Виды разрушения горных пород

Для разрушения горных пород резцу породоразрушающего инструмента передается осевая нагрузка, под действием которой резец внедряется в породу. В зависимости от величины осевой нагрузки различают три виды разрушения горных пород: поверхностное, усталостное и объемное.

Поверхностное разрушение горных пород имеет место, когда

, (1)

где - величина осевой нагрузки, Н;

- площадь контакт резца с породой, мм²

- напряжение, возникающее при данном осевом усилии, Па;

- твердость горных пород, П.

Усталостное разрушение происходит за счет многократного воздействия резца на породу, когда

(2)

Наиболее эффективный вид разрушения происходи когда возникающие напряжения в горной породе от действия осевой нагрузки превышают твердость горных пород, т.е

(3)

Если рассматривать график механической скорости бурения в зависимости от величины осевой нагрузки, то он имеет следующий вид (рис.4)

Рис.4. График зависимости механической скорости от величины осевой нагрузки

На I стадии с возрастанием осевой нагрузки возрастает и механическая скорость, на ее величина не значительна. Здесь идет поверхностное разрушение. Дальнейшее увеличение осевой нагрузки приводит к усталостному разрушению (II стадия). При объемном разрушении механическая скорость достигает максимальных значений (III стадия) и дальнейшее увеличение осевой нагрузки не приводит к увеличению механической скорости, что объясняется полным внедрением резца в породу или приводит к поломке инструмента (IV стадия)

Естественно, что в процессе бурения скважин необходимо стремится к получению объемного вида разрушения горных пород, при котором достигаются максимальное скорости бурения.

Дата добавления: 2015-07-13