Библиотека

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРУПКО-ПЛАСТИЧНЫХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД

Эти методы в горном деле и, в частности, в бурении весьма многообразны. Однако ввиду того, что до настоящего времени отсутствует четкое разграничение смысла понятий вязкость, ударная вязкость, пластичность, текучесть горных пород, следует строго ограничить методы, применяемые в бурении. Характер деформации и разрушения горных пород, выражаемый хрупко-пластичными свойствами, намного специфичнее в различных технологических процессах, так как деформация реализуется на макрокристаллическом уровне. В бурении оценка хрупко-пластических свойств горных пород выполняется на базе метода Л.А. Шрейнера и его модификаций.

По диаграмме нагрузка - деформация (см. рис. 3.1), графоаналитическим способом вычисляется условный коэффициент пластичности по следующей формуле

     (3.17)

где А_об - общая работа, затраченная на разрушение породы и деформацию штампа (площадь ОАВС на диаграмме рис. 3.1); А_уп - общая работа упругой деформации породы и штампа (площадь ОДЕ); А_ш - работа, затраченная на деформацию штампа.

Значение А_ш вычисляется по показателям размеров штампа и модуля Юнга на основе закона Гука

     (3.18)

где А₁ - упругое сжатие штампа; l - длина штампа; Е - модуль Юнга; F - площадь поперечного сечения штампа;

     (3.19)

На основе данной методики оценки пластичности все горные породы были разделены на три основных класса: упругохрупкие (К = 1, целесообразно разрушение путем ударного воздействия и раздавливания); пластично-хрупкие (1 < К < 6, допустимо режущее и режуще-скалывающее воздействие); пластичные (К > 6, наиболее эффективное разрушение в процессе бурения обеспечивается резанием). Коэффициент пластичности пород, не дающих хрупкого разрушения, условно принимается равным бесконечности. Для количественной оценки пластичности пород этого типа В.В. Булатов и B . C . Федоров (1966 г.) предложили вычислять условный коэффициент пластичности через отношение общей работы деформирования породы при вдавливании штампа на глубину, равную его диаметру, к работе, затрачиваемой на упругое деформирование породы тем же штампом.

"Разведочное бурение" / А.Г. Калинин, О.В. Ошкордин, В.М. Питерский, Н.В. Соловьев, "Недра" М 2000

Вернуться в списку статей