587
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД «НАЦІОНАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ» РАДА ПО РОБОТІ З МОЛОДИМИ ВЧЕНИМИ ПРИДНІПРОВСЬКОГО НАУКОВОГО ЦЕНТРУ НАН УКРАЇНИ РАДА МОЛОДИХ ВЧЕНИХ НГУ ТРЕТЯ ВСЕУКРАЇНСЬКА НАУКОВО-ТЕХНІЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ СТУДЕНТІВ, АСПІРАНТІВ І МОЛОДИХ ВЧЕНИХ «НАУКОВА ВЕСНА – 2012» ЗБІРНИК ПРАЦЬ ДНІПРОПЕТРОВСЬК 2012

МІНІСТЕРСТВО МОЛОДІ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ ...bg.nmu.org.ua/ua/download/NaukovaVesnaNMU_2012.pdf · 2018-09-03 · ГАЗОНОСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

  • Upload
    others

  • View
    9

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

    ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД «НАЦІОНАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

    РАДА ПО РОБОТІ З МОЛОДИМИ ВЧЕНИМИ ПРИДНІПРОВСЬКОГО НАУКОВОГО ЦЕНТРУ

    НАН УКРАЇНИ

    РАДА МОЛОДИХ ВЧЕНИХ НГУ

    ТРЕТЯ ВСЕУКРАЇНСЬКА

    НАУКОВО-ТЕХНІЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

    СТУДЕНТІВ, АСПІРАНТІВ І МОЛОДИХ

    ВЧЕНИХ

    «НАУКОВА ВЕСНА – 2012»

    ЗБІРНИК ПРАЦЬ

    ДНІПРОПЕТРОВСЬК

    2012

  • ТРЕТЯ

    НАУКОВО-ТЕХНІЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

    СТУДЕНТІВ, АСПІРАНТІВ І МОЛОДИХ

    ВЧЕНИХ

    «НАУКОВА ВЕСНА – 2012»

    ЗБІРНИК ПРАЦЬ

    29 БЕРЕЗНЯ 2012 РОКУ ДНІПРОПЕТРОВСЬК

    2012

  • Наукова весна – 2012: Матеріали IІI Всеукраїнської науково-технічної

    конференції студентів, аспірантів і молодих вчених (Дніпропетровськ, 29

    березня 2012 року). – Д.: Державний ВНЗ "НГУ", 2012. - 582 с.

    В збірнику наведено матеріали IIІ Всеукраїнської науково-технічної

    конференції студентів, аспірантів і молодих вчених «Наукова весна –

    2012», яка була проведена 29 березня 2012 року в Державному вищому

    навчальному закладі «Національний гірничий університет» (м.

    Дніпропетровськ).

    Збірник призначений для науково-технічних працівників, викладачів

    та вчених вищих навчальних закладів, аспірантів, студентів.

    Матеріали в збірнику друкуються мовою оригіналу в редакції авторів.

  • Секція 1

    Технології видобутку корисних копалин

  • 4

    УДК 622.279:622.333 Астхов В.С. асистент, Манукян Э.С. аспирант. (Государственное ВУЗ «Национальный горный университет» г. Днепропетровск, Украина)

    ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ДЕГАЗАЦИИ ГАЗОНОСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

    Предварительная дегазация является одним из основных способов снижения интен-

    сивности газовыделения непосредственно из отрабатываемого угольного пласта, которая может быть весьма высокой в случае, если отрабатываемый пласт является основным ис-точником газовыделения. В некоторых случаях, предварительная дегазация весьма эффек-тивна для снижения выбросоопасности пластов.

    Поскольку предварительная дегазация проводится до начала ведения горных работ, вероятность повреждения дегазационной системы вследствие проявления горнодинамиче-ских явлений не значительна. При дегазации цельного угольного массива до начала прове-дения горных работ, образуются непрерывный поток газа качественного физико-химического состава при условии высокой проницаемости и газоносность угольного пла-ста.

    Интенсивное газовыделение из цельного массива указывает на высокую степень га-зопроницаемости пласта и наличие возможностей для проведения эффективной предвари-тельной дегазации и утилизации газа. Для описанных условий предлагается способ дегаза-ции газоносных угольных месторождений.

    В основу предлагаемого способа поставлена задача усовершенствования способа дегазации газоносных месторождений, в котором введением новых технологических пара-метров, достигается возможность увеличивать разряжения в пределах данной секции, уменьшение трудоемкости изготовления и монтажа обсадной и отсасывающих труб в скважине, повышение эффективности дегазации и снижение удельных экономических за-траты.

    Задача решается тем, что в известном способе дегазации газоносных месторожде-ний, включающем бурение и герметизацию устья дегазационной скважины, обсадку сква-жины перфорированной трубой, в которую установлена отсасывающая труба подключен-ная через дегазационный трубопровод к вакуум-насосу, согласно изобретению, в процессе эксплуатации скважины в обсадную трубу вводят отсасывающую трубу составленную из соединительных секций труб меньшего диаметра, первая из которых является перфориро-ванной и имеет уплотнение с обеих сторон.

    Способ осуществляется следующим образом. Сначала подготавливают очистной пространство для бурения скважины (1), после чего проходят дегазационную скважину (1) буровым способом. После образования выработки осуществляют обсадки перфорирован-ными трубами (3) и герметизацию устья (7) для исключения разрушения скважины (1) в процессе эксплуатации. В перфорированную обсадную трубу (3) первой размещают пер-форированную секцию (4), меньшего диаметра оборудованную эластичной манжетой (2) в начале секции, что обеспечивает ее герметизацию и центрирование. Далее с помощью резьбового соединения (5) к первой перфорированной секции (4) присоединяется следую-щая секция, оборудованная в начале эластичной манжетой (2). Затем присоединяют сплошные секции с продвижением до нужной длины в обсадной трубе (3). После чего пространство между перфорированной обсадной трубой (3) и сборной отсасы-вающей трубой (6) герметизируют эластичным уплотнителем (8). Отсасывающую трубу (6) из наборных секций подключают к вакуум-насосу.

  • 5

    Рис. 1 - Схема способа дегазации газоносных месторождений

    1 – скважина; 2 - эластичная манжета; 3 - обсадная перфорированная труба; 4 - перфорированная секция отсасывающих труб; 5 - резьбовое соединение отсасывающих

    труб; 6 - сборная отсасывающих труб; 7 - герметизированное устья скважины; 8 - эластичный уплотнитель

    При необходимости, к системе последовательно или поочередно со сплошными

    секциями, можно, включать несколько перфорированных секций (4), для создания разря-жения в конкретных участках дегазационной скважины (1).

    Опыт промышленно развитых стран показывает, что инвестиции в передовые тех-нологии дегазации позволяют значительно повысить экономическую эффективность угольных шахтах за счет уменьшения простоев, обусловленных превышением ПДК метана в забоях. А также создать возможности для утилизации большего объема газа и сократить выбросы метана в атмосферу.

    Выводы. Применение новой технологической схемы способа дегазации газоносных месторождений позволяет увеличить отсос газовой смеси за счет создания локальной зоны разряжения в массиве с высокой газопроницаемостью, что способствует повышению безо-пасности труда и повышению эффективности добычи полезных ископаемых.

  • 6

    УДК 622.23.054.7

    Башинський С.І., асист. кафедри геотехнологій ім. проф. Бакка М.Т. (Житомирський державний технологічний університет, г. Житомир, Україна)

    ДОСЛІДЖЕННЯ КІНЕТИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ РУЙНУВАННЯ

    ПРИРОДНОГО КАМЕНЮ АЛМАЗНИМ КАНАТОМ Однією з поширених технологій відокремлення монолітів від масиву на кар’єрах Жи-

    томирщини є технологія, пов’язана із використанням алмазного канату в якості робочого рі-жучого органу. Незважаючи на широкий інтерес науковців даною технологією, на сьогодні-шній день не існує цілісної теорії руйнування природного каменю за допомогою алмазного канату, а дослідження вчених часто обмежуються вивченням лише вузько окреслених пи-тань. Зважаючи на поширеність технології алмазно-канатного розпилювання існує потреба у цілісному теоретичному вивченні процесів, пов’язаних з роботою гнучкого робочого органу.

    При алмазно-абразивних способах різання природного каменю продуктивність та інші експлуатаційні характеристики найбільше залежать від товщини зрізу a', що знімаєть-ся одним алмазним зерном та сумарного шляху тертя Σlтр. При збільшенні товщини зрізу змінюється характер напружено-деформованого стану у зоні контакту і при певних спів-відношеннях параметрів a' та d відбувається крихке руйнування зі зменшенням енерговит-рат. Таким чином, для алмазно-абразивного руйнування природного каменю існує потреба у визначенні такої товщини зрізу, щоб процес руйнування відбувався із мінімальними ене-рговитратами та зношуванням робочого інструмента.

    На базі НДІ Київського інституту надтвердих матеріалів Алєксандровим В.А. [1] була розроблена ґрунтовна теорія руйнування природного каменю дисковим алмазним інструмен-том. Адаптація даної теорії до умов протікання процесу руйнування природного каменю гну-чким алмазно-абразивним інструментом в результаті дає залежність товщини стружки від конструктивних параметрів самого інструмента, кінематичних параметрів його роботи.

    [ ] 22121

    5

    5,1

    sin)(165,1

    10'різоо

    різв

    vvv

    vtФdKn

    ca−−

    ⋅⋅

    −⋅⋅⋅

    =γ (1)

    де св – кількість алмазних втулок на погонному метрі каната; п1 – число зерен у одному ка-раті алмазів, визначається за таблицею; K – умовна концентрація алмазів у алмазоносному шарі, %; d – середньозважений розмір алмазного зерна; Ф(t1) – інтегральна функція Гауса від спеціального параметра, що визначається згідно теорії ймовірності:

    ;11 σbbt −=

    де b1 – поточне значення перевищення алмазних зерен над рівнем зв’язки; b – середньоз-важене значення перевищення зерен; σ – середньоквадратичне відхилення ряду; пv та оv – швидкості поздовжнього та обертального руху каната; γ – кут нахилу траєкторії руху алма-зних зерен до осі каната.

    Аналіз рівняння (1) показує, що середнє ймовірне значення товщини зрізу буде зменшуватися при збільшенні розмірів та кількості алмазних зерен в алмазоносному шарі.

    Виділимо функцію від двох кінематичних параметрів, що входять до рівняння (1):

    6255,1

    sin) ,(

    2 −−

    ⋅=

    оо

    різоріз

    vv

    vvvf

    γ

    (2)

    Результати дослідження цієї функції за допомогою математичної програми Surfer™ 8 (Golden Software®) показують (рис. 1), що для забезпечення максимальної тов-щини стружки при постійній повздовжній швидкості руху каната необхідно щоб співвід-

  • 7

    ношення між швидкістю авторотації каната та швидкістю заглиблення каната у породу ві-дповідало лінійній залежності, яка описується рівнянням:

    22,0325,1 +⋅= різo vv (коеф. кореляції 0,997) (3)

    Рис.1. Графіки функції (2) з відміченою лінією максимумів.

    Виробники алмазних канатів чітко регламентують обмеження поздовжньої швидко-

    сті руху каната при різання природного каменю. Встановлені максимальні значення поздо-вжньої швидкості для міцних порід, залежно від класу міцності, лежать в межах 20-30 м/с, для порід середньої міцності: 30-35 м/с. Слід відмітити, що варіації параметра поздовжньої швидкості при дослідженні функції (2) відбувалися у достатньо широкому діапазоні (0-50 м/с) і практично не впливають на форму отриманої поверхні – рівняння лінії максимумів не змінюється, а коефіцієнт кореляції лінії максимумів змінюється в межах ±0,002.

    Таким чином, було проаналізовано співвідношення кінематичних показників та ви-значено оптимальне співвідношення між швидкістю авторотації та швидкістю різання, яке забезпечить максимальне значення товщини стружки при однакових конструктивних па-раметрах алмазного каната. Продуктивність канатного різання пропорційна товщині стру-жки, а відтак отримана залежність (1) дозволить описати продуктивність через вищезазна-чені показники. Також, отримані результати дозволять внести алгоритм оптимізації у циф-рову модель процесу руйнування природного каменю алмазно-канатним інструментом. [2]

    Список літератури

    1. Александров В.А. Обработка природного камня алмазным дисковым инструментом / Александров В.А. // Киев: Наук. думка. - 1979. - 240 c. 2. Башинський С.І. Геометричне моделювання контуру алмазного каната / Башинсь-кий С.І., Кальчук С.В. // Тези XXXV науково-практичної міжвузівської конференції, прис-вяченої Дню університету, 25-28 травня 2010 року: в 2-х т. – Житомир: ЖДТУ. – 2010. – Т.1. – 148-149 с.

  • 8

    УДК 622.751 Бондаренко А.А., к.т.н., доцент, Берда В.М., студент гр. ГМк-07-1, Шевченко А.Н., студент гр. ГМк-07-1. (Государственное ВУЗ «Национальный горный университет» г. Днепропетровск, Украина)

    ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСАЖДЕНИЯ ЗЕРЕН ГАЛЕЧНО-РАКУШЕЧНОГО ПРОДУКТА

    Отсадка – процесс гравитационного обогащения полезных ископаемых, который

    базируется на разделении зернистого материала по плотности в вертикальном пульсирую-щем потоке воды или сжатого воздуха знакопеременной скорости.

    Гравитационное обогащение – основной метод обогащения угля, сланцев, рассып-ного золота, руд чёрных металлов (Fe, Mn, Cr), редких металлов, а также фосфатов, алма-зов и других неметаллических полезных ископаемых.

    Гравитационными методами обогащается свыше 4 млрд тонн в год, то есть полови-на от общего количества полезных ископаемых, которые обогащаются. Это следствие та-ких преимуществ метода, как дешевизна, простота аппаратуры, возможность разделения частиц широкого диапазона крупности (от 0,1-2 до 250—300 мм), сравнительная лёгкость очищения сточных вод и возможность осуществления замкнутого водоснабжения обогати-тельной фабрики.

    Для решения задач гравитационного обогащения необходима информация о гидра-влической крупности (скорость падения частиц в неподвижной воде), которая может быть определена расчетным или экспериментальным путём. При этом экспериментальное определение скорости осаждения может дать большую точность.

    Известны экспериментальные значения гидравлической крупности, полученные для кварцевых, нерудных и др. типов песков, углей, рудных зернистых материалов. После-днее время горнодобывающими предприятиями Украины проявляется повышенный инте-рес к разработке морских галечно-ракушечных месторождений. При этом необходима пе-реработка с выделением галечного и ракушечного материала.

    В связи с этим, целью настоящей работы является экспериментальное изучение процесса осаждения одиночных зёрен известняковой морской гальки и различной формы ракушек в неподвижной воде.

    Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Классификация зернистого материала. 2. Экспериментальное определение скорости осаждения единичных зёрен. 3. Установление закономерностей процесса осаждения. Решение первой задачи исследования: Исследуемое полезное ископаемое разделено на 4-е типа.

    Таблица

    № Полезное ископаемое Крупность характерная, мм 1 Галька 4,5-42 2 Ракушки целые 5-36 3 Ракушки колотые 3,5-29,5 4 Ракушки закрученные 8-43

  • 9

    Решение второй задачи: Экспериментальное определение гидравлической крупности выполнены с примене-

    нием следующего оборудования: - цилиндр лабораторный объемом 1 литр; - секундомер «Агат» с ценной деления 0,2 сек.; - линейка измерительная, цена деления 1 мм. Методика лабораторных исследований: Зернистый материал помещается в воду на глубину 0,5 см и сбрасывается без

    ускорения с высоты 42 см, при этом засекается время падения частицы. Эксперименты проводятся для всех обозначенных типов зернистых материалов. Всего было выполнено около трех тысяч замеров.

    Решение третей задачи: Полученные экспериментальные данные обработаны в программе Microsoft Excel.

    В результате статистической обработки были построены графики зависимости скорости осаждения зернистого материала как функция от крупности. Для каждого из типов зернис-тых материалов получены аналитические зависимости для определения скорости осажде-ния.

    Выводы: В результате статистической обработки экспериментальных данных уста-новлена взаимосвязь скорости осаждения и типа материала от крупности.

    Полученные данные свидетельствуют о возможности разделения галечно-ракушечного материала на составляющие с применением гравитационного метода обога-щения.

    Результаты выполненных исследований могут быть внедрены при разработки тех-нических комплексов переработки галечно-ракушечного материала добытого из подвод-ных месторождений, расположенных на шельфе Черного и Азовского морей.

    При этом известняковая морская галька используется при производстве строитель-ных материалов и в строительстве, для мощения, кладки, в дизайне ландшафта (альпийс-кие горки и отделка фонтанов, бассейнов, водоемов и искусственных рек, оранжерей и прогулочных дорожек и т.д.) А морская ракушка может быть использована в качестве на-туральных биодобавок для обогащения рациона птиц, животных, а также является эколо-гически чистым природным источником кальция.

  • 10

    УДК 622.232.75 Демидов М.С. асп. каф ПРМ (Государственное ВУЗ «Национальный горный университет» г. Днепропетровск, Украина)

    ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ БЕЗАВАРИЙНОГО ВЕДЕНИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫМИ СТРУГОВЫМИ ЛАВАМИ В УСЛОВИЯХ ЗАПАДНОГО ДОНБАССА

    Вопрос безаварийной работы добычных участков сегодня приобретает особенно

    важное значение. Увеличение глубины разработки, сложные горно-геологические условия ведут к усиленному износу оборудования, уменьшению срока его эксплуатации и повы-шению опасности для работников добычных участков.

    В отличие от подготовительных и капитальных выработок, проявление горного давления в очистном забое имеет некоторые отличия. Например, большие размеры сече-ний очистных выработок способствуют увеличению зоны деформаций вокруг них по сравнению с капитальными и подготовительными выработками; в процесс деформирова-ния пород вблизи очистных выработок вовлекается большее количество слоев пород.

    Чаще всего их обрушение происходит под собственным весом, но в случае мощных слоев крепких пород (песчаника и т.д) находящихся в основной кровле пласта, и значи-тельной длины образованной породной консоли, опирающейся на очистной забой, воз-можно возникновение динамических проявлений горного давления в связи с обрушением большого объема пород. В условиях Западного Донбасса данные мероприятия не являются необходимыми, так как породная консоль чаще всего обрушается сразу за механизирован-ным комплексом.

    Для ведения безаварийной работы, необходимо определить какие же параметры прежде всего влияют на устойчивость механизированной крепи струговой лавы и можно ли ими управлять. Прежде всего, следует отметить важнейший параметр – скорость веде-ния очистных работ. В современных высоконагруженных лавах скорость подвигания очи-стного забоя часто достигает 10 – 15 м/сут и более.

    Влияние скорости подвигания на распределение опорного горного давления впере-ди лавы показано на рисунке 1. [1]

    Рисунок 1 – Эпюры распределения опорного давления впереди движущейся лавы

    при разных скоростях ее подвигания: 1 – скорость до 50-60 м/мес.; 2 – то же, до 80-100 м/мес. и более

  • 11

    На основе анализа исследований в данной области, проведенных инструментальных наблюдений на ш «Степная» ПАО «Павлоградуголь» можно получить некоторые законо-мерности, общие для всех случаев:

    1) увеличение скорости подвигания лавы – это фактор уменьшения периода отрица-тельного влияния временного опорного давления на краевую часть угольного пласта;

    2) при высокой скорости подвигания лавы меняется характер проявления опорного давления – нет ярко выраженного максимума нагрузок, воспринимающихся пластом, они распространяются относительно равномерно;

    3) при остановке очистного забоя движущегося с большой скоростью возможно на-копление энергии упругих деформаций, превышающей предел прочности пород и способ-ствующей нарушению сплошности массива с различными динамическими эффектами [2];

    Таким образом, важным при повышении скорости подвигания является максималь-но возможное снижение простоев очистного забоя для предотвращения проявлений дина-мических эффектов.

    Список литературы

    1. Халимендиков Е.Н.. Оценка влияния скорости подвигания очистного забоя на состояние призабойной зоны по результатам ретроспективного геомеханического анализа // Науко-вий вісник НГУ, 2009 , № 8, стр. 29 – 31 2. Мустафин М.Г. Влияние скорости подвигания очистного забоя на динамику разрушения пород кровли угольного пласта// Горный информационно-аналитический бюллетень (на-учно-технический журнал) Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2008. № 1. С. 17-22.

  • 12

    УДК 622.625.5 Денищенко О.В., к.т.н., доцент, Новосельцев В.В., студент гр. ГІ-07-9м (Государственное ВУЗ «Национальный горный университет», г. Днепропетровск, Украина)

    СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ

    ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

    Как известно, состояние горной промышленности находится в крайне неудовлетво-рительном состоянии. Более 50 % используемого оборудования отработало свой ресурс, и возможности заменить его практически нет, т.к. отрасль испытывает недостаток финанси-рования и, в связи с этим, безопасность работников при ведении горных работ находится на низком уровне. Украина, по количеству несчастных случаев на производстве занимает лидирующие позиции в мире, 20 – 40% из которых происходит на шахтном транспорте [1].

    В последние годы, несмотря на масштабное внедрение конвейеризации, роль рель-сового транспорта остается значительной: в 2006 году на шахтах эксплуатировалось 3000 локомотивов и 150 000 вагонеток. Он применяется на шахтах практически повсеместно, но в сложных горно - геологических условиях и из-за ряда других факторов не использует свой потенциал в полном объеме и не может соответсвовать условиям безопасной экс-плуатации. Основной причиной этих проблем является нарушение первоначального гео-метрического состояния рельсового пути. Вследствии того, что ремонты шахтного пути производятся, в основном, только в случае необходимости и качество этого ремонта остав-ляет желать лучшего, то имеет смысл проводить диагностику всей трассы и получать дан-ные о необходимости ремонта на конкретном участке пути.

    Ранее на кафедре транспортных систем и технологий НГУ были созданы конструк-ции для измерения геометрических параметров пути, и были получены патенты на устрой-ства для их определения, а именно ширины, уровня нитей и определения углов наклона рельсового пути.

    Представляет интерес совершенствование способов для определения этих парамет-ров. В настоящее время определение фактического профиля пути производится при помо-щи весьма трудоемкой маркшейдерской съемки. Разработан с участием авторов метод экс-периментально-расчетного определения и построения профиля пути на заданном маршру-те, который основан на замерах силы сопротивления движению вагонетки (состава) с по-мощью тяговой лебедки или локомотива, каната и динамометра [2].

    Рис. 1. Определение уклона пути: а) – профиль трассы; б) – сила тяги F на переме-щение вагонетки (состава) вправо; в) – сила тяги F ′ на перемещение вагонетки (состава) влево.

    На рис. 1, а) показан вариант профиля шахтного рельсового пути подобный профи-лю маркшейдерской съемки в шахте. Ломаный продольный профиль пути состоит из от-дельных его отрезков (АБ, БВ…ЕК), отличающихся величиной уклона и длиной.

  • 13

    Вагонетка (состав) 1 перемещается с постоянной известной скоростью по рельсо-вому пути 2 в одну сторону локомотивом 3 с помощью каната 4 или локомотивом. При этом динамометром 5 в масштабе времени непрерывно записывается изменение силы тяги F на перемещение состава. Аналогичным образом вагонетка (состав) перемещается локо-мотивом 6 в обратном направлении и фиксируется изменение силы тяги F’.

    На рис. 1, б) и 1, в) показаны варианты результатов измерения силы тяги динамо-метром (F1,F2,...,Fn – силы тяги при движении в одну сторону и соответствующие им (по нумерации участков) F’1,F’2,...,F’n силы при движении в обратную сторону).

    Для участка пути АБ длиной l с уклоном i запишем уравнение движения вправо: )( откуда 0)( 11 iwGFiwGF +==−− (плюс i при подъеме), влево: )( откуда 0)( 111 iwGFwiGF −=′=−+′ (минус i при спуске), где: G – сила тяжести вагонетки; w – коэффициент основного сопротивления дви-

    жению; i – уклон пути. Разница тяговых усилий F1 и F’1 – это удвоенное значение силы сопротивления от

    уклона пути: GiFFF 2111 =′−=∆

    Из выражения находим уклон пути: mgFi

    21∆= (либо ⊕ , либо по знаку ΔF).

    Использование предлагаемого способа определения профиля трассы позволяет со-вершенствовать методику расчета электровозной откатки, существенно повысить точность определения ее параметров, и, как следствие, повысить производительность и безопас-ность шахтного транспорта. Однако, для его реализации необходимо устанавливать дина-мометр между вагонеткой и лебедкой или локомотивом, что в шахтных условиях затруд-нительно и требует дополнительных затрат. Для устранения указанного недостатка пред-лагается определять силу тяги электровоза на участках трассы с помощью электромехани-ческой характеристики его тягового электродвигателя, постоянно измеряя и фиксируя в процессе движения силу тока в цепи питания последнего.

    Известно, что зависимость силы тяги (F), скорости движения (V), к.п.д.(ή) и силы тока двигателя (І) дает электромеханическая характеристика двигателя на ободе колеса. Поскольку передаточное число редуктора и диаметр колес зависят от типа электровоза, то электромеханическая характеристика является индивидуальной для каждого из них. Таким образом, имея показания силы тока тягового двигателя на всех участках трассы в обоих направлениях, несложно по электромеханической характеристике двигателя определить соответствующие им значения силы тяги и построить ее продольный профиль. Более того, этот процесс легко поддается компьютерной обработке и вывод информации осуществляе-тся в удобном для использования виде.

    Подводя итог можно сказать, что применение данного метода может существенно сократить затраты на определение уклона пути и тем самым улучшить условия для безо-пасной эксплуатации рельсового транспорта.

    Перечень ссылок:

    1. Н. Я. Биличенко. Основы теории и расчет средств транспортирования грузов шахт.[Текст]/ Н. Я. Биличенко, А.В. Денищенко. – Д.:НГУ. – 2008.-103 с. 2. Пат 48193 Україна на корисну модель , МПК Е21F13/00, Е01В 35/04 . Спосіб визна-чення повздовжнього уклону шахтної рейкової колії [Текст]:О.В Денищенко, М.Я.Біліченко; заявник і патентновласник – Національний гірничий університет. Заявл. 14.09.2009.,опубл. 10.03.2010.,бюл.№ 8. – 2с.

  • 14

    УДК 622.271

    Дриженко А.Ю., д.т.н., проф., Гаврилов Є.А., аспірант (Державний ВНЗ «Національний Гірничий Університет», м. Дніпропетровськ, Україна)

    ВІДКРИТО-ПІДЗЕМНА ТЕХНОЛОГІЯ ВІДПРАЦЮВАННЯ З АКОНТУРНИХ ЗАПАСІВ КОРИСНИХ КОПАЛИН

    На теперішній час Україна займає перше місце серед країн СНД по об’єму видобут-

    ку марганцевих руд. Поклади зосереджені у двох родовищах осадового типу: Нікопольсь-кому – в Дніпропетровській області (33%) і Великотокмакському – у Запорізькій області (67%). Орджонікідзевський ГЗК експлуатує західну частину нікопольського родовища. По технічному оснащенню йому немає аналогів у вітчизняній та закордонній гірничій проми-словості. На його долю припадає понад 60% виробництва товарної марганцевої руди в Україні. Видобуток руди на ОГЗК здійснюється 7 кар’єрами, загальна річна продуктив-ність яких складає 4700 тис т сирої марганцевої руди.

    У зв’язку із недосконалістю відкритого способу відпрацювання запасів родовища, у надрах зостаються специфічні законтурні ділянки, які недоцільно експлуатувати кар’єрами. На сьогоднішній день загальна кількість та об’єми законтурних запасів складає 11 та 103 млн т відповідно. Великі загальні об’єми законсервованої марганцевої сировини становлять резервну базу комбінату, видобуток яких можливо провести із мінімальними капітальними вкладеннями.

    На прикладі законтурної ділянки Чкалівського кар’єру №1 розглянута технічно мо-жлива система відкрито-підземного розкриття законсервованих запасів марганцевої руди, коли корисна копалина розкривається із виробленого простору кар’єра, видобута підзем-ним способом сировина транспортується на денну поверхню, а породи розкриву складу-ються у відпрацьованому просторі.

    Спосіб розкриття законтурних запасів (рис.) може бути реалізований наступним чи-ном. При експлуатації кар’єру фронт посування добувних робіт 1 і вироблений простір кар’єру 2 переміщуються у напрямку посування. З виробленого простору кар’єра 2 у на-прямку до кінцевої границі кожної ділянки законтурних запасів корисної копалини 3 про-ходять попарно панельні транспортний і вентиляційний штреки 4, з’єднують їх у кінцево-му положенні добувною підземною виробкою 5 і відпрацьовують з неї марганцеву руду шляхом поступового переміщення фронту робіт панелі у напрямку 6 до виробленого прос-тору кар’єра 2 з транспортуванням корисної копалини транспортним штреком 4 і далі ви-робленим простором кар’єра 2 та поверхнею до місця призначення 7. При цьому, коли по-парні підземні підготовчі виробки 4 проводять з виробленого простору услід за посуван-ням фронту відкритих гірничих робіт 1, їх устя 8 будують двосекційно з двома самостій-ними виходами на поверхню штольні 9, яку обладнують чергами після відпрацювання ко-жної добувної західки у торці кар’єра, тимчасово закріплюють її розбірним кріпленням та засипають у процесі посування внутрішнього відвалу 10 пустими породами, а при відпра-цюванні кожної панелі 6 уздовж відпрацьованих тупикових ділянок штольні 11 видаляють з неї кріплення і обрушують навислі породи відвалу. Коли ж підземні розкривні виробки проходять перпендикулярно напрямку посування фронту відкритих гірничих робіт у кар’єрі 12, устя штреків 8 будують з неробочого борту залишкової добувної відкритої ви-робки 13, закріплюють їх розбірним монолітним кріпленням і поступово переміщують уз-довж виробленого простору кар’єра у напрямку до місця призначення 7 відповідно до часу відпрацювання кожної панелі 4 і так до повного відпрацювання ділянки 3.

  • 15

    Підчас відпрацювання кож-ної прибортової добувної заходки кар’єру 5 біля границі кар’єрного поля 14 монтується монолітне роз-бірне кріплення з подальшим заси-панням породами розкриву із фор-муванням внутрішнього відвалу 10. Послідовність таких дій дає резуль-тат у вигляді формування капіталь-ної штольні 9 із виходом у вироб-лений простір кар’єру 2 та на денну поверхню з протилежного боку.

    Використання технології ві-дпрацювання законтурних запасів марганцевих руд дозволяє:

    - за рахунок побудови збір-но-розбірної транспортної штольні у торці кар’єра та подальшою заси-пкою її породами розкриву, прово-дити з неї розкривні виробки та вес-ти підземні добувні роботи без до-даткового видалення пустих порід кар’єрним обладнанням це надто спрощує проведення рекультива-ційних робіт земної поверхні над виробленим простором;

    - знизити капітальні вкла-дення на спорудження технологічного комплексу;

    - виключити спорудження та експлуатацію шахтного підіймача та спеціальних пі-дземних виробок;

    - залучити до ефективної розробки глибокозалягаючі родовища; - виключити великі втрати корисних копалин у ціликах при відкрито-підземному

    способі виймальними заходками з траншейною технології та шнековому або комбайново-му добуванні корисної копалини.

    - отримати економічний ефект, який складається з урахуванням зниження витрат на розкрив, видобування, рекультивацію, що в кінцевому результаті може для Орджонікі-дзевськогоГЗК 471,13 млн грн.

    Перелік посилань: 1.Драников С.А.. К вопросу об организации добычи угля открыто-подземным спо-

    собом/ «Уголь». -1981 - №6, - с. 24-26. 2. Варшавский А.М., Осадчий Г.В.. Совершенствование схем транспортирования

    пород Днепровского буроугольного бассейна./ Уголь Украина, - 1990, - №9. – с.15-16.

    З Ф

    2

    1

    13

    16

    12

    3

    7

    89

    11

    14

    5

    6

    4

    15

    15

    10

    Рисунок – Спосіб розкриття законтурних запасів ма-

    рганцевих руд

  • 16

    УДК 622.24 Игнатов А.А., асист. каф. ТР МПИ, Вяткин С.С., студент (Государственное ВУЗ «Национальный горный университет», г. Днепропетровск, Украина)

    КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИД-

    РОМЕХАНИЧЕСКИХ СНАРЯДОВ

    Анализ и обобщение работ, посвященных исследованию гидродинамического спо-соба, позволяет прийти к выводу, что он является довольно перспективным, и при даль-нейшем совершенствовании может получить довольно широкое применение в практике буровых работ [1]. Одной из главных причин препятствующих этому является недостатки конструкции снаряда [2].

    В этой связи на кафедре техники разведки МПИ (НГУ) разработана новая конст-рукция снаряда гидродинамического бурения. Работа снаряда сводится к следующему: при возникновении циркуляции очистного агента во внутренней части корпуса устройства на-чинается активное движение дроби, которая взаимодействуя с породой забоя, разрушает её. В непосредственной близости от забоя поток очистного агента разделается на две со-ставляющих части, одна из которых вместе с породоразрушающими дробинками поднима-ется вверх к струйному аппарату, а другая, обогащенная продуктами разрушения, выходит в затрубное пространство между торцом и наружной частью породоразрушающего кольца, и забоем и стенками скважины соответственно. Частичное удаление продуктов разруше-ния осуществляется и внутренним восходящим потоком через специальные промывочные окна.

    Породоразрушающее кольцо, соединенное с нижней частью корпуса, необходимо для формирования прямоугольного профиля скважины (в вертикальной осевой плоскости). Механизм его образования идёт по такой схеме. Породоразрушающие дробинки, циркули-рующие вместе с очистным агентом в интервале от плоскости забоя до струйного аппара-та, вследствие взаимодействия с горной породой непрерывно уменьшается как по наруж-ному диаметру, так и по массе. При достижении этими параметрами определённых значе-ний породоразрушающие дробинки призабойными токами очистного агента размещаются и удерживаются в посадочных гнездах специальной конструкции, имеющихся в нижней части породоразрушающего кольца. За счет постоянного вращения и создания осевой на-грузки на дробинки, последние разрушают породу забоя и формируют его периферийную зону. С течением времени происходит износ дробинок, и они потоком очистного агента выносятся за пределы породоразрушающего кольца в затрубное пространство. Вместо из-ношенных дробинок на их место поступают более крупные и работоспособные.

    В существующих конструкциях гидродинамических снарядов их вращение вообще не предусмотрено или осуществляется от колонны бурильных труб. Проектируемая же конструкция имеет некий автономный двигатель – турбинный аппарат. Это позволит из-бежать наличия вращателя на поверхности и существенно сократить затраты мощности на создание необходимого крутящего момента. Турбинный аппарат, соединенный с верхней частью гидродинамического снаряда, отличается от серийно выпускаемых тем, что под-вижной его частью является корпус, вращение от которого посредством корпуса струйного аппарата передаётся породоразрушающему кольцу, а статорной – полый внутренний вал. Привод турбобура осуществляется очистным агентом, поток которого, проходя по буриль-ным трубам и статорному валу, в нижней его части разделяется на два: один направляется к струйному аппарату, а другой, обернувшись на 1800, идёт к турбине, где пройдя после-

  • 17

    довательно все ступени, выходит через отверстия в пространство между стенками скважи-ны и корпусом гидродинамического снаряда.

    В предлагаемой конструкции снаряда осуществлена комбинация двух способов бу-рения. Один из них – это так называемый ударно – дробовой или шароструйный, а другой классический дробовой способ бурения, с некоторыми изменениями в конструкции самого породоразрушаюшего инструмента и забойных процессов [3].

    При создании только осевой нагрузки на дробинки находящиеся в посадочных гнездах породоразрущающегося кольца, они будут вдавливаются в забой скважины и про-изводить его разрушение аналогично внедряемому штампу. Причем, из механики горных пород известно, что в этом процессе можно выделить несколько этапов, проявляющихся в различных по механическим свойствам породах по-разному и отличающихся масштабами, но совершающихся непременно с одинаковой последовательности. На начальном этапе под дробью образуется вмятина – центр пластических деформаций и раздавливания поро-ды; далее по его контуру развивается кольцевая трещина, которая распространяется вглубь породы, вслед за этим и происходит выдавливание разрушенной породы и скалывание не-больших элементов. С ростом нагрузки увеличивается и размер контактной площадки, при этом из кольцевого конуса разрушения происходит вытеснение разрушаемой породы и её скалывание. Описанные явления будут происходить до полного погружения дроби в поро-ду или если придел прочности породы выше, чем самой дроби, то до разрушения послед-ней.

    Анализ механики забойных процессов предполагаемого метода позволяет прийти к следующему [4,5]. На каждую дробинку действует две силы – осевая нагрузка и сила вра-щения, или волочение. При этом, в зоне контакта породоразрушающего кольца с дробин-ками и породой, будут возникать следующие силы сопротивления: сила трения-скольжения, сила трения-каления и сила сопротивления породы разрушению (смятию, раздавливанию). Справедливо будет предположение о том, что формируемая кольцевая канавка в профиле получит ухабы, что связанно с не равномерностью её образования. По-следнее обстоятельство продиктовано сложностью гидродинамических процессов взаимо-действия дробинок с посадочными гнездами породоразрушающего кольца (возможен их выход из зоны контакта) и структурными свойствами самой горной массы. С учетом меха-низма процесса разрушения горной породы, наличие неровностей на забое является поло-жительным фактором.

    Перечень ссылок

    1. Уваков А. Б. Шароструйное бурение. – М.: Недра, 1969. – 207 с. 2. Давиденко А. Н., Игнатов А. А., Вяткин С. С. Некоторые вопросы гидромеханического способа бурения // Наук. праці ДонНТУ. Серія Гірничо-геологічна. – 2011. – № 14(181) – С. 75 – 78. 3. Разведочное колонковое бурение / Б. И. Воздвиженский, С. А. Волков, Б. С. Филатов. – М.: Изд-во Госгеолтехиздат, 1957. – 332 с. 4. Остроушко И. А. Бурение твердых горных пород. – М.: Недра, 1966. – 291 с. 5. Сулакшин С. С. Технология бурения геологоразведочных скважин. – М.: Недра, 1973. – 320 с.

  • 18

    УДК 622.24 Ігнатов А.О., асист. каф. ТР РКК, Гартман В.В., студент (Державний ВНЗ "Національний гірничий університет", м. Дніпропетровськ, Україна)

    ДЕЯКІ УТОЧНЮЮЧІ ВІДОМОСТІ ЩОДО ВИЗНАЧЕННЯ УМОВ ОЧИЩЕННЯ СТОВБУРА СВЕРДЛОВИНИ

    Забезпечення заданих умов виносу шламу по стволу свердловини є важливим чин-

    ником при виборі технологічно необхідної витрати промивної рідини. Від ефективності очищення вибою і своєчасного винесення продуктів руйнування із зони дії породоруйнів-ного інструменту значною мірою залежить механічна швидкість проходки свердловини. Інтенсифікація зазначених процесів є однією з умов підвищення техніко-економічних по-казників буріння.

    Транспортування шламу по стволу свердловини характеризується абсолютною швидкістю частки V, яка пов'язана з середньою швидкістю потоку рідини в кільцевому просторі ω співвідношенням

    uV −= ω , де u - швидкість частки шламу відносно потоку рідини (відносна швидкість). Оскі-

    льки одна з величин V або ω зазвичай відома, то для визначення іншої необхідно знайти величину u.

    В даний час відомо декілька залежностей для визначення швидкості осідання час-ток шламу [1-4]. Слід відзначити, що дослідження по процесам руху часток в потоці рідин проводились в різних умовах і тому результати розрахунків по різним формулам для одна-кових вихідних даних не співпадають.

    −= 1

    34

    Pd

    Cgu

    ρρ .

    Формула (1) має назву формули Ріттінгера і дуже поширена при гідравлічних роз-рахунках в бурінні, слід також зазначити, що вона отримана з умови руху в рідині тіла ку-леподібної форми.

    Формулу Стокса також рекомендують застосовувати при обчисленні швидкості за-нурення часток шламу в рідині

    ( )µρρ

    18

    2 gdu ж−= .

    Також при розрахунках використовують наступну формулу

    += 1

    3,23,2ln10exp Ar

    du ν ,

    яка отримана на підставі логарифмічного закону критеріальної залежності, що опи-сує "стандартну криву" С=f(Re) в діапазоні Re=0,5—105 [2]. В цій формулі Ar – безрозмір-ний параметр Архімеду

    gdAr Pρν

    ρρ2

    3 )( −= .

    Часток шламу ідеальної сферичної форми не існує, тому до величини u для трьох основних форм – компактної, подовженої та площинної в порядку першого наближення слід застосовувати поправочні множники відповідно 0,7; 0,6 и 0,5.

  • 19

    Як було показано вище, всі формули що застосовують при розрахунках відносної швидкості не враховують впливу стінок, що обмежують кільцевий простір. Експеримента-льними дослідженнями, що були проведені у ВНДІБТ [3] було встановлено, що такий вплив має місце і з урахуванням цього чинника була визначена наступна формула для ви-значення відносної швидкості

    −= 12

    PXCglu

    ρρ ,

    де l – характерний розмір частки шламу, СХ – коефіцієнт лобового опору, що визна-чається за формулою

    18.0−

    −=

    ldDC БТCX ,

    де DC – діаметр свердловини; dБТ – діаметр бурильних труб. В закордонній практиці проектування режиму промивки свердловини поширення

    одержала формула Уокера-Мейєза [4]

    P

    Рgduρ

    ρρ12,1

    )(2 −= .

    Нижче наведено графічні залежності швидкості осідання часток шламу, що харак-терні для різного породоруйнівного інструменту [2,3].

    Рис. Залежність швидкості осідання часток, характерних для різних способів бу-

    ріння, від їх діаметру Як випливає з даних розрахунків (рисунок) результати отримані за формулами Сто-

    кса та Архімеда практично співпадають, а результати за іншими формулами дають значно завищенні значення відносної швидкості, особливо це характерно для залежності Ріттінге-ра.

    Також на рисунку побудовані графічні залежності швидкості осідання часток роз-міром до 5·10-3м, що характеризує розмір часток шламу при твердосплавному та шарошко-вому бурінні долотами геологорозвідувального сортаменту; виходячи з цих даних можна зробити наступні висновки: найменша швидкість осідання часток характерна при розраху-нках її за формулою ВНДІБТ; при розрахунках за формулою Архімеда для часток діамет-ром до 1·10-3 швидкість осідання мінімальна, з ростом діаметру часток вона зростає і при діаметрі у 5·10-3 вона максимальна у порівнянні з іншими залежностями

  • 20

    Перелік посилань

    1. Леонов Е.Г., Исаев В.И. Гидроаэромеханика в бурении. – М.: Недра, 1987. – 304 с. 2. Технология и техника разведочного бурения / Ф.А. Шамшев, С.Н. Тараканов, Б.Б. Куд-ряшов и др. – М.: Недра, 1983. – 565 с. 3. Шумилов Л.П. Некоторые результаты экспериментального исследования транспорта шлама по стволу скважины // Гидравлика в бурении. – М.: ВНИИБТ, 1965. – С. 82-105. 4. Грей Дж. Р., Дарли Г. С. Г. Состав и свойства буровых агентов (промывочных жидкос-тей) – М.: Недра, 1985. – 509 с.

  • 21

    УДК 622.24 Игнатов А.А., асист. каф. ТР МПИ, Герасименко Н.В., студент (Государственное ВУЗ «Национальный горный университет», г. Днепропетровск, Украина)

    ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛНЕНИЯ УЗЛА ОПОРЫ РАБОЧЕГО ОРГАНА ДИСКОВОГО ДОЛОТА

    Одной из основных причин выхода долот из строя является разрушение опорных

    подшипников. С целью устранения указанного недостатка был начат выпуск шарошечных дисковых долот [1].

    В отличие от обычных шарошечных долот, дисковые позволяют при одном и том же диаметре долота разместить более мощные опоры. Усиление опорного узла открыло путь к дальнейшему совершенствованию дисковых шарошечных долот в направлении увеличения их рабочей площади. Это было реализовано в конструкции дискового цепного долота [2], ко-торая характеризуется следующим. В лапах такого долота закреплены две оси – верхняя и нижняя, на которых размещены звездочки и зубчатые диски соответственно. Зубчатая цепь, соединяющая в единую кинематическую систему звездочки и диски, является основным по-родоразрушающим элементом, роль вспомогательного играют зубья дисков.

    Технически и конструктивно оправданная длина цепи позволяет существенно уве-личить ресурс работы долота на забое.

    Вместе с тем, область применения дисковых цепных долот ограничена мягкими и средними породами, где их основное преимущество – значительный ресурс работы, проявля-ется наиболее ярко. При переходе в более твердые породы, предложенное техническое реше-ние конструкции цепного долота во многом неприемлемо. Анализ механизма разрушения раз-личных по твердости пород и кинематики работы долот позволил прийти к выводу, что целе-сообразным является разработка двух типов цепных долот – для проходки исключительно твердых пород и разбуривания разрезов мягких пород с твердыми пропластками.

    Обобщение отечественного и зарубежного опыта проходки скважин в перемежаю-щихся по твердости породах позволило выделить два основных приема [3]. Первый за-ключается в применении различных типов долот, соответствующих проходимым породам. Второй – в использовании долот с комбинированным вооружением. Первый вариант ха-рактеризуется значительным увеличением времени на спускоподъемные операции, что в конечном итоге негативно сказывается на технико-экономических показателях строитель-ства скважины. Применение долот с шарошками, оснащенными комбинированным воору-жением приводит к снижению механической бурения, в сравнении с ее показателями, дос-тигнутыми использованием однотипных долот в соответствующих породах.

    Из сказанного можно сделать вывод – конструкция долота должна предусматривать поочередное включение в работу тех или иных породоразрушающих элементов, в соответ-ствии с механическими характеристиками разрушаемых пород, что позволит свести к ми-нимуму недостатки существующих методов проходки.

    Согласно поставленным условиям, на кафедре техники разведки МПИ (НГУ) разра-ботана конструкция комбинированного цепного дискового долота. При этом учитывалась необходимость выполнения следующих требований: возможность саморегулирования ра-бочего органа, эффективный механизм разрушения различных по твердости горных пород, продолжительный срок работы долота на забое.

    Долото работает следующим образом: при его вторжении в мягкие горные породы, цепи, на наружной поверхности которых размещены зубки, осуществляют разрушение за-боя скважины. Цепи кинематически связанны с породоразрушающими дисками и звездоч-

  • 22

    ками, которые размещены на верхней вспомогательной оси с помощью подшипников ка-чения. Наружная поверхность дисков выполнена зубчатой. С одной стороны зубки дисков являются связующим звеном между ними самими и цепью, что исключает проскальзыва-ние в системе “диск - цепь”, а с другой стороны зубки дисков – это дополнительные поро-доразрушающие элементы долота. Сами цепи представляют собой зубчатые пластинки, шарнирно соединенные между собой. Породоразрушающие диски, шарошки и звездочки свободно вращаются на осях.

    Принцип саморегулирования долота был реализован в узле компоновки породораз-рушающих дисков с эксцентричной осью.

    Диски посажены на нижнюю ось при помощи специальной конструкции подшип-ника скольжения, которая представляет собой два обода – наружный и внутренний, между которыми вставлен вкладыш.

    Для пояснения механизма саморегулирования, особенности конструктивного ис-полнения подшипника скольжения следует рассмотреть более детально. Вкладыш указан-ного подшипника выполнен полым из специальной механически прочной резины. В про-цессе сборки подшипника, его полые камеры, через специальные каналы высокого давле-ния, сформированные во вкладыше, заполняются специальной средой. Положение вкла-дыша относительно самих дисков и оси долота должно быть строго выдержано при ком-поновке конструкции. Это является необходимым условием работы механизма саморегу-лирования.

    Сжимаемость среды, заполняющей полости вкладыша, может быть обеспечена за счет насыщения соответствующих технических масел инертными газами, наличие которых необходимо для предотвращения физико-механических преобразований в рабочей среде.

    Диски с цепями имеют определенный вылет за контактную поверхность шарошек – это необходимо для обеспечения их работы исключительно в мягких породах. При пере-ходе в более твердые породы осуществляется вертикальное перемещение дисков с цепями, т. е. их уход за рабочую поверхность шарошек. Этот процесс осуществляется за счет нали-чия в опорах дисков вкладышей, и проходит он по следующей схеме. Вертикальное пере-мещение дисков вверх вызывает определенное сокращение объемов нижней полости и увеличение верхней. В соответствии с указанным, в нижней полости газы в среде раство-ряются, а в верхней – выделяются, что способствует беспрепятственному перемещению дисков с цепями вверх. Коэффициент сжатия среды, заполняющей полости вкладышей подшипников скольжения должен в обязательном порядке коррелироваться с механиче-скими характеристиками – твердостью или категорией по буримости пород. Указанные характеристики могут быть определены по ГОСТ 12288-66 или методом ЦНИГРИ. Про-цессы, происходящие в полостях вкладышей, являются обратимыми.

    Такой механизм саморегулирования позволяет разбуривать твердые пропластки шарошками, оснащенными необходимым вооружением.

    При выборе рабочей среды необходимо учитывать: ее вязкость, диапазон рабочих температур и давлений, допустимую длительность эксплуатации, стоимость рабочей сре-ды. Подбор инертных газов должен происходить в строгом соответствии их коэффициента растворимости в данной рабочей среде.

    Перечень ссылок

    1. Борисович В. Т., Михин В. Н. Долота различных типов // Итоги науки и техники. Тех-ника геологоразведочных работ. ВИНИТИ. – 1981. – Т. 11. – С. 66 – 85. 2. Пат. 46041 № u200905218 Україна, МПК Е 21 В 10/46. Бурове долото /А. О. Ігнатов, С. Ю. Андрусенко. Заявл. 25.05.09; Опубл. 10.12.09; Бюл. № 23. 3. Пути повышения эффективности геологоразведочного бурения / П. И. Букреев, С. И Го-ликов, В. А. Кудря и др. – М.: Недра, 1989. – 158 с.

  • 23

    УДК 622.24 Игнатов А.А., асист. каф. ТР МПИ, Игнатенко Д.Ю., студент (Государственное ВУЗ "Национальный горный университет", г. Днепропетровск, Украи-на)

    ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП В ПРОЦЕССЕ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН

    Процесс цементирования скважин вследствие многочисленности факторов, в конечном

    итоге влияющих на его результаты, динамичности и малодоступности для непосредственного наблюдения и изучения явлений ему сопутствующих, относится к числу наиболее сложных с