Energiebedarf für Gesteinszerstörung in Laborversuchen und Ingenieurbetrieb: Eine Übersicht

Zusammenfassung Basierend auf der Überprüfung einer breiten Palette von Literatur stellt dieses Papier fest, dass: (1) die durchschnittliche spezifische Oberflächenenergie verschiedener Einkristalle nur 0,8 J/m² beträgt. (2) Die durchschnittliche spezifische Bruchenergie der Gesteine mit einem Vor-Riss unter statischen Spaltversuchen 4,6 J/m² beträgt. (3) Die durchschnittliche spezifische Bruchenergie der Gesteine mit einer vorgestanzten Kerbe, jedoch ohne Vor-Riss unter statischen Zugbruchversuchen (Modus I) beträgt 4,6 J/m². (4) Die durchschnittlichen spezifischen Bruchenergien regelmäßiger Gesteinsproben ohne vorgefertigten Riss oder vorgestanzte Kerbe liegen bei 26,6, 13,9 und 25,7 J/m² unter uniaxialen Druck-, Zug- und Scherverschaltungen, jeweils. (5) Die durchschnittliche spezifische Bruchenergie unregelmäßiger einzelner Quarzpartikel unter uniaxialem Druck beträgt 13,8 J/m². (6) Die durchschnittliche spezifische Bruchenergie von Partikelbetten unter Fallgewichttests beträgt 74,0 J/m². (7) Die durchschnittliche spezifische Bruchenergie von Mehrfachpartikeln in Mahltests beträgt 72,5 J/m². (8) Die durchschnittliche spezifische Energie von Gesteinen beim Schlagbohren beträgt 399 J/m³, die bei vollständigen Schneidvorgängen 131 J/m³ und die beim Rotationsbohren 157 J/m³ beträgt. (9) Die durchschnittliche Energieeffizienz beim Mahlen beträgt nur 1,10 %. (10) Die genauen Messungen der spezifischen Bruchenergie beim Sprengen sind zu wenig, um zuverlässige Schlussfolgerungen zu ziehen. Im letzten Teil des Papiers werden die Effekte der intergranularen Verschiebung, der Belastungsrate, des umgebenden Drucks, der Messung der Oberfläche, des vorgefertigten Risses, der Abrasion und der thermischen Energie auf die spezifische Bruchenergie von Gesteinen diskutiert.