Породы мягкие 150—300;

Породы средней твердости 300—400;

Крепкие породы 400—500; Очень крепкие породы 500—700.

Относительный вес инструмента прямо пропорционален длине и диаметру долота. Абсолютный вес (Н) рассчитывают по формуле

г де ф— коэффициент пропорциональности; ф = 0,004—0,001 Н/м³; L — длина бурового инструмента, м; D — диаметр долота, м.

Из формулы следует, что в крепких породах необходимый вес бурового снаряда достигается лишь при достаточно больших диаметрах долота, поэтому в крепких и твердых породах необходимо бурить долотами диаметром более 250 мм.

Максимальную допустимую высоту падения снаряда S_max определяют по формуле

где [δ_сж] ^— допустимое напряжение материала инструмента на сжатие, МПа; в — ускорение падения снаряда в скважине, в = 4,5—6,5 м/с².

Рекомендуются следующие величины высоты сбрасывания снаряда: при бурении пород мягкой и средней твердости — 0,5—0,8 м; твердых—0,9—1,0 м; очень твердых — 1,1— 1,2 м и трещиноватых—0,9 м.

М ежду числом ударов и высотой падения бурового снаряда существует следующее соотношение:

где n— число ударов в 1 мин; S — высота сбрасывания снаряда, м.

На практике частота ударов в минуту при бурении в мягких породах равна 58—60, в породах средней твердости — 50—53, твердых — 48—50 и трещиноватых — 50—53.

П ри небольшой глубине скважины (менее 100 м) используется приближенная зависимость:

После каждого удара долото необходимо поворачивать на некоторый уголβ, чтобы повторный удар производился с максимальной эффективностью.

При ударно-канатном бурении невозможно фиксировать угол поворота долота, поэтому при последующих ударах лезвие долота мо­жет попадать в ранее уже разрушенную породу, что снижает производительность бурения. При рационально подобранном угле поворота долота имеет место не только раздавливание (смятие) породы, но и ее скалывание по некоторому сектору О'АВ и 0"DC .

Размеры секторов могут быть тем больше, чем выше хрупкость породы и чем глубже в породу проникает лезвие долота.

Чтобы определить рациональный угол поворота долота, необходимо знать:

• скалывающую силу, возникающую при внедрении лезвия долота в породу;

• сопротивление породы скалыванию.

Ч исло ударов за полный оборот долота определяют из выражения

Заметим, что число поворотов долота т соответствует числу ударов долота m за полный оборот долота. При ударно-канатном бурении невозможно устанавливать постоянный и оптимальный угол поворота долота, так как он определяется длиной и упругостью каната.

Лекция 6

Теория работы твердосплавного ПРИ.

Задача Буссинеска: в ней рассматривается действие сосредоточенной силы на упругое полупространство.

Сопротивление породы при бурении твердосплавным резцом характеризуется μ_к = μ_тр + μ_Р •

Механическая скорость бурения.

Аналитически:

Эмпирически:

• По Любимову (1970-1975):

Лекциия 7

Разрушение пород алмазным ПРИ.

Бурение крепких (скальных) горных пород (граниты, кварциты, порфириты) рассмотрим с точки зрения внедрения в породу единичного алмаза.

Алмазный процесс похож на твердосплавный, во время работы коронка работает в стахостически неравномерном режиме (как и в твердосплавных). Не все алмазы контактируют с забоем, т.к. коронка колеблется h_p1, = P/п*Da*Pm. Однако при бурении в хрупких породах в результате разрушения реальная величина: h_p = h_p1 * К _р (величина фактической углубки за оборот), для мрамора: Кр = 1,4, для гранита: Кр = 9,5.

Алмаз эффективен в хрупких породах.

h_p = h_p] * К_р * К_ф - для дробленых алмазов, где К_ф - коэффициент формы.

При увеличении осевой нагрузки эффективность увеличивается, увеличивается глубина лунки разрушения. В хрупких породах шире лунки внедрения алмазов и глубина больше в

1 ,5 раза - процесс раздавливания, смятия. В хрупко-пластичных породах - резание = h_p.

При алмазном бурении промывочная жидкость - техническая вода, однако если добавить эмульсию (масло в воде) образуется пленка масла. Добавляют ПАА (полиакриламид увеличивается эффективность бурения за счет свойства раздвигать трещины. При бурении однослойными алмазными коронками алмаз в результате микротрещин (если алмаз неидеален) трескается за счет природных добавок металлов. Выступать алмаз не должен более чем на 20-25% от поперечного размера, износ стремится к полусфере. Структура алмаза обуславливает его прочность.

Для однослойной алмазной коронки АЗДЗОКЮ: диаметром 59 мм, п = 500 об/мин, порода

• гранит VIII категории по буримости, Р_ос = 1000 Дан, Q - 20-30 л/мин. В результате износа однослойных алмазов в процессе рейса для сохранения условия h_p = const надо

увеличивать осевую нагрузку, проверяется экспериментально. Алмаз весьма чувствителен к температуре, при температуре 500°С прочность его снижается в 2 раза, при 1000°С - алмаз переходит в графит и теряет свойства. Нормальный процесс бурения: h_зап ≤ h_об ≤ h_крит. Если происходит резкое увеличение мощности - алмазы истираются.

h_р = h_об - нормальная углубка за оборот. Если сталкиваемся с заполированием алмазов,

скорость бурения резко падает. В таком случае прекращают промывку и пленка сдирается, делают полировальную пасту с цементом в шариках и бросают на забой.

Процесс внедрения алмаза в породу за оборот как многофакторная система.

Pос↓ п↓ Q↓

Алмазная коронка (количество алмазов, шт/карат, твердость матрицы)!

Алмаз (твердость, абразивность, способность к заполированию) —► h_об

Горная порода (зернистость, кусковатость, нарушенность (тектонические зоны))↑

Все объяснения качественные, формулами объяснить не всегда возможно. Задачи: скорость, качество керна, чтобы двигатель не заглох по мощности. Расчет проектной скорости бурения осуществляется по номограмме.

Затраты мощности при бурении алмазными коронками на разрушение забоя. - По формуле «Союзгеотехника» (формула физическая):

Песчаник 1<К_пл<2

При больших оборотах не успевает деформироваться за один оборот, поэтому после 1600 об/мин скорость снижается.

Гранит 1<К_пл<2

Мрамор 2<К_пл<6

Лекция 8

П родолжение лекции 7

О бъемное хрупкое разрушение - самое эффективное разрушение. Трещины больше чем отколотые частицы.

Граниты, гнейсы, порфирит, песчаники, сиениты бурятся только алмазными коронками. Шлам удаляется промывкой. Скорость примерно 8-10м/ч. Можно приложить ударную нагрузку для повышения скорости.

II(a) Песчаники - окатанные частицы кварца в цементе, алмаз выбивает частицы, следовательно идет как объемное разрушение, Скорость зависит от откалывания, примерно 8-10м/ч.

III. Трудно буримые породы: породы II группы сильно трещиноватые (раздробленные);

Применять эмульсионные смазки, ставить два расширителя, два центратора, применять ПАА. Сюда же породы, вызывающие заполировку алмазов - железистые кварциты (образуют на алмазе пленку окисла железа Fe₂О3, содрать ее трудно, только электролитической заточкой) - проходка 2-3 метра при X, XI, хотя должна быть 8-10м.

Конструктивные особенности алмазных коронок.

1. Эвакуация шлама

I

V _k →→ V_ш . Чтобы избежать заполировывание , уменьшаем размер сектора.

Промывочная жидкость: техническая вода + 0,5-1,0% ПАА.

Перспективы развития новых технологий повышения качества алмазных ПРИ. Матрица представляет многокомпонентный материал, следовательно, возникают точечные дефекты, нарушения в структуре после сплавления. Как избежать?

1. изготавливать коронки при пониженной температуре спекания

2. облучение коронки гамма-квантами. Криогенная обработка(КО) - термоудар. До криогенной обработки проходка на коронку 12,3м. Криогенная обработка: от +20С до - 196С, проходка - 15,3м. КО от +350С до +20С, проходка 15,6м.

КО + гамма-кванты (комплексная): без обработки 7,2м, с обработкой 10,2м.

Для того чтобы коронка хорошо бурила в полирующихся, тяжело буримых породах делают электрозаточку алмазных коронок

Без заточки проходка 10,4м (41 коронка испытана), породы IX, X категории. С заточкой 17,7м. Скорость бурения: без заточки - 1,4 м/ч, с заточкой - 2,22м/ч. Углубка за рейс: без заточки - 2,2м, с заточкой - 3,2м.

Перспективы развития новых технологий .

Основное направление повышения качества алмазного ПРИ - создание новых матричных композиций с пониженной температурой спекания, с рациональным расположением алмазов.

Лекция 9

Закономерности бурения глубоких скважин.

При бурении сплошным забоем разрушается порода долотами. Бывают:

1. Режущие и режуще-истирающего типа. Лопастные долота (мягкие породы); показатели твердость и абразивность.

2. Ударно-скалывающего типа ( скалывание = резание ); бурильная головка.

При бурении шарошечными долотами в породах мягких и средних в конструкцию долота (М. МС, С) закладывается смешение осей, многоконустносгь шарошки, пересечение осей

шарошек за осью долота => увеличение скольжения зубьев по забою = повышение способности долота разрушать забой резанием. При бурении в породах долотами СТ, Т величина смешения минимальна. В долотах типа К, ОК для крепких и очень крепких пород смешение отсутствует, разрушение за счет удара, выкала частиц зубьями долота.

Эффект турбулезации потока облегчает вынос частиц шлама. Шарошки:

М, МС, С, СТ, Т, ТК - малоабразивные породы

М3, МСЗ, СЗ, СТЗ, К, ОК - для пород повышенной абразивности.

Лопастные долота применяются в мягких породах, лучше чем шарошечные с фрезерованными зубьями 9 зуб из целого куска), больше скорости бурения, но образование сальника на бурильных трубах в муфто-замковых соединениях (не успеваем дать нужную для выноса частиц подачу воды, т.е. промывочную жидкость).

Лекция 10

Кинематика шарошечных долот.

Число ударов за (1 оборот Z) в мин:

т = п_ш * Z , в минуту

Z - число ударов за 1 оборот = числу зубьев в К и ОК все зубья за один оборот будут ударять. Теоретическая нагрузка на долото по В.С.Федорову:

Рдол = Кзаб * Ршт * Sконтакта

Где: Кзаб - забойный коэффициент, учитывающий влияние гидростатического давления,

температуру на забое, длительность, состояние забоя - примерно 0,55

S_k - примерная площадь контакта зубьев с забоем в какой-то момент времени.

S_k = 1,3 * D_дол *η*в

г де:

n ≤ 60*d_ш / t_k * Z * D

Выше n разрушение не эффективно => n_max

t_k - минимальное время контакта зуба с забоем ( зависит от категории по буримости) когда происходит одиночный акт выкала, зависит от категории пород по ВНИИБТ.

Механическая скорость при бурении шарошечным долотом:

А бразивный износ зуба долота главная причина падения скорость(tgφ) (φ - темп падения скорости во времени, зависящий от износа зуба долота.

Мощность на разрушение забоя:

N_уд – удельная мощность (кВт), в зависимости от Pдол, n, Vмех, N_уд = 0,06 – 0,18,кВт/см²

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 12

S_k = 1,3 * D_дол *η*в 50

Лекция 13 58

Основные методы бестраншейных технологий 58

I Плужный метод 58

Для работы в разных по твердости породах нужно подобрать соответствующий тип долота.

Р_шт, МПа - твердость по штампу.

Р_диф, - дифференциальное давление. Аномально низкое пластовое давлении - АНПД, аномально высокое пластовое давление - АВПД.

P_диф = |P_ст P_пор|

Р_ст - давление сверху (давление столба жидкости)

Р_ПОр - давление снизу (пор давление )

Р_ст можно регулировать плотностью промывочной жидкости.

Рд_0Л - нагрузка на долото.

Кривые Бингхема (рис)

Q5>Q4>Q3^>Q2^>Q1 при увеличении нагрузки для выноса шлама нужно увеличивать количество промывочной жидкости.

Р уд = Рдол/Dдол [кН/мм ]

Лекция 11

Отказы долот

Выход из строя долота, всего или какого-либо его элемента.

По Федорову B.C.

Мф=0,75Мо, где Мо - начальный М_кр

Мф - фактический момент

Износ венцов:

По высоте износа зубьев:

В1 - износ на 1/4 h зуба

В2 - износ на 1/2 h зуба

В₃ - износ на 3/4 h зуба

С - скол, выпадение зубьев в %

З - закругление периферийных резцов

Ц - зацепление венцов (зубьев).

П - износ подшипниковых опор (цапф).

П-1 - «качка» шарошки на опоре < 2мм

П-2 - «качка» шарошки на опоре < 5мм

П-3 - «качка» шарошки на опоре > 5мм

П-4 - разрушение опоры

У- узел герметизации опоры

У1- отказ 1 -го узла

Д - потеря наружного диаметра долота Шифр записи долота:

*В - шарикоподшипники качения

Н - два качения, остальные скольжения

А - все скольжения

Т - долото для твердых пород

*если Г - гидромониторная промывка водой

**если ПГ - продувка воздухом и гидромониторная промывка водой Полные отказы долот:

Ав(1) - долото подняли без вершин шарошек

Аш(2) - долото поднято без двух шарошек

Ас( 1) - долото поднято без шарошек и лап

Роторное бурение

Лекция 12

Лекция 13

Основные методы бестраншейных технологий

I Плужный метод

III Метод прокола.

Метод прохождения горизонтальных скважин пневмопробойником, не требует размещения в котловане громоздкого оборудования, позволяет быстро устраивать скважину.

4. Виброударный метод забивки стальных труб.

ИГД СО РАН - институт горного дела Сибирского отделения Российской Академии Наук.

Пневмомолоты «Тасторун»: очень большая энергия удара (от 40-400 до 12000Дж), наибольший диаметр труб 1420мм, забивает трубы на глубину не более 40м. Машина Grundorum может забивать тубы диаметром до 4метров и длиной до 80м

Пневмоударник

4. Метод горизонтально направленного бурения (ГНБ).

Диаметр от 100мм до 300-400мм, глубина бурения до 1км. Фирма Tracto-Technik.

6.3.Методические рекомендации студентам.

6.3.1.Методические рекомендации студентам по выполнению расчетной работы.

Российский государственный геологоразведочный университет

Имени Серого Орджоникидзе

Расчётная работа

Кафедра современных технологий бурения скважин (СТБС)

по дисциплине «РГП при ГРР»

Методическое пособие для студентов групп РТ, РТН, ЗРТ.

Москва

2013г.

План расчетной работы :

1. Выбор долот для бескернового бурения.

2. Определение категории по буримости для колонкового бурения.

3. Бескерновое бурение :

А) Расчет режимов бурения:

Б) Расчет затрат мощности на разрушение забоя скважины.

4. Колонковое бурение

Твердосплавный П.Р.И. :

А) выбор типа твердосплавной коронки;

Б) расчет режимов бурения;

В) расчет механических скоростей бурения ;

Г) расчет затрат мощности на разрушение забоя скважины.

Алмазный П.Р.И. :

А) выбор типа алмазной коронки;

Б) расчет режимов бурения;

В) расчет механической скорости бурения;

Г) расчет затрат мощности на разрушение забоя скважины.

Каждому студенту выдается задание, по условиям которого он должен построить конструкцию скважины.

Выполнение расчетов осуществляется последовательно от первой до последней пачки г.п.

Для каждой пачки выполняются расчеты:

− выбор конструкции и типа П.Р.И. ;

− определить категории г.п. по буримости;

− расчет режимов бурения;

− расчет механических скоростей бурения;

− расчет затрат мощности на разрушение забоя скважин.

Расчетная работа должна иметь титульный лист , задание, оглавление, расчетную часть , список использованной литературы.

Для пачек г.п., где запроектировано бескерновое бурение, производим выбор рационального типа долота по методике ВНИИБТ, приведенной с примером расчета в работе А.Г. Калинин, А.И. Радин, Н.В. Соловьев, И.Д. Бронников, А.А. Тунгусов «Бурение разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые» .Учебно-методическое пособие (Первая часть) Москва 2007, СС. 9-10, 26-27. [1] Выбор долота осуществляется по классификационной таблице парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот рис1.2., с.26.; предварительно определяются средние категории твердости и абразивности на интервале пачек, где запроектировано бескерновое бурение.

Средневзвешенная категория твердости горных пород в пределах выделенных пачек определяется по формуле

(1)

Где Т -категория твердости пород по i-ой пачке;

m - мощность пород г.п. i-ой пачки;

М- суммарная мощность пачек г.п.;

Средневзвешенная категория абразивности определяется по формуле

(2)

Где А - категория абразивности пород по i-ой пачке . Уточение типа долота осуществляется по учебному пособию Н.В. Соловьева и др. «Бурение разведочных скважин», с.26-29. Для пачек пород где запроектировано колонковое бурение , рассчитываем категорию горных по буримоси по формуле

(3),

Где ς - объединенный показатель;

F - динамическая прочность;

К - коэффициент абразивности по Любимову Н.И..

Затем по «Справочнику инженера по бурению геологоразведочных скважин» том I , [2]с. 22. по таблице II 8 по значению ς определяем категорию по буримости. Далее , сравниваем полученное значение категории с выданным в задании и принимаем , полученное расчетным путем .

Бескерновое бурение

А) Расчет режимов бурения осуществляется по учебному пособию Н.В. Соловьев и др. « Бурение разведочных скважин» Москва 2008, с. 40-41. [3]

Осевая нагрузка на долото определяется по формуле:

Где Р , кн/см- удельная осевая нагрузка на долото;

Д, см- диаметр долота.

Число оборотов долота определяется по формуле :

,в мин ,

Где Д- диаметр долота ,м;

V- окружные скорости вращения долота . м/с

Расход промывочной жидкости определяется по формуле :

(6), л/мин

Где F- площадь кольцевого зазора между стенками скважины и бурильными трубами , дм ;

(7),

Где Д - диаметр скважины ,дм;

d - диаметр бурильных труб, дм;

V -скорость восходящего потока между стенками скважины и бурильными трубами, дм/мин;

V =240 дм/мин – в твердых породах;

V = 480 дм/мин – в мягких породах;

Б) Расчет затрат мощности на разрушение забоя колонковым долотом.

(8). [квт],

Где N - удельная мощность , отнесенная к 1 см забоя , квт/см .

В зависимости от нагрузки на долото , частоты вращения и скорости бурения N колеблется в пределах 0,006-0.18 квт/см

S- площадь забоя , см

При бурении шарошечными далотами небольших размеров используют формулу (9)

,(квт) (9),

Где f- коэффициент , равный 1,0 при Д менее 76мм; при Д 76мм f=0,17;

При бурении долотами диаметром 120-450 м :

(10)

Д - диаметр долота , мм;

n- число оборотов долота в мин.;

Р -нагрузка на долото ,кН

С=2,6 для мягких пород;

С=2,3 для пород средней крепости;

С=1,85 для крепких пород.

Колонковое бурение.

А) Выбор типа твердосплавной коронки, осуществляется с учетом категории пород по буримости, характеристики абразивности пород и названия пород по таблице 6, с. 18-19 по учебному пособию Н.В. Соловьева и др. «Бурение разведочных скважин», Москва 2008. [3]

Б)Расчет режимов бурения осуществляется по учебному пособию Н.В. Соловьева и др. «Бурение разведочных скважин» с. 38-39 [3]

Осевая нагрузка (в кН) на коронку вычисляется по формуле:

(11),

Где Р - осевая нагрузка на один резец или вставку, Н;

M – число основных резцов или вставок в коронке.

Значение Р и m в зависимости от свойств горных пород приведены в таблице 6.с 18-19 [3].

Частота вращения (в об/мин) коронки определяется по формуле :

(12)

Где V- окружная скорость вращения коронки , м/с

, [м],

Где D - наружный диаметр коронки , м ;

D - внутренний диаметр коронки, м ;

π - 3,14.

Расход промывочной жидкости вычисляется по формуле:

, (13) , [л/мин]

Где q- удельный расход промывочной жидкости на 1 мм диаметра коронки , ;

D - наружний диаметр коронки, мм.

В) Расчет механических скоростей бурения. Механические скорости бурения по мягким породам твердосплавными коронками типа М определяем по формуле Б.И. Воздвиженского (Б.И.В.)

, (14), [м/ч]

Где - коэффициент трения , принимаем равным 0,3;

Рос - осевая нагрузка на коронку ;

Ршт - твердость по штампу;

tgα – тангенс угла приострения резца коронки, принимаем α=65 ;

(R-r) – наружный и внутренний радиусы коронки соответственно;

n – число оборотов коронки.

Механическая скорость бурения коронками типа СМ определяется по формуле :

, (15), [м/ч]

Где ω - окружная скорость вращения коронки, м/с;

Ро - осевая нагрузка на основной резец, кН;

ς - объединенный показатель , учитывающий влияние динамической прочности и абразивности пород .

Механическая скорость бурения самозатачивающимися твердосплавными коронками типа СА определяется по формуле :

, (16), [м/ч]

Значение ω и Ро находим из таблицы 6, с. 18-19. [3]

Г) Расчет затрат мощности на разрушение забоя скважины .

Расчет затрат мощности на разрушение забоя твердосплавными коронками определяется по двум формулам:

Формула «Союзгеотехника»

, (17). [квт]

Где - коэффициент трения, =0,3 ;

Рос – осевая нагрузка на коронку, н ;

n - число оборотов коронки в мин ;

R и r – наружный и внутренний радиусы коронки, соответсвтенно , см;

1950000 – переводной коэффициент размерности .

Формула Санкт-Петербургского горного университета.

, (18), [квт]

Где Р – осевая нагрузка на коронку , D Н;

n – число оборотов коронки в мин;

D = , м,

D - наружный диаметр коронки;

D - внутренний диаметр коронки;

Бурение алмазными коронками

А) Выбор типа алмазной коронки осуществляется по справочнику инженера по бурению геологоразведочных скважин , том I , таблица VIII ,с . 248-249 с учетом категории горных пород по буримости, степени абразивности , трещиноватости г.п..

Б) Расчет режимов бурения .

Осевая нагрузка на коронку (в кН) определяется по формуле:

, (19),

Где Ро- осевая нагрузка на 1см алмазосодержащей площади торца коронки , кН/см ;

ς – площадь торца коронки за вычетом площади промывочных окон , см ;

Значения Ро и ς определяются в зависимости от категории г.п. по буримости и диаметра алмазной коронки по таблице 17,18, d 39

Число оборотов коронки определяется по формуле :

, (20), [м/ч]

Значения окружных скоростей алмазной коронки определяется по Н.В. Соловьеву и др. по таблице 18.1., с 40 . Диаметры наружние и внутренние алмазных коронок находим по Справочнику, 1 том, таблица VIII. 3, с. 240.

Расход промывочной жидкости определяется по формуле

,( 21). [л/мин],

Где D - наружный диаметр коронки, мм;

17. удельных расход промывочной жидкости, л/мин

значение q приведены в таблице 19 на с. 40. [3]

В) Расчет механической скорости бурения осуществляется по методике ВИТР по номограмме с учетом оптимального значения углубки за оборот ( ) для выбранного типа.

Г) Расчет затрат мощности на разрушение забоя скважины производится по двум формулам.

Формула «Союзгеотехника»

кВт,

Условные обозначения см. формула (17)

Формула Санкт-Петербургского горного университета

, (22) [квт ],

Где Р- осевая нагрузка на алмазную коронку , D , Н;

n - число оборотов коронки в мин ;

, м ,

Где D - наружный диаметр коронки;

D - внутренний диаметр коронки, м.

После выполнения расчетов для бескерновго и колонкового бурения по полученным значениями :

- механических скоростей бурения;

- затрат мощности на разрушение забоя

- студент сравнивает результаты и объясняет их с учетом типов-размеров породоразрушающих инструментов и свойств горных пород.

Литература

1. А.Г. Калинин, А.И. Радин, Н.В. Соловьев, И.Д. Бронников , А.А. Тунгусов «Бурение разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые» Учебное пособие (часть первая) РГГРУ , Москва 2007 г, 135 с .

2. Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин, том. Под редакцией проф. Е.А. Козловского Москва , Недра ,1984 ,511с

3. Н.В. Соловьев , И.Д. Бронников , Е.Д. Хромин, А.Г. Гурждиев . Бурение разведочных скважин . Учебное пособие . РГГРУ, Москва, 2008,75с

6.3.2 Методические рекомендации студентам по выполнению лабораторных работ

Лабораторные работы по дисциплине «Разрушение горных пород при проведение геологоразведочных работ»

Лабораторная работа №1

Определение абразивности горных пород по методу Н.И. Любимова

Используемое оборудование:

Абразивность по методу Н.И. Любимова определяется на приборе ПОАП-2М. Аптекарские весы.

Сущность метода

Сущность метода заключается в установлении потери массы свинцовой дроби в результате ее истирания раздробленной и просеянной породой (фракция менее 0,5 мм), полученной путем толчения при определении ее динамической прочности.

Порядок проведения работы

В два стакана прибора помещают по три пробирки из оргстекла. Свинцовую дробь диаметром 3 мм общей массой 3 г (19 дробинок) взвешивают на аптекарских весах с точностью до 10 мг. В каждую пробирку помещают 3-4 дробинки и просеянную породу после дробления на приборе ПОК в объеме 1 см³.

Пробирки, закрытые крышками, устанавливают в горизонтальные стаканы, закрывают крышками и подвергают вращению при включенном электродвигателе в течение 20 минут.

По истечении 20 минут электродвигатель отключают, дробь из пробирок извлекают, промывают в воде и взвешивают.

Коэффициент абразивности К_абр. Определяют по формуле:

К_абр.=Q/100, где

Q- потеря массы дроби от абразивного воздействия шлама испытуемой породы, МГ;

100- потеря массы дроби, после испытания III группы пород по абразивности, МГ.

Отсюда очевидно, что величина К_абр. является безразличной.

Все горные породы по показателю К_абр. подразделяются на шесть групп, таблица 1.

Таблица 1

Показания	Номер группы породы
	I	II	III	IV	V	VI
Коэффициент абразивности, Кабр.	Менее 0,5	0,5-1,0	1,0-1,5	1,5-2,0	2,0-2,5	2,5-3,0 и более
Степень абразивности	Слабая	Умеренная	Средняя	Абразивная	Сильно абразивная	Исключительно абразивные

Для испытания принимается порода хрупко- пластичного характера разрушения хххх мрамора или неокварцеванного известняка.

За 2 часа времени выполнения лабораторной работы производится три опыта, результаты которых усредняются.

Результаты определения абразивности заносятся в таблицу 2.

Таблица 2

Масса дроби, МГ
1ый опыт		2ой опыт			3ий опыт
до	после	до	после	до		после

После определения среднего значения К_абр. по трем опытам по таблице 1 определяют степень абразивности испытуемой горной породы.