایش می­کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effect of testing speed on Cerchar Abrasion Index (CAI) in soft to hard minerals

نویسندگان [English]

  • Behnam Karami 1
  • Mohammad Taghi Hamzaban 2

2 Academic Staff / Sahand University of Technology

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wear
  • Relative Motion Speed
  • Cerchar Abrasivity Index (CAI)
  • Laboratory Tests

References
[1] Deketh H. J. R.; 1995; Wear of Rock cutting tools, laboratory experiments on the abrasivity of rock, Balkema, Rotterdam, 144 pp.
[2] Verhoef P.N.W.; 1997; Wear of rock cutting tools, Balkema, Rotterdam, 327pp.
[3] CERCHAR; 1973; Cerchar tests for the measurement of hardness and abrasivity of rocks, Centre Study Research, French Coal Industry, Document 73-59:1-10.
[4] AFNOR; 2000; Roches Détermination du pouvoir abrasive d’uneroche Partie 1: Essai de rayure avec une pointe, NF P 94-430-1.
[5] ASTM D7625-10; 2010; Standard test method for laboratory determination of abrasiveness of rock using the CERCHAR method, ASTM International.
[6] Alber M., Yarali O., Dahl F., Bruland A., Kasling H., Michalakopolous T. N., Cardu M., Hagan P., Aydin H.; 2014; ISRM suggested method for determining the abrasivity of rock by the CERCHAR abrasivity test, Rock Mech Rock Eng, 47:261-266.
[7] Rostami J.; 2005; CAI testing and its implications, Tunn &Tunn Int, 37:43-45.
[8] West G.; 1989; Rock abrasiveness testing for tunneling, Int J of Rock Mech & Min Sci, 26:151-160.
[9] CERCHAR; 1986; The Cerchar abrasiveness index, Centre d’ Etudes et Recherches de Charbonnages de France, Verneuil.
[10] Girmscheid G.; 2000; Construction management and construction techniques in tunneling, Berlin: Ernst and Sohn.
[11] Plinninger R. J., Käsling H., Thuro K.; 2004; Wear prediction in hard rock excavation using the Cerchar abrasiveness index (CAI), In: Proceedings of the ISRM regional Symposium EUROCK 2004 & 53rd Geomechanics Colloquy, Salzburg, Austria, 599-604.
[12] Yarali O., Yasar E., Bacak G., Ranjith P. G.; 2008; A study of rock abrasivity and tool wear in coal measures rocks, Int J of Coal Geol, 74:53-66.
[13] Bieniawski Z. T., Celada B., Galera J. M., Tardagiula I.; 2009; Prediction of cutter wear
بررسی تأثیر سرعت حفاری بر قدرت سایندگی کانیها با استفاده از نتایج آزمایش سرشار علمی- پژوهشی مهندسی معدن
1
using RME, In: Proceedings of the ITA congress, Budapest, Hungary.
[14] Suana M., Peters T.; 1982; The Cerchar abrasivity index and its relation to rock mineralogy and petrography, Rock Mech Rock Eng, 15:1-7.
[15] Al-Ameen S. I., Waller M. D.; 1994; The influence of rock strength and abrasive mineral content on the Cerchar abrasive index, Eng Geol, 36:293-301.
[16] Plinninger R. J., Käsling H., Thuro K., Spaun G.; 2003; Testing conditions and geomechanical properties influencing the cerchar abrasivity index (CAI) value, Int J of Rock Mech & Min Sci, 40:259-263.
[17] He J., Li S., Li X., Wang X., Guo J.; 2016; Study on the correlations between abrasiveness and mechanical properties of rocks combining with the microstructure characteristic, Rock Mech Rock Eng, 49:2945-2951.
[18] Deketh H. J. R.; 1995; Wear of the cutting tools of rock excavation machines, In: Proceedings of the 35th US symposium of Rock Mechanics, Reno, USA, 342-347.
[19] Jager W.; 1988; An investigation into the abrasive capacity of rocks, Dissertation, Delft
University of Technology; 1988.
[20] Reinking M. W.; 1989; Linear cutting tests in artificial sand-clay mixtures to study the influence of brittleness on abrasive wear of cutting tools, Dissertation, Delft University of Technology; 1989.
[21] Rostami J., Ghasemi A., Alavi E., Dogruoz C., Dahl F.; 2014; Study of dominant factors affecting
Cerchar abrasivity index, Rock Mech Rock Eng, 47:1905–1919.
[22] Kahraman S., Alber M., Fener M., Gunaydin O.; 2010; The usability of Cerchar abrasivity index for the prediction of UCS and E of Misis Fault Breccia: regression and artificial neural network analysis, Expert Sys Appl, 37:8750-8756.
[23] Khandelwal M., Ranjith P. G.; 2010; Correlating index properties of rocks with P-wave measurements, J Appl Geophys, 71:1–5.
[24] Deliormanli A. H.; 2012; Cerchar abrasivity index (CAI) and its relation to strength and abrasion test methods for marble stones, Constr Build Mater, 30:16-21.
[25] Alber M.; 2008; Stress dependency of the Cerchar abrasivity index (CAI) and its effects on wear of selected rock cutting tools, Tunn and Undergr Space Technol, 23:351-359.
[26] Büchi E., Mathier J. F., Wyss C. H.; 1995; Rock abrasivity – a significant cost factor for mechanical tunnelling in loose and hard rock. Tunn, 95:38-44.
[27] Michalakopolous T. N., Anagnostou V. G., Bassanou M. E., Panagiotou G. N.; 2006; The influence of styli hardness on the Cerchar abrasiveness index value, Int J of Rock Mech & Min Sci, 43:321-327.
[28] Majeed Y., Abu Bakar M. Z.; 2016; Statistical evaluation of CERCHAR abrasivity index (CAI) measurement methods and dependence on petrographic and mechanical properties of selected rocks of Pakistan, Bull Eng Geol Environ, 75:1341-1360.
[29] Hamzaban M. T., Memarian H., Rostami J.; 2014; Continuous monitoring of pin tip wear and
penetration into rock surface using a new Cerchar abrasivity testing device, Rock Mech Rock Eng, 47:689–701.
[30] Welsh N. C., 1965; The dry wear of steels I. The general pattern of behavior, Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, 257: 31-50.
[31] Hirst W., Lancaster J. K.; 1960; The influence of Speed on Metallic Wear, Mathematical and physical science: 228-241.
[32] Saka N., Eleiche A. M., Suh N. P.; 1977; Wear of metals at high sliding speeds, Wear,44: 109-125.
[33] Subramanian C.; 1991; Effect of sliding speed on the unlubricated wear behaviour of AL-12.3wt.%Si alloy, Wear, 151: 97-110.