3 Билет.

1 Вопрос.

Ударно-вращательный способ заключается в передаче через промежуточное звено породоразрушающему инструменту, помимо осевой статической силы и крутящего момента, ударных импульсов с силой , определенной энергии и частоты (900-5000 уд/мин). Генераторами ударных импульсов служат специальные машины (гидро – или пневмоударники, забойные вибраторы), устанавливаемые непосредственно над породоразрушающим инструментом или промежуточным звеном. Ударно – вращательный метод усиливает эффект разрушения твердых пород.

К группе механических относятся также способы, основанные на передаче забою энергии жидкости или газа: гидромониторный, гидроимпульсный, имплозионный, взрывной и др. Эти способы, за исключением гидромониторного, находятся в стадии лабораторных или промышленных испытаний.

Комбинированные механические способы основаны на совместном воздействии на забой породоразрушающего инструмента и жидкости (или газа). К ним относятся: механическая разрушение с применением понизительной твердости, виброэрозионно-гидравлический, гидроэрозионно-вращательный, гидромониторно-вращательный способы. Из перечисленных лишь последние два применяются в промышленных масштабах.

2 Вопрос.

Твердость — это сопротивление, которое оказывает испытуемое тело при внедрении в него другого, более твердого тела.

Мерой твердости в технике является давление на поверх­ности контакта индентора, соответствующее достижению под индентором предельного состояния испытываемого материа­ла. По Герцу предельное состояние – это напряжение соответствующее пределу текучести Л.А. Шрейнер в качестве меры твердости горных пород принял величину контактного давления, при которой напря­жения достигают предела прочности. Форма инденторов – острая (пирамида), сферическая, плоская, цилиндрическая.

Л.А. Шрейнер на основании изучения деформирования и разрушения твердых тел применительно к горным породам выделил три класса по характеру деформирования до разрушения. (рис.2.1.)

Прочность твердого тела характеризуется величиной _с, называемой пределом прочности.

Рис-2.1. Зависимости деформаций сдвига от касательных напряжении для хрупких (а), хрупко-пластичных (б) и пластичных (в) твердых тел и

Области их деформирования:

I - упругая; II— пластичная с упрочнением; III—пластичная с разупрочнением (разрушение)

Также одним из показателей свойств горных пород является абразивность. В горном деле под абразивностъю горных пород понимают их способность изнашивать металлы при трении. Изнашивание — процесс преимущественно механи­ческий (усталостные явления на поверхностях трения, их де­формирование, царапание, резание). Поэтому показатели абразивности горных пород рассматриваются как показатели их механических свойств.

3 Вопрос

Конструктивные особенности алмазных буровых коронок . По разме­щению алмазов в матрице коронки разделяются на три типа (рис. 8.6): одно­слойные, многослойные, импрегнированные.

Однослойные коронки предназначены для бурения малоабразивных плотных монолитных мелкозернистых пород VII - IX категорий по буримости.

В однослойных коронках (рис. 8.6 а) алмазы располагаются по опреде­ленной схеме в один слой с выпуском зерен из-под торца матрицы, составляю­щим 10-25% от линейного размера алмазов. Для армирования однослойных ко­ронок обычно применяются объемные алмазы зернистостью от 20-30 до 60-90 шт/карат и подрезные зернистостью от 10-20 до 50-60 шт/карат. Твердость мат­рицы коронок по Роквеллу колеблется от HRC = 20-25 до HRC = 30-35.

Многослойные коронки (рис 8.6 б) предназначены для бурения мало­абразивных, плотных, монолитных и слаботрещиноватых пород преимущест­венно IX - XI, реже VIII категорий по буримости. По высоте матрицы парал­лельно её торцу располагаются чаще всего три слоя объемных алмазных зерен зернистостью от 60-80 до 90-120 шт/карат. Подрезные алмазы имеют зерни­стость от 30-40 до 40-60 шт/карат. Твердость матрицы изменяется от HRC = 20-25 до HRC = 30-35. В зависимости от диаметра коронки имеют от двух до вось­ми промывочных каналов. Работа многослойных коронок заключается в том, что по мере абразивного износа первого, торцевого слоя в работу вступает вто­рой и т.д.

Рис. 8.6 Основные типы алмазных коронок

а - однослойная; б - многослойная; в - импрегнированная.

Импрегнированные алмазные коронки (рис. 8.6в) предназначены для бурения малоабразивных и абразивных пород монометрых и трещиноватых тонко и мелкозернистых пород X-XII категорий. Отличительной особенностью коронок является распределение объемных алмазов по всему объему матрицы. Подрезные алмазы укладываются вручную по определенной схеме. Зернистость объемных алмазов- 120-140 шт/карат, подрезных - 30-60 шт/карат.

При структурно-поисковом и поисково-разведочном бурении основным техническим средством повышения выхода керна являются двойные колонковые снаряды (ДКС).

Билет 4.