Разрушение горных пород при ударном бурении

Ударное бурение– древнейший способ разрушения горных пород. В настоящее время в практике распространено ударно-канатное бурение, при котором углубление скважины происходит вследствие ударного воздействия на породу забоя падающего инструмента.

Рис. 9. Схема разрушения забоя при ударном бурении

Для придания скважине круглой формы, долото необходимо поворачивать на некоторый угол β после каждого удара о забой (рис. 9). В момент удара долота о породу канат ослабляется и скручивается за счет его упругих свойств при проворачивании втулки в корпусе канатного замка. Во время подъема инструмента над забоем канат растягивается и раскручивается при поворачивании бурового снаряда.

В упруго-хрупких породах разрушение происходит в режиме раздавливания и смятия породы, однако значительный объем породы разрушается в результате деформаций скалывания. Предел прочности на скалывание составляет 1/10-1/25 от величины прочности породы на раздавливание.

В пластичных породах деформаций скалывания не возникает и порода как бы влипает в контуры забоя (рис. 10).

Сопротивление горных пород при ударном бурении следует характеризовать динамической твердостью, т.е. прочностью на вдавливание при ударном приложении внешних сил.

По данным Л.А. Шрейнера, имеется весьма существенная разница между динамическим и статическим сопротивлениями вдавливанию цилиндрического пуансона в скальные горные породы (табл. 12).

Рис. 10. Схема разрушения породы при ударном бурении:

по скальной породе: а – начало удара; б – конец удара; в – по мягкой породе.

Таблица 12