Search academic texts

Registration Number

0424U000012, Candidate dissertation

Title

Substantiation of parameters for reducing the strength of mountain rocks by the method of rapid cooling during their mechanical destruction.

Author

Oksana V. Livak,

popup.head Dmytro Vasyliev
popup.opponent Dmytro Babets
popup.opponent Anatoliy Dzyuba

Status

Кандидат технічних наук, 05.15.09, Геотехнічна і гірнича механіка

Date

16-02-2024

Description

В роботі встановлено основні закономірності руйнування гірських порід в умовах різкого охолодження поверхні масиву, визначено характер утворення та розвитку системи тріщин як по поверхні порід, так і по глибині, теоретично та експериментально показано вплив системи тріщин, що утворюється, на показники механічного руйнування гірських порід, запропоновано на рівні винаходів конструктивні зміни до алмазних бурових коронок, які дозволяють збільшити ефективність буріння, розроблені та впроваджені методичні рекомендації по обробці масиву гірських порід через випереджальну свердловину для ослаблення значних об’єктів породи. Запропоновано модель руйнування гірських порід при охолодженні, згідно з якою поряд з утворенням макротріщин у масиві за фронтом охолодження рухається хвиля мікроруйнувань. Наявність утворення зони мікроруйнувань підтверджено експериментально. Встановлено, що глибина проникнення системи тріщин углиб масиву в залежності від різниці температур нагріву та охолодження за один і той же час описується лінійною функцією з кутовим коефіцієнтом в межах 0,001- 0,008, а залежність зростання ступеня дроблення порід від різниці температур носить характер параболи. Отримано залежність для визначення розміру комірки розтріскування поверхні породи при різкому охолодженні. Встановлено, що залежність розміру комірки розтріскування від різниці температур нагріву та охолодження на поверхні гірських порід описується гіперболічною функцією, при цьому зі збільшенням різниці температур 200, 400, 600 °С розмір комірки сягає 8,2; 1,9; 0,83 мм для граніту. Проведені дослідження показали, що зі збільшенням різниці температур нагрів-охолодження швидкість буріння алмазно коронкою зростає по лінійній залежності, при різницях температур 280, 430, 580 °С швидкість буріння збільшується в 1,4; 1,7; 2,1 рази відповідно по відношенню до буріння необробленої породи. На основі теоретичних та експериментальних досліджень запропоновано способи реалізації термоциклічного розміцнення в реальних гірничо- технологічних процесах пов’язаних із руйнуванням та розпушуванням порід. Результати дисертаційної роботи у вигляді методичних рекомендацій впроваджено у Національному технічному університеті «Дніпровська політехніка», Криворізькому національному університеті МОН України, товаристві з обмеженою відповідальністю «АНА-ТЕМС». Очікуваний економічний ефект складає 9 грн на один метр свердловини при бурінні алмазною коронкою діаметром 59 мм, та при розширенні свердловини з 105 мм до 300 мм – 121 грн на один метр.