Результаты исследования фракционного состава продуктов разрушения крупнозернистого гранита ударно-поворотным способом
Суть фракционного состава продуктов разрушения гранита и оценка энергоемкости разбития горной породы. Анализ изменений крупности бурового шлама и параметров ударной системы и формы коронки. Разгром лезвийного и штыревого породоразрушающего инструмента.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.05.2018 |
| Размер файла | 374,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ПРОДУКТОВ РАЗРУШЕНИЯ КРУПНОЗЕРНИСТОГО ГРАНИТА УДАРНО-ПОВОРОТНЫМ СПОСОБОМ
Шадрина А.В.
Исследования фракционного состава продуктов разрушения гранита дополняют исследования, связанные с оценкой энергоемкости разрушения горной породы и имеют цель показать изменение крупности бурового шлама от изменения параметров ударной системы и формы буровой коронки. Экспериментальное исследование представлено результатами многофакторного анализа характера разрушения горной породы (объема разрушения, углубки скважины за удар, энергоемкости разрушения, изменения процентного содержания частиц горной порода) от параметров ударно-поворотной системы при бурении [1]. Нужно отметить, что подобных исследований очень мало [2, 3], а полученные нами результаты позволили уточнить закономерности разрушения, в частности, установить разный характер влияния увеличения длины ударника на энергоемкость разрушения лезвийного и штыревого породоразрушающего инструмента (ПРИ).
ПРИ представлен типовыми буровыми коронками диаметром 43 мм: штыревая, крестовая и долотчатая. Для сопоставления удельных энергий удара буровых коронок для штыревой коронки за длину лезвия была принята суммарная величина диаметров штырей буровой коронки.
В ходе эксперимента оценивалось влияние формы коронки, предударной скорости бойка, его линейных размеров и массы, а также угла поворота инструмента после удара на величину объёма разрушенной породы, углубку лунки за удар и удельной энергоёмкости разрушения.
Энергия единичного удара изменялась в диапазоне 31-207 Дж. Цилиндрические бойки, закрепленные на копре имели разные геометрические параметры и массу [4]. Бойки 2 и 3, имели равную массу и позволяли формировать волны деформации равной энергии при соответствующих предударных скоростях бойка.
Были проведены 72 серии стендовых испытаний, в общей сложности 862 удара.
Согласно известной точке зрения Иванова К.И. [2], наиболее длинный боек обеспечивает бульшую длительность действия импульса силы, а энергоемкость разрушения горной породы коротким ударником больше, чем длинным. Однако для долотчатой и крестовой коронок в нашем эксперименте наблюдалась обратная зависимость: при более длинном бойке (700 мм, диаметр 35 мм, масса 5,48 кг) энергоемкость разрушения больше.
Объем разрушенного при заданных условиях гранита просеивался через набор стандартных лабораторных сит с отверстиями следующих размеров: 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 мм.
Результаты фракционного состава гранита были сведены в таблицы (таб. 1-3), по которым построены графики зависимости фракционного состава от диаметра выбуренных частиц для различных условий эксперимента. фракционный гранит горный буровой
Все указанные зависимости имеют выраженный гиперболический характер и стабильное процентное содержание выбуренных частиц определённого диаметра (рис. 1): 0,25-мм фракция - 40-60 %; 0,5- и 1,0-мм фракции - 10-20 %; 2,0-мм фракции - 5-13 %; фракция частиц диаметром >2 мм - 2-14 %.
При этом следует отметить, что при малой энергии удара 31,25 Дж (рис. 1, а) крестовая коронка даёт лучший результат: меньшее содержание частиц самой мелкой фракции и, соответственно, большее количество крупной фракции.
С повышением энергии удара, которая изменялась в эксперименте от 31,25 до 207,35 Дж очевидно преимущество буровой коронки штыревого типа (рис. 1, б), которая практически во всех случаях обеспечивала большую крупность обломков разрушенной горной породы и имела особенности результатов при разных предударных скоростях бойка. Так, при предударной скорости бойка 5 м/с для всех цилиндрических бойков содержание частиц диаметром более двух миллиметров составляет около 10 %, а содержание 0,25-миллиметровой фракции не превышает 49 %.
Таблица 1 - Результаты разрушения крупнозернистого гранита штыревой коронкой
Таблица 2 - Результаты разрушения крупнозернистого гранита крестовой коронкой
Таблица 3 - Результаты разрушения крупнозернистого гранита долотчатой коронкой
В свою очередь при предударной скорости бойка 7 м/с отмечается приближение результатов разрушения к значениям, полученным при применении крестовой и долотчатой коронок (рис. 1, в).
С повышением энергии удара очевидно преимущество буровой коронки штыревого типа, которая практически во всех случаях обеспечивала большую крупность обломков разрушенной горной породы и имела особенности результатов при разных предударных скоростях бойка. Так, при предударной скорости бойка 5 м/с для всех цилиндрических бойков содержание частиц диаметром более двух миллиметров составляет около 10 %, а содержание 0,25-миллиметровой фракции не превышает 49 %. В свою очередь при предударной скорости бойка 7 м/с отмечается приближение результатов разрушения к значениям, полученным при применении крестовой и долотчатой коронок (рис. 1,в).
Литература
1. Shadrina A., Saruev L. Exploration and determination of the principles of rotary-percussive underground slimhole drilling // International Journal of Mining Science and Technology. - 2014. Vol. 24, № 2. - P. 245-249.
2. Иванов К.И., Латышев В.А., Андреев В.Д. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1987. - 272 с.
3. Мавлютов М.Р. Разрушение горных пород при бурении скважин. - М.: Недра, 1978. - 215 с.
4. Шадрина А.В., Кабанова Т.В. Исследование разрушения твердой горной породы энергией удара // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - М.: Изд-во «Горная книга», 2014. - № 6. - С. 381 - 385.
Аннотация
В статье приведены результаты исследования фракционного состава крупнозернистого гранита, полученного в результате ударно-поворотного бурения в лабораторных условиях.
Ключевые слова: ударно-поворотный способ бурения, продукты разрушения гранита, ситовый анализ, фракционный состав, экспериментальные зависимости.
The paper presents experimental studies of coarse-grained granite failure provided by percussive drilling in laboratory setting. The particle-size distribution in granite-cutting sludge was analyzed in this paper.
Keywords: percussive drilling, granite-cutting sludge, particle analysis, particle-size distribution, empirical relations.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение твердости горной породы, коэффициента пластичности и работы разрушения, осевой нагрузки на долото при бурении из условия объемного разрушения горной породы, мощности, затрачиваемой лопастным долотом. Механические характеристики горных пород.
контрольная работа [198,3 K], добавлен 01.12.2015Условия залегания гранитов. Возможный состав источников гранитных магм. Магматическая теория происхождения гранита. Процесс образования гранитоидов в результате анатексиса в условиях ультраметаморфизма и в результате переплавления горных пород.
курсовая работа [154,2 K], добавлен 08.04.2012Гидрогеологическая характеристика участка месторождения Белоусовское. Разработка конструкции скважины. Обоснование способа и вида бурения. Число обсадных колонн и глубина их спуска. Выбор состава бурового снаряда и породоразрушающего инструмента.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 21.05.2015Выветривание - физические, химические и биогенные процессы разрушения и изменения приповерхностных горных пород; образование почвы или новых продуктов. Стадии, факторы, качественное изменение химического состава пород, воздействие живых организмов.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 20.04.2011Применение промывочных жидкостей, способных удерживать кусочки породы во взвешенном состоянии, для промывки забоя и выноса шлама на поверхность. Регулирование содержания твердой фазы и уменьшения плотности раствора. Системы очистки бурового раствора.
реферат [2,9 M], добавлен 23.09.2012Механические характеристики горных пород. Отбор проб горной породы для физических испытаний. Определение предела прочности горной породы при одноосном сжатии, устойчивости и нагрузки на обделку подземных сооружений. Паспорт прочности горной породы.
лабораторная работа [184,6 K], добавлен 27.05.2015Физико-химические основы производства. Известняковые породы, мергели, глинистые породы, корректирующие добавки. Химический состав клинкера. Характеристика исходного сырья. Оценка минеральных добавок. Расчет состава шихты из глин, известняка и шлама.
курсовая работа [320,5 K], добавлен 19.09.2013Описание основ спуска бурильного инструмента в скважину, механического бурения, подъема инструмента. Определение средней рейсовой скорости проходки. Оценка влияния параметров режима бурения на эффективность работы породоразрушающего инструмента.
презентация [1,4 M], добавлен 15.09.2015Основные параметры бурового инструмента. Основные инструменты для механического разрушения горных пород в процессе бурения скважины. Бурильные долота и бурильные головки. Совершенствование буровых долот. Основные конструктивные параметры долот.
реферат [23,5 K], добавлен 03.04.2011Условия бурения с применением буровых промывочных жидкостей. Удаление продуктов разрушения из скважины. Реологические свойства буровых растворов. Скорость эрозии стенок скважин. Процесс разделения фаз дисперсной системы. Статическое напряжение сдвига.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 07.09.2012Характеристика горно-геологических условий карьера. Вскрытие месторождения и применяемая система разработки. Внедрение технологии добычи гранита с помощью карьерно-дисковых установок и алмазно-канатных установок. График организации работ на уступе.
курсовая работа [634,1 K], добавлен 24.05.2015Процесс формирования осадочной горной породы. Основные формы залегания, дислокации осадочных горных пород, их виды. Обломочные, органогенные, хемогенные породы и породы смешанного происхождения. Разлом, относительно которого произошло смещение слоев.
курсовая работа [550,1 K], добавлен 10.07.2015Строение горных пород, деформационное поведение в различных напряженных состояниях; физические аспекты разрушения при бурении нефтяных и газовых скважин: действие статических и динамических нагрузок, влияние забойных условий, параметров режима бурения.
учебное пособие [10,3 M], добавлен 20.01.2011Обзор строения вулканов северной Камчатки, их основных частей и составляющих. Изучение химического состава продуктов извержения, установление очагов наибольшей вулканической активности. Анализ современных методов исследования вулканической деятельности.
курсовая работа [9,1 M], добавлен 17.05.2012Способы разрушения нефтяных эмульсий. Обезвоживание и обессоливание нефти. Электрические методы разрушения водонефтяных эмульсий. Способы очистки нефти от механических и агрессивных примесей. Гидраты природных газов. Стабилизация, дегазация нефти.
реферат [986,1 K], добавлен 12.12.2011Разновидности воды в горной массе. Гигроскопичность - способность горной массы поглощать пары воды. Условия протекания процессов сушки. Тепло- и массообмен при сушке горной породы. Брикетирование горного сырья, процесс агломерации руды и обжига окатышей.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 04.12.2012Определение требуемой крупности дробления. Выбор диаметра скважин. Определение параметров расположения скважин на уступе и параметров зарядов. Определение радиуса зоны, опасной по разлету кусков породы. Определение безопасных расстояний для блиндажа.
курсовая работа [66,2 K], добавлен 19.06.2011Химический и минеральный состав доломита, корунда, гранита; происхождение, формы нахождения в природе; применение. Характеристика озерно-ледниковых отложений. Понятие синклинальных складок. Причины схода снежной лавины. Радиометрические методы разведки.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 21.06.2012Минералы как природные тела, однородные по химическому составу и природным свойствам, образующиеся в глубинах и на поверхности Земли. Осадочные, метаморфические и магматические горные породы и их основные виды. Рудные и нерудные полезные ископаемые.
презентация [553,5 K], добавлен 23.02.2015Выбор формы поперечного сечения и типа крепи выработки. Выбор и обоснование способа проходки. Определение основных и вспомогательных операций горнопроходческого цикла. Расчет параметров буровзрывных работ. Погрузка и транспортировка горной породы.
курсовая работа [355,7 K], добавлен 20.09.2015
