Ганкевич В.Ф., Москалева Т.В., Ливак О.В., Кравец В.И. Возможная реализация термоциклического ослабления горных пород в алмазных буровых коронках с упругой консолью
- Деталі
- Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
- Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-140
Geoteh. meh. 2018, 140, 23-30
DOI: https://doi.org/10.15407/geotm2018.03.023
ВОЗМОЖНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОГО ОСЛАБЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД В АЛМАЗНЫХ БУРОВЫХ КОРОНКАХ С УПРУГОЙ КОНСОЛЬЮ
1Ганкевич В.Ф., 1Москалева Т.В., 2Ливак О.В., 2Кравец В.И.
1Национальный технический университет «Днепровская политехника», 2Украинский государственный химико-технологический университет
УДК 622.236.3
Язык: Русский
Аннотация.
В статье рассмотрена возможность использования термоциклического разупрочнения горных пород в буровых инструментах. Приведены краткие результаты теоретических и экспериментальных исследований по изучению процесса термоциклического воздействия на горные породы и модели из стекла. Полученные аналитические зависимости позволяют определять средний размер ячейки сотовой трещиноватости в зависимости от режимных параметров термоудара, свойств горной породы и оценивать эффективность использования знакопеременных тепловых способов разупрочнения или вписываемость их по времени в конкретный технологический процесс. Показано, что при бурении в фазе нагрева, с применением соответствующих фрикционных нагревательных элементов можно добиваться температур свыше 600 0С. Установлено, что фазой охлаждения разогретого участка горной породы можно добиться гарантированного растрескивания горной породы для последующего механического разрушения.
Приведены усовершенствованные конструктивные решения алмазных буровых коронок с упругой консолью, армированной термостойким фрикционным материалом. Целью предложенных изобретений является устранение недостатков работы известной конструкции алмазной буровой коронки, в процессе работы которой плотность контакта фрикционного покрытия уменьшается и, следовательно, снижается эффективность нагрева породы в целом под. консолью. Поставленная цель достигается путем выполнения консоли (в первой предложенной конструкции термомеханического интструмента) по всей высоте многослойной – термобиметаллической и выполнения консоли (во второй предложенной конструкции термомеханического интструмента), выгнутой над корпусом коронки. Конструкции инструментов защищены патентами Украины.
В результате исследований влияния термоциклического воздействия на горные породы и стекло сделан вывод о снижении энергоемкости процесса их разрушения и появлении сетки трещин сотовой структуры.
Ключевые слова: горная порода, термическое разрушение, бурение, трение, нагрев, охлаждение, алмазная коронка, разупрочнение, фрикционные элементы.
Список литературы:
1. Кожевников А.А., Крисан В.В., Вахалин Ю.Н. [и др.] Разрушение горных пород при резком охлаждении. – Днепропетровск: ООО Лизунов Пресс, 2011. – 152с.
2. Пат. №125672 Україна, МПК Е21В 10/46, Е21В 7/14. Термомеханiчний породоруйнуючий iнструмент / Кожевников А.О., Кравець В.І., Вахалiн Ю.М., Лiвак О.В. - ДВНЗ УДХТУ – № u2017094275; Заявл. 26.09.2017; Опубл. 25.05.2018, бюл. № 10. - 3с.
3. Пат. № 131521 Україна, МПК Е21В 10/46, Е21В 7/14. Термомеханiчний породоруйнуючий iнструмент / Ганкевич В.Ф., Вахалін Ю.М., Лівак О.В. НТУ "Дніпровська політехніка" - № u201804859; Заявл. 03.05.2018; Опубл. 25.01.2019, бюл. № 2. – 3с.
4. Ермаков С.А., Федоров Л.Н., Ващенко Д.С., Скрябин Р.М. Экспериментальные исследования разупрочнения крепких горных пород при нагреве трением фрикционных элементов термомеханической коронки // Горный, информационно – аналитический бюллетень (научно – технический журнал), 2010, № 7, с. 44 – 49.
Об авторах:
Ганкевич Валентин Феодосьевич, кандидат технических наук, доцент, кафедра горных машин, НТУ «Днепровская политехника», Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Москалева Татьяна Витальевна, кандидат технических наук, доцент, кафедра горных машин, НТУ «Днепровская политехника», Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Ливак Оксана Викторовна, магистр, кафедра прикладной механики, Украинский государственный химико-технологический университет, Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Кравец Василий Иванович, кандидат технических наук, доцент, кафедра прикладной механики, Украинский