Справочник от Автор24
Найди эксперта для помощи в учебе
Найти эксперта
+2

Разрушение горных пород

Способы разрушения горных пород

Определение 1

Разрушение горных пород – это искусственное или естественное нарушения сплошности природной структуры горных пород.

Существуют физико-химические, термические, термомеханические и другие способы разрушения (бурения) горных пород, основными из них являются:

  1. Ударный (канатный или штанговый). При таком способе разрушения наконечник опускается в скважину и приводится в действие с помощью металлического стрежня – штанги, при канатном функцию штанги выполняет канат.
  2. Вращательно-резанный. При таком способе разрушения к элементу, который должен разрушать горную породу прикладывается усилие подачи и крутящий момент. Мощность, которая передается к этому элементу вырастает, благодаря увеличению осевой нагрузки и сопротивления горной породы. Пограничными условиями в этом случае являются прочность коронок и физико-механические свойства пород.
  3. Резанный. При таком способе разрушения горных пород происходит к разрушающему инструменту прикладываются ударные импульсы, усилие подачи и крутящий момент.
  4. Взрывной. При таком способе разрушения горных пород, вещества, которые входят в состав взрывной сети, транспортируются к забою скважины, где происходит их смешение в результате удара. Обычно они подаются по трубам.
  5. Электрогидравлический. При таком способе разрушения электрический заряд, находящийся в жидкости, образовывает кавитационные полости, при заполнении которых совершается гидравлический удар.
  6. Имлозионный.При таком способе разрушения в скважину подаются капсулы, из которых удаляют предварительно воздух. В момент, когда капсулы разбиваются о забой, происходит интенсивное смыкание вакуумной полости. Жидкость, которая находится вокруг этой полости, приобретает высокую скорость и происходит разрушение пород под действием импульсов высокого давления.
  7. Гидро-эрозионный. При таком способе разрушения используются высоконапорные струи жидкости для разрушения горных пород.
  8. Огнеструйный. При таком способе разрушения горных используется газовая струя, которая образуется в специальной горелке.
  9. Плазменный. При таком способе разрушение горных пород осуществляется с помощью их нагрева плазменными генераторами.
  10. Термодинамический. При таком способе разрушения в поток газа добавляют твердую фазу (например, кварцевый песок) через специальную насадку на сопле.
  11. Электродуговой. При таком способе разрушения горная порода нагревается с помощью электрической дуги переменного или постоянного тока.
  12. Термодетонационный. При таком способе разрушения горение топлива происходит с большими скоростями, из-за чего и образуются детонационные волны, разрушающие горный породы.
  13. Электронагревательный. При таком способе разрушения тепловая энергия образуется из-за ее преобразования из электрической в буровом снаряде.
  14. Атомный. При таком способе разрушения, горная порода рушится под действием тепла, полученного из атомных реакторов.
  15. Лучевой. При таком способе разрушения используются оптические квантовые генераторы.

Методы измерения твердости горных пород

Определение 2

Твердость – это сопротивляемость горной породы разрушению или какой-либо другой деформации, при внедрении в неё более твердого тела.

Существует три основных способа определения твердости горной породы на промышленных предприятиях:

  1. Метод истирания. Данный способ заключается в прижатии образца породы к цилиндру, которые покрыт абразивной шкуркой. Истирание образца происходит при вращении цилиндра с постоянной скоростью. В этом случае твердость породы можно определить по формуле:

    $Т = 100 • S • q / (M_1 – M_2)$, где:

    • $S$ – площадь истирания образца горной породы;
    • $q$ – удельный вес породы;
    • $М_1, М_2$ - масса образца до и после истирания.
  2. Метод резания. Этот метод определения твердости осуществляется с помощью прибора ОТ-ВИТР. Резание образца производится при постоянной нагрузке на диск по образцу несколько раз, после этого вычисляется среднее значение глубины реза, оно обратно пропорционально твердости горной породы. Это позволяет соотнести глубину реза с твердостью горной породы.

  3. Метод Шрейнера является основным способом, который на промышленных предприятиях. Он осуществляется с помощью внедрения (вдавливания) твердого предмета в образец породы. В этом случае ее твердость определяется, как соотношение нагрузки (которая приводит к разрушению) к площади торца образца. Метод Шрейнера определяет не только твердость, но и пластические и упругие свойства горных пород. Обычно образец представляет собой кубик с сторонами от 30 до 50 миллиметров или цилиндр с высотой от 40 до 60 миллиметров.

Правильное и качественное проведения мероприятий по определению твердости горных пород и его результаты являются основой для определения способа бурения скважин и технических характеристик бурильного оборудования.

Дата последнего обновления статьи: 02.06.2024
Получи помощь с рефератом от ИИ-шки
ИИ ответит за 2 минуты
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot