Статья

Наименование	Выбор и обоснование параметров исполнительного органа буро-проходческих машин и агрегатов
Авторы	Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел	Науки о земле
Год	2021	Выпуск	67	Страницы	5 - 17
УДК	622.232.8
Аннотация	Проведен краткий аналитический обзор развития породоразрушающего инструмента (ПРИ) для буро-проходческих машин и агрегатов (БПМиА). С позиций геомеханики взаимодействия исполнительных органов (ИО) с породами выявлены их основные недостатки. Показаны основные прогрессивные тенденции его совершенствования. На основе анализа геомеханики взаимодействия ПРИ с горными породами сформулированы основные конструкторско-технологические требования к нему. Предложен принцип минимизации сил трения на режущей кромке ПРИ и обоснованы его оптимальные параметры в форме ударного клина с углом заточки до 40…45º для создания пинч-эффекта в виде магистральных разрывных трещин. Предложена новая конструкция ИО с зонно-секторным или в виде спирали Архимеда размещением ударных клиньев на плоской рабочей поверхности ИО. Показана технико-экономическая целесообразность предложенных разработок.
Реферат	Цель исследования — выбор и обоснование параметров породоразрушающего инструмента, а на его основе — типа и конструкции исполнительного органа буро-проходческих машин. Объекты исследования — конструктивные параметры исполнительного органа БПМиА. Предмет исследований — закономерности геомеханического взаимодействия исполнительного органа и горных пород. Методика и основная идея выполненных исследований состоит в выборе и обосновании конструкции и параметров исполнительного органа буро-проходческих машин и агрегатов на основе изучения закономерностей геомеханического взаимодействия породоразрушающего инструмента с породами забоя скважины или горной выработки. Результаты. Проведен краткий аналитический обзор развития породоразрушающего инструмента (ПРИ) для буро-проходческих машин и агрегатов (БПМиА.) С позиций геомеханики взаимодействия исполнительных органов (ИО) с породами выявлены их основные недостатки. Показаны основные прогрессивные тенденции его совершенствования. На основе анализа геомеханики взаимодействия ПРИ с горными породами сформулированы основные конструкторско-технологические требования к нему. Предложен принцип минимизации сил трения на режущей кромке ПРИ и обоснованы его оптимальные параметры в форме ударного клина с углом заточки до 40…45º для создания пинч-эффекта в виде магистральных разрывных трещин. Предложена новая конструкция ИО с зонно-секторным или в виде спирали Архимеда размещением ударных клиньев на плоской рабочей поверхности ИО. Показана технико-экономическая целесообразность предложенных разработок. Научная новизна: 1. Выявлены основные прогрессивные тенденции совершенствования породоразрушающего инструмента (ПРИ) для буро-проходческих машин и агрегатов (БПМиА). 2. Сформулированы основные конструкторско-технологические требования к ПРИ с учетом его геомеханического взаимодействия с горными породами. 3. Обоснованы оптимальные параметры ПРИ с позиций геомеханики его взаимодействия с породами забоя с позиций принципа устранения сил трения на режущей кромке ПРИ. 4. Доказана необходимость создания нового типа ПРИ в форме ударного клина с углом заточки до 40…45º, который создает в породах за счет пинч-эффекта магистральные разрывные трещины. 5. Впервые разработаны базовые конструктивно-технологические требования к новому типу ИО. 6. Предложена новая конструкция ИО с зонно-секторным и спиральным размещением ударных клиньев на плоской рабочей поверхности ИО для проходки скважин и выработок большого диаметра. Практическая значимость. Предварительные технико-экономические оценки показывают перспективность перехода при проектировании и использовании рассмотренных типов ИО для буро-проходческих агрегатов и машин. Результаты исследования могут быть использованы для изучения практически важных вопросов технологии добычи и переработки сырьевых ресурсов в нефтяной и горной промышленностях, а также будут полезны при подготовке инженеров и аспирантов горных специальностей.
Ключевые слова	бурение, проходка, скважина, горная выработка, породоразрушающий инструмент, ударный клин, исполнительный орган, аналитический обзор, геомеханика взаимодействия, принцип минимизации, оптимальные параметры, пинч-эффект, спираль Архимеда.
Полный текст