МЕХАНІКА ЕФЕКТИВНОГО РУЙНУВАННЯ ГІРСЬКИХ ПОРІД ШАРОШКОВО-ЛАНЦЮГОВИМИ ДОЛОТАМИ
Анотація
Лабораторними і аналітичними прийомами досліджень встановлено та обґрунтовано основоположні принципи конструювання високопродуктивних комбінованих доліт, а також розглянуто ключові аспекти механіки елементарного акту руйнування гірської породи з максимальним урахуванням її механічних властивостей та оцінкою впливу середовища руйнування.
Розроблено конструкцію комбінованого ланцюгового дискового долота з можливістю саморегулювання його робочого органу та забезпеченням значної ефективності механізму руйнування різних за твердістю гірських порід. Аналітично та практично доведено, що під дією робочого органу комбінованого долота в гірській породі виникає напруга зсуву, яка призводить до генерування пружних хвиль руйнування, у міру поширення яких частина енергії витрачається на здійснення роботи руйнування, а інша її частина, змінюючи напрям руху, розсіюється в масиві. Показано, що до параметрів хвилі, які визначають процес руйнування, слід віднести напругу, інтенсивність, тривалість і спектральний склад. Встановлено та формалізовано наявність механізму поширення пружної хвилі в гірській породі і його супроводження безперервним поглинанням енергії середовищем і явищем дисперсії. Доведена достатня технологічність комбінованих доліт, особливо за умов зменшення коефіцієнта поглинання, зменшення непродуктивних втрат, що переводять енергію хвилі в тепло, збільшення відведення енергії з інструменту в породу.
Механізм поглинання енергії породою значною мірою визначає характер процесу руйнування; за умов значного поглинання, навіть при короткочасних навантаженнях, процес може вважатися квазістатичним, якщо ж поглинання енергії мале – порівняно тривалі навантаження призводять до динамічного режиму руйнування.
Отримані результати лабораторних і аналітичних досліджень є базовими для проектування конструктивних характеристик окремих вузлів комбінованих доліт. Дані з механіки руйнування гірських порід є основою подальших дослідницьких робіт з розробки технологічних заходів експлуатації доліт за умов варіювання властивостей масиву та самого робочого середовища.
