Руйнування гірських порід інструментом з функціональними елементами із композиційних алмазовмісних матеріалів
| dc.contributor.author | Виноградова, Олена Петрівна | |
| dc.contributor.degreedepartment | - | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | Комп’ютерне матеріалознавство структурованих надтвердих матеріалів для породоруйнівних інструментів | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля Національної Академії Наук України | uk |
| dc.date.accessioned | 2016-09-20T11:54:28Z | |
| dc.date.available | 2016-09-20T11:54:28Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | Research is devoted to the study of patterns of destruction of rocks of medium strength by the tool with functional elements from the diamond composite materials (KAM). In the thesis the reference fragment of drilled solids, which was selected from suspension mass of the destruction products and the coolant is considered in order to study geometrical parameters of fragment of drilled solids, what allows to reproduce the mechanism of interaction of the indenter (a diamond grain) and a rock mass during of its destruction. A mathematical model of sequential spalling of individual fragments of drilled solids of the rock mass was offered. The method for assessing the performance of diamond tools for the destruction of brittle hard materials was developed. The area of the back of the fragment of drilled solids was calculated, whereby became possible to evaluate the energy consumption of the process of breaking of a rock. The influence of the change of the length of a conditional line breaking rock in the radial direction of the bit face on the destruction efficiency was studied. The expediency of the use of prismatic elements of the benches in the drilling tool is grounded. Developed and tested drill bits that destroy rocks of medium strength with high efficiency. | uk |
| dc.description.abstractru | Исследование посвящено изучению закономерностей разрушения горных пород средней крепости инструментом с функциональными элементами из композиционных алмазосодержащих материалов (КАМ). В работе подвергается микроскопическому исследованию изъятая из массы суспензии продуктов разрушения горной породы и охлаждающей жидкости единичная частица шлама, изучение геометрических параметров которой позволяет воспроизвести механизм взаимодействия единичного индентора с забоем. Рассморены пробы большого количества продуктов разрушения песчаника Теребовлянского месторождения твердосплавным резцом, служащим моделью единичного индентора, песчаника Торезского месторождения алмазно-твердосплавной пластиной, породоразрушающим элементом из композиционного алмазосодержащего материала «славутич», коронкой с функциональными элементами из «славутича»; гранита Коростышевского месторождения алмазной импрегнированной буровой коронкой, гранита Емельяновского и Покостовского месторождений алмазным отрезным сегментным кругом, гранита Капустинского месторождения канатной пилой. На основании проведенных исследований сделан вывод о том, что несмотря на различие физико-механических свойств хрупких твердых горных пород, частицы шлама, полученные при воздействии на массив инденторов различных типов и различие размеров частиц (от нескольких микрометров до нескольких десятков миллиметров) имеют подобную конфигурацию, которая является следствием сложного напряженно-деформированного состояния под индентором в момент откалывания частиц шлама. На основании взаимозависимости между степенью изнашивания рабочей кромки индентора и размерами частицы шлама горной породы разработана математическая модель волнового, последовательно-периодического выкалывания частиц шлама от массива горной породы. Разработан способ определения работоспособности алмазного инструмента для разрушения хрупких твердых материалов, основанный на микроскопическом исследовании геометрических параметров частиц шлама в пробе. Детально изучена зона внедрения индентора в массив горной породы, запечатленная на поверхности частицы шлама, позволяющая определять количество инденторов, произведщих микроудар о забой горной породы (острая кромка, соседние кромки алмаза или соседние алмазы в призматическом элементе из «славутича» с различной относительной концентрацией алмазов). Исследована обратная поверхность частицы шлама. Разработан алгоритм оценки энергоемкости разрушения горной породы отдельным индентором или инструментом с помощью расчета площади обратной поверхности частицы шлама.Установлено влияние изменения длины условной линии разрушения горной породы в радиальном направлении торца буровой коронки на эффективность разрушения горной породы, а также, на основании исследования интенсивности и направленности распространения трещин предразрушения в угловой зоне сопряжения плоскостей забоя и керна в блоке оптического стекла БК-8 с уступом, моделирующего горные породы, в результате статического нагружения индентора, научно обоснована целесообразность использования призматических элементов из КАМ в буровом инструменте. В результате вышеизложенных исследований разработаны, изготовлены и испытаны буровые коронки с призматическими элементами из КАМ с различной оснащенностью алмазами в радиальном направлении короночного торца, унифицированными по форме, что значительно снижает трудоемкость изготовления инструмента, эффективно разрушающего горные породы VI – IX категорий буримости, износостойкость которых в 100 – 200 раз превышает износостойкость твердосплавного инструмента. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дослідження присвячено вивченню закономірностей руйнування гірських порід середньої міцності породоруйнівним інструментом. В роботі розлянуто відібрану з маси суспензіії шламу і охолоджувальної рідини одиничну частинку шламу, вивчення геометричних параметрів якої, дозволяє відтворити механізм взаємодії індентора з масивом гірської породи в процесі його руйнування. Запропоновано математичну модель хвильового послідовно-періодичного відколювання частинок шламу від масиву гірської породи. Розроблено спосіб визначення працездатності алмазного інструменту для руйнування крихких твердих матеріалів. Розроблено алгоритм розрахунку енергоємності процесу руйнування гірської породи окремим індентором за допомогою обчислення площі зворотної частини фрагменту шламу. Досліджено вплив коливання довжини умовної лінії руйнування гірської породи врадіальному напрямку торця коронки на ефективність її застосування. Обґрунтовано переваги використання призматичних елементів із КАМ перед циліндричними, що застосовуються нині в буровому інструменті, в результаті дослідження розповсюдження тріщини передруйнування в кутовій зоні спряження площин вибою та керну. Розроблено та випробувано бурові коронки, з породоруйнівними елементами з різною оснащеністю в радіальному напрямку короночного торця та уніфікованих за формою, що значно зменшує трудоємкість виробнтцтва інструменту, зносостійкість якого вище у 100 – 200 разів зносостійкості твердосплавного інструменту. | uk |
| dc.format.page | 24 c. | uk |
| dc.identifier.citation | Виноградова О. П. Руйнування гірських порід інструментом з функціональними елементами із композиційних алмазовмісних матеріалів : автореф. дис. ... канд. техн. наук. : 05.15.09 – геотехнічна і гірнича механіка / Олена Петрівна Виноградова. - Київ, 2015. - 24 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/17593 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | НТУУ "КПІ" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject | одинична частинка шламу | uk |
| dc.subject | надтвердий композиційний алмазовмісний матеріал «славутич» | uk |
| dc.subject | тріщина передруйнування | uk |
| dc.subject | бурова коронка | uk |
| dc.subject | концентрація алмазів | uk |
| dc.subject | енергоємність руйнування | uk |
| dc.subject | частица шлама | ru |
| dc.subject | композиционный алмазосодержащий материал «славутич» | ru |
| dc.subject | буровая коронка | ru |
| dc.subject | трещина предразрушения | ru |
| dc.subject | концентрация алмазов | ru |
| dc.subject | энергоемкость разрушения | ru |
| dc.subject | drilled solids | en |
| dc.subject | particle size of the drilled solids | en |
| dc.subject | composite diamond-bearing material «slavutich» | en |
| dc.subject | drill bit | en |
| dc.subject | diamond concentration | en |
| dc.subject | the efficiency of destruction of rocks | en |
| dc.subject.udc | 622.24.051 | uk |
| dc.title | Руйнування гірських порід інструментом з функціональними елементами із композиційних алмазовмісних матеріалів | uk |
| dc.type | Thesis | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.15.09 – геотехнічна і гірнича механіка | uk |