MODELI ZA PROCJENU NEIZRAVNE ČVRSTOĆE VAPNENCA U SATURIRANOM STANJU

There are a number of methods of estimating physical and mechanical characteristics. Principally, the most widely used is the regression, but recently the more sophisticated methods such as neural networks has frequently been applied, as well. This paper presents the models of a simple and a multiple regression and the neural networks – types Radial Basis Function and Multiple Layer Perceptron, which can be used for the estimate of the Brazilian indirect tensile strength in saturated conditions. The paper includes the issues of collecting the data for the analysis and modelling and the overview of the performed analysis of the efficacy assessment of the estimate of each model. After the assessment, the model which provides the best estimate was selected, including the model which could have the most wide-spread application in the engineering practice.Potreba za procjenom neizravne vlačne čvrstoće koju inače određujemo brazilskim testom može se javiti pri idejnim rješenjima podzemnih radova u sredinama gdje je prisutna podzemna voda. Pregledom dostupne literature iz relevantnih izvora, koja se bavi utjecajem zasićenja na neizravnu vlačnu čvrstoću stijena koja se određuje brazilskim testom, utvrđeno je da se samo nekoliko radova bavi procjenom neizravne vlačne čvrstoće kod vapnenaca i pri tome se ne bave zasićenjem vodom. Isto tako, autori ovoga rada pregledom dostupne literature iz relevantnih izvora nisu naišli na rad koji bi se bavio procjenjivanjem neizravne vlačne čvrstoće vapnenca pomoću neuronskih mreža koje bi primjenjivale samo dva ulazna parametra, neizravnu vlačnu čvrstoću u suhome stanju i/ili šupljikavosti, stoga je bio razumljiv znanstveni interes za izradu i primjenu modela takva tipa. Skup podataka na temelju kojega je modelirano izrađen je jednim djelom od prikupljenih podataka iz objavljene literature gdje su navedeni rezultati ispitivanja poroznosti, indirektne vlačne čvrstoće u suhome i zasićenome stanju miocenskoga vapnenca, a drugi dio početnoga skupa bazira se na istraživanjima koja su provedena u Geomehaničkome laboratoriju RGN fakulteta u Zagrebu na vapnencima iz kamenoloma „Podberam” kod Pazina. U obama slučajevima ispitivanja su obavljena prema preporuci Međunarodnoga društva za mehaniku stijena pa je objedinjavanje bilo moguće. Na temelju prikupljenih podataka pomoću programskoga paketa Statistica 12 ukupno je napravljeno pet modela za procjenu neizravne vlačne čvrstoće. Modeli jednostruke regresije nose oznaku SR_1 (temelji se na jednostavnoj regresiji s poroznošću) i SR_2 koji je napravljen pomoću neizravne vlačne čvrstoće u suhome stanju. Model višestruke regresije nazvan je MR, a u njemu su nezavisne varijable šupljikavosti i neizravne vlačne čvrstoće u suhome stanju. Model neuronskih mreža s radijalnom baznom funkcijom nazvan je NN_RBF, a model tipa višeslojna mreža nosi oznaku NN_MLP. Uobičajeno se izrađeni modeli evaluiraju pomoću niza koeficijenata koji služe u tu svrhu: koeficijent koleracije (R), koeficijent determinacije (R2 ), korigirani R2 (R2 Adj) i korijen srednje kvadratne pogreške (RMSE). Prema parametrima ocjene najbolji je model NN_MLP, zatim slijedi model NN_RBF pa model MR te model SR_2 i na kraju model SR_1. Iako model NN_MLP najbolje procjenjuje neizravnu vlačnu čvrstoću u saturiranome stanju jer ima R = 0,987348; R2 = 0,974856; R 2 Adj = 0,974382 i RMSE = 0,272791, ipak prema mogućnosti šire primjene u inženjerskoj praksi model višestruke regresije najviše obećava jer za njegovu primjenu nisu potrebni složeni programski paketi. Modele iz ovoga rada treba primjenjivati samo kada su ulazni parametri u rasponu za indirektnu vlačnu čvrstoću u suhome stanju od 0,07 do 7,381 MPa

NAPREZANJA I DEFORMACIJA STIJENSKE MASE PRI POVRŠINSKOJ EKSPLOATACIJI KAMENIH BLOKOVA

The appearance of increased stresses and deformability of rock mass in the quarry of Zečevo (exploitation field of Selca – island of Brač) has caused a considerable decrease of usability of mineral raw materials, which put into question the survival of the pit. Therefore the research and measurements of the state of stresses and deformability of rock mass within the pit were carried out. Besides detailed laboratory testings (testings on small samples) performed were trial in-situ testings on large samples including the corresponding numerical analyses. The exploitation of dimension stone by sowing regularly shaped rectangular blocks has been proved to be appropriate for in-situ testing of bending strength. The paper presents the results of carried out laboratory testings, in-situ testings of bending strength including measuring of deformations after sowing cuts and numerical analyses by which the possible range of horizontal stresses was determined. Since for the case of massive rocks, for which the continuum concept is applied, there are no specifically defined methods of corrections, presented is a possible relation for correction of input size values based on the carried out laboratory and in-situ testings.Pojava pojačanih naprezanja i deformacija stijenske mase u kamenolomu Zečevo (eksploatacijsko polje Selca - Brač) prouzročila je izrazito smanjenje iskoristivosti mineralne sirovine što je dovelo u pitanje opstanak kopa. Zbog toga je provedeno istraživanje i mjerenje stanja naprezanja i deformabilnosti stijenske mase unutar ležišta. Osim detaljnih laboratorijskih ispitivanja (ispitivanja na malim uzorcima), provedena su i probna istražna in-situ ispitivanja na velikim uzorcima, te odgovarajuće numeričke analize. Eksploatacija arhitektonsko-građevnog kamena s piljenjem pravilno oblikovanih pravokutnih blokova pokazala se pogodnom za in-situ ispitivanje čvrstoće na savijanje. U radu se prikazuju rezultati provedenih laboratorijskih ispitivanja, in-situ ispitivanja čvrstoće na savijanje uz mjerenje deformacija nakon izrade rezova, te numeričke analize pomoću kojih je utvrđen mogući raspon horizontalnih naprezanja. Budući da za slučaj masivnih stijena, za koje se primjenjuje koncepcija kontinuuma u praksi ne postoje posebno razrađene metode korekcija, prikazana je moguća relacija za korekciju vrijednosti ulaznih veličina, koja se temelji na provedenim laboratorijskim i in-situ ispitivanjima

Metoda za određivanje optimalne geometrije reznih alata na lančanoj sjekačici

Lančane sjekačice se koriste za izradu rezova u stijenskoj masi pri eksploataciji arhitektonsko – građevnog kamena. Utjecaj reznih alata na učinak sjekačice je analiziran pomoću uređaja za pravolinijsko rezanje stijena. Uređaj za pravolinijsko rezanje je modificirana blanjalica za metal

SADAŠNJE SPOZNAJE O BUŠENJU BUŠOTINA VELIKOG PROMJERA ZA ODLAGANJE OTPADA VISOKOG STUPNJA RADIOAKTIVNOSTI I ISTROŠENOG NUKLEARNOG GORIVA

Deep geological disposal is internationally recognized as the safest and most sustainable option for the long-term management of high-level radioactive waste. Mainly, clay rock, salt rock and crystalline rock are being considered as possible host rocks. Different geological environment in different countries led to the various repository concepts. Main feature of the most matured repository concept is that canisters with spent nuclear fuel are emplaced in vertical or horizontal large diameter deposition holes. Drilling technology of the deposition holes depends on repository concept and geological and geomechanical characteristics of the rock. The deposition holes are mechanically excavated since drill & blast is not a possible method due to requirements on final geometry like surface roughness etc. Different methods of drilling large diameter boreholes for deposition of high-level waste and spent nuclear fuel are described. Comparison of methods is made considering performance and particularities in technology.Duboko geološko odlaganje je međunarodno prepoznato kao najsigurnija i najodrživija opcija dugoročnog zbrinjavanja visoko radioaktivnog otpada. Kao moguće stijene za zbrinjavanje uglavnom su razmatrane glinovite, slane i kristalinične stijene. Različite geološke sredine u različitim zemljama su dovele do različitih koncepata odlaganja. Glavna karakteristika najrazvijenijih koncepata odlaganja je da se spremnici sa istrošenim nuklearnim gorivom odlažu u vertikalne ili horizontalne bušotine velikog promjera. Tehnologija bušenja bušotina za odlaganje ovisi o konceptu odlaganja i geološkim i geomehaničkim karakteristikama stijene. Bušotine se iskopavaju mehanički jer se metoda iskopa bušenjem i miniranjem ne može primijeniti zbog zahtjeva obzirom na hrapavost stijenki itd. Opisane su različite metode bušenja bušotina velikog promjera za odlaganje visoko radioaktivnog otpada i istrošenog nuklearnog goriva. Metode su uspoređene obzirom na učinkovitost i posebnosti tehnologije

MJERENJE SILE UDARNOG VALA INDIREKTNIM METODAMA

Tests have been conducted at the “Laboratory for testing of civil explosives, detonators, electrical detonators and pyrotechnical materials”, Department for mining and geotechnics of the Faculty of mining, geology and petroleum engineering, University of Zagreb with the purpose of designing a detonator that would unite advantages of a non-electric system and the precision in regulation of time delay in electronic initiation system. Sum of energy released by the wave force in shock tube is a pre-condition for operation of the new detonator, and measurement of wave force is the first step in determining the sum of energy. The sum of energy is measured indirectly, based on two principles: movement sensors and strain.U Laboratoriju za eksplozive Rudarsko geološko naftnog fakulteta, Sveučilišta u Zagrebu, obavljaju se ispitivanja s ciljem pronalaženja izvedbe detonatora koja ujedinjuje prednost neelektričnog sustava iniciranja i preciznost regulacije intervala usporenja elektroničkog detonatora. Količina energije koju oslobađa udarni val cjevčice preduvjet je za djelovanje novog detonatora, a prvi korak za njeno određivanje je mjerenje sile udarnog vala. Sila udarnog vala mjerena je posredno, na dva načina; senzorima pomaka I otpornim mjernim trakama

Primjena lančane sjekačice u eksploataciji arhitektonsko građevnog kamena

Razvojem klasične rudarske podsjekačice došlo je do primjene sličnog stroja pri piljenju horizontalnih i vertikalnih rezova pri eksploataciji arhitektonsko - građevnog kamena. U današnje vrijeme lančane sjekačice predstavljaju suvremene strojeve u površinskoj i podzemnoj eksploataciji, a primjenu su našle u slabo do srednje abrazivnim i mekim do srednje tvrdim stijenama. Učinkovit način površinske eksploatacije ostvaruje se kombiniranjem lančane sjekačice i dijamantne žične pile. Uvođenjem lančanih sjekačica stvoreni su preduvjeti za podzemnu eksploataciju arhitektonsko-građevnog kamena. Učinkovitost lančane sjekačice ovisi o pravilnom izboru radnih veličina stroja, reznih elemenata te uvjeta i načina eksploatacije u određenoj vrsti stijene. U radu je analizirana učinkovitost lančanih sjekačica i njihova primjena u površinskoj i podzemnoj eksploataciji

VLAČNA ČVRSTOĆA ČELIČNIH UŽETA DIJAMANTNIH ŽIČNIH PILA

The efficiency of diamond wire saw upon ex plo i tation of natural stone depends on the right choice of the const ructional and technological fac¬tors of the machine, diamond wire and conditions, and way of explora¬tion in the particular kind of the rock. One of these parameters is the steel rope of diamond wire. A long-standing work on testing and certifying of hoisting ropes, experience and knowledge acquired upon these testings, aroused us to a detailed analysis and testing of the ropes which are used in diamond wire shaping. The paper presents the results of testings of steel ropes of diamond wire and the testings of rope joints i.e. tensile strength which can resist the joints between separate rope sections. The suggested idea regarding construction desings of steel rope of diamond wire, which is used in natural carbonate stone exploitation, is based on this experimen¬tal testing of steel ropes.Učinkovitost dijamantne žične pile pri eksploataciji prirodnog ka¬mena ovisi o pravilnom izboru konstrukcijskih i tehnoloških čimbenika struja, dijamantne žice te uvjeta i načina eksploatacije u određenoj vrsti stijene. Jedan od tih parametara je i čelično uže dijamante žice. Dugogodišnji rad na ispitivanju i atestiranju izvozne užadi, iskustva i saznanja stečena pri tim ispitivanjima, ponukali su nas na detaljniju analizu i ispitivanja užadi koja se koriste pri formiranju dijamantnih žica. U radu su izloženi rezultati ispitivanja čeličnih užeta dijamantne žice i spojeva užeta. odnosno vlačnih sila koje mogu izdržati spojna mjesta Između pojedinih sekcija užeta. Temeljem eksperimentalnih ispitivanja daje se prijedlog svrhovitiijeg konstrukcijskog rješenja čeličnog užeta dijamantne žice koja se koristi za eksploataciju prirodnog kamena kar¬bonat nog sastava

Fuel consumption and engine load factors of equipment in quarrying of crushed stone

Koeficijenti opterećenja, definirani kao udio nazivne snage pogonskog motora angažirane pri radu, koriste se pri procjeni potrošnje goriva rudarske mehanizacije. Svaka vrsta mehanizacije koristi se u specifičnom radnom procesu pri eksploataciji tehničko-građevnog kamena. Koeficijenti opterećenja karakteristični su za vrstu stroja i radni proces/uvjete rada. Prema empirijskim podacima potrošnje goriva koncesionara, u ovome radu su određeni koeficijenti opterećenja pogonskih motora glavnih strojeva pri eksploataciji tehničko-građevnog kamena. Ovo uključuje dozer, bagere, utovarivače, kamione, bušaću garnituru, pokretna postrojenja za sitnjenje i klasiranje, te pokretni tračni transporter. S pretpostavkom sličnih radnih uvjeta, dobiveni koeficijenti opterećenja mogu se smatrati karakterističnima za male kopove tehničko-građevnog kamena, ali i ostale površinske kopove, zavisno o primjeni mehanizacije. Dobiveni koeficijenti opterećenja uspoređeni su s drugim izvorima radi verifikacije rezultata i određivanja pogodne procedure procjene nepoznatih koeficijenata opterećenja u nepoznatim radnim uvjetima.Load factors, defined as portion of utilized engine power, are used in estimation of the diesel mining equipment fuel consumption. Every type of equipment is involved in the specific work operation, common in quarrying of crushed stone. Furthermore, load factors are specific for the equipment type and their application/operating conditions. Based on the mining company’s empirical data on fuel consumption, load factors of the main equipment in quarrying of crushed stone are determined in this paper. This includes bulldozer, backhoe excavators, wheel loaders, trucks, blasthole drill, mobile crushing and screening plants, and mobile belt conveyor. With an assumption of similar operating conditions, those factors can be considered as characteristic for small quarries of crushed stone, but also for mining on other surface pits, depending on the specific equipment application. The obtained load factors are compared to the available data from other sources in order to verify the results and establish the appropriate procedure for assessment of unknown load factors in different operating conditions