Разработка методики оценки энергоэффективности бурения скважин погружными пневмоударниками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат наук Карпов Владимир Николаевич

• Карпов Владимир Николаевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Карпов Владимир Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Современное состояние развития техники и технологий ударно-вращательного бурения в России и за рубежом

1.2. Тенденции развития методов и технических средств ударно-вращательного бурения

1.3 Анализ проблем повышения производительности буровых работ на горнодобывающих предприятиях

1.4 Выводы и задачи исследования

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА И ПРИМЕНЕНИЯ КРИТЕРИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ПОГРУЖНЫМИ ПНЕВМОУДАРНИКАМИ

2.1 Способы оценки эффективности разрушения горных пород при ударно-вращательном бурении

2.2 Факторы, влияющие на механическую скорость бурения погружными пневмоударниками

2.3 Оценка энергоэффективности разрушения горных пород при ударно-вращательном бурении скважин на основе энергетического критерия объемного разрушения горных пород

2.4 Выводы

ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ПОГРУЖНЫМИ ПНЕВМОУДАРНИКАМИ

3.1 Обоснование параметров технического мониторинга при ударно-вращательном бурении скважин

3.2 Оценка энергоэффективности бурения скважин погружными пневмоударниками на горнодобывающих предприятиях

3.3 Исследование рациональных диапазонов технического мониторинга бурения

скважин погружными пневмоударниками

3.4 Выводы

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ПОГРУЖНЫМИ ПНЕВМОУДАРНИКАМИ

4.1 Определение структуры и основных компонентов методики

4.2 Особенности отчетно-аналитического этапа методики

4.3 О применении методики в условиях горного производства

4.4 Выводы

Заключение

Библиографический список

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики оценки энергоэффективности бурения скважин погружными пневмоударниками»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время в России насчитывается свыше 5000 различных организаций, осуществляющих проходку взрывных, геологоразведочных, дегазационных, добычных и строительных скважин погружными пневмо-ударниками на станках ударно-вращательного бурения. При этом основные объемы буровых работ приходятся на проходку взрывных скважин на карьерах и в рудниках и исчисляются десятками тысяч погонных метров в год.

Важным условием снижения себестоимости проходки скважин погружными пневмоударниками при ударно-вращательном способе и соответственно добываемых руд и строительных материалов, является уменьшение энергоемкости процесса разрушения породного массива. Этого можно достичь за счет совершенствования конструкции бурового инструмента и повышения ударной мощности при рациональном сочетании энергии и частоты ударов. Как показывает общемировая практика ведения буровых работ на карьерах и в рудниках, увеличение технико-экономических показателей бурения, таких как механическая Ум, рейсовая объемная ¥об скорости бурения, проходка Ь на долото пневмоударника и, в конечном счете, снижение величины удельных эксплуатационных затрат С зависят от выбора погружных пневмоударников и инструмента, адаптации режимных параметров бурения к физико-механическим свойствам и строению породного массива на конкретном месторождении твердых полезных ископаемых.

Проведенные обзор и анализ технической литературы, в том числе сведений из электронных источников информации, не выявили единой общепринятой методики оценки совместного влияния природных, технических и технологических факторов на энергоэффективность бурения скважин погружными пневмоударни-ками. Таким образом, важной задачей является разработка методики оценки энергоэффективности бурения скважин погружными пневмоударниками, сочетающей в себе количественные показатели технологического процесса проходки скважин и физико-механические свойства буримых горных пород. Ее решение позволит количественно и объективно оценивать энергоэффективность погружных пневмо-

ударников и выбрать рациональные режимы бурения для конкретных горно-геологических и горнотехнических условий разрабатываемого месторождения (бурового участка) при выполнении технологических задач.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности сооружения скважин за счет выбора рациональных режимов бурения погружными пнев-моударниками, основанного на оценке энергоэффективности процесса разрушения породного массива по значению энергетического критерия объемного разрушения горных пород.

Объект исследования - параметры бурового станка с погружным пневмо-ударником и породоразрушающим инструментом в процессе проходки скважин в породном массиве ударно-вращательным способом.

Предмет исследования - породоразрушающий инструмент и породный массив в процессе их взаимодействия с учетом горно-геологических и горнотехнических условий разработки месторождений твердых полезных ископаемых.

Идея работы заключается в использовании безразмерного энергетического критерия объемного разрушения горных пород при динамическом воздействии по-родоразрушающего инструмента для количественной оценки энергоэффективности процесса бурения скважин погружными пневмоударниками.

Задачи исследования:

- теоретически и экспериментально обосновать использование безразмерного энергетического критерия объемного разрушения горных пород при динамическом воздействии породоразрушающего инструмента для количественной оценки эффективности процесса бурения скважин погружными пневмоударни-ками;

- обосновать диапазон значений безразмерного энергетического критерия объемного разрушения горных пород, соответствующий максимальной энергоэффективности проходки скважины ударно-вращательным способом с применением погружных пневмоударников в производственных условиях;

- определить рациональные интервалы технического мониторинга значений безразмерного энергетического критерия при бурении скважин и разработать методику оценки энергоэффективности бурения скважин погружными пневмоудар-никами в производственных условиях, основанной на использовании безразмерного энергетического критерия объемного разрушения горных пород.

Методы исследований. В работе применен комплексный подход, включающий: теоретический анализ и обобщение известных методологий и методов оценки эффективности бурения скважин погружными пневмоударниками, используемых в лабораторных и промышленных условиях с учетом действующей нормативной документации; экспериментально-теоретическое обоснование применения критерия объемного разрушения горных пород с учетом сравнительных испытаний погружных пневмоударников; апробации на карьерах и рудниках разработанной методики оценки энергоэффективности процесса бурения скважин погружными пневмоударниками с использованием видео-акустического способа регистрации и определения технических и технико-экономических параметров бурения с учетом о физико-механических свойств горных пород.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Текущее значение безразмерного энергетического критерия объемного разрушения горных пород к, а также его модифицированного выражения - критериального энергетического показателя кс позволяет оценить энергоэффективность ударно-вращательного бурения скважин погружными пневмоударниками.

2. Диапазон значений безразмерного энергетического критерия объемного разрушения горных пород к 6 (1^4)-10-9, обеспечивает наибольшую энергоэффективность процесса ударно-вращательного бурения скважин погружными пневмо-ударниками.

3. Рациональными интервалами мониторинга пневмоударного бурения при изменении значении к или кс в установленном энергоэффективном диапазоне -20 ^ +15 %, является шаг мониторинга не более: 0,03.. .0,05 м для шахтных условий и 0,05.0,1 м для открытых горных пород.

4. Разработана методика оценки энергоэффективности бурения скважин погружными пневмоударниками, учитывающая физико-механические свойства горных пород, методы обработки технико-экономических и технико-технологических параметров.

Достоверность научных положений подтверждается необходимым объемом экспериментальных исследований в производственных и лабораторных условиях, значительным объемом аналитических вычислений сходимостью расчетных и экспериментальных данных.

Научная новизна:

1. Обоснован безразмерный энергетический показатель текущей количественной оценки энергоэффективности ударно-вращательного бурения скважин погружными пневмоударниками.

2. Определен диапазон безразмерного энергетического критерия объемного разрушения горных пород, в пределах которого обеспечивается минимум энергозатрат при бурении скважин погружными пневмоударниками.

3. Установлен максимально допустимый шаг мониторинга безразмерного энергетического показателя для безаварийного бурения скважин.

4. Предложен метод обработки технико-экономических параметров бурения скважин погружными пневмоударниками для оценки и совершенствования технологии ударно-вращательного бурения.

Личный вклад автора заключается в анализе и обобщении мирового опыта реализации ударно-вращательного способа бурения скважин погружными пневмо-ударниками, проведении натурных исследований процесса бурения скважин в условиях семи месторождений полезных ископаемых и строительных материалов, выполнении оценки технологического процесса бурения скважин погружными пневмоударниками на основе безразмерного энергетического критерия к и критериального энергетического показателя кс с учетом горно-геологических и горнотехнических условий отработки месторождений.

Практическая ценность работы:

- разработаны способы регистрации параметров процесса бурения скважин в производственных условиях, основанные на частотно-амплитудном анализе возникающих при эксплуатации машин акустических сигналов позволяющие оценить энергоэффективность разрушения горных пород.

- разработана методика оценки энергоэффективности бурения скважин погружными пневмоударниками на основе энергетического критерия объемного разрушения горных пород, позволяющая выбирать режимы бурения с минимальной энергоемкостью разрушения горных пород и износом бурового инструмента.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлялись на II Международной научной школе акад. К.Н. Трубецкого «Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр, Москва, 2016 г.; Всероссийской конференции «Проблемы развития горных наук и горнодобывающей промышленности», посвященной 85-летию акад. М.В. Курлени, Новосибирск, 2016 г.; Всероссийской научной конференции, с элементами научной школы «Горняцкая смена», Новосибирск, 2017 г.; Юбилейном XXV Международном научном симпозиуме «Неделя горняка», Москва, 2017 г; Всероссийском семинаре «Теория, создание и эксплуатация горного бурового оборудования», Новосибирск, 2017 г.; на Международном конгрессе «Интерэкспо Гео-Сибирь», Новосибирск, 2018 г.; VII Международной научной конференции «Проблемы механики современных машин», Улан -Удэ, 2018 г., на Всероссийской научной конференции «Проблемы развития горных наук и горнодобывающей промышленности», Новосибирск, 2018 г.

По теме диссертационной работы опубликовано 16 печатных работ, в 7 журналах входящих в перечень ВАК РФ, в других изданиях - 7 и в 2 патентах РФ на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 157 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения, 6 приложений и списка используемой литературы из 155 наименований; содержит 67 рисунков, 20 таблиц.

Диссертационная работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, проект № 17-17-01282.

Автор признателен своему научному руководителю к.т.н. Тимонину В.В. за научное руководство, д.т.н., профессору В.А. Еременко за помощь при проведении аналитических изысканий в рудниках, чл.-корр. РАН д.ф.-м.н., профессору В.Н. Опарину за помощь в анализе результатов проведенных исследований, д.т.н., профессору \Б.Н. Смоляницкому| за отеческую поддержку, ценные консультации и внимание к проводимым исследованиям. Отдельную благодарность выражаю всем сотрудникам лаборатории «Бурения и технологических импульсных машин ИГД СО РАН».

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Состояние развития техники и технологий ударно-вращательного

способа бурения

Россия - одна из ведущих горнодобывающих держав мира, на ее долю приходится 16 % всех мировых минерально-сырьевых ресурсов. На территории нашей страны разведано свыше 20000 месторождений твердых полезных ископаемых, при этом только треть введена в промышленный оборот. Крупные по масштабам минеральные объекты составляют 5 % общего числа месторождений. К ним относятся Курская магнитная аномалия (КМА), Норильский рудный узел, Кузнецкий угольный бассейн, Алтае-Саянская область железорудных месторождений, а также крупнейшие объекты на интенсивно развивающихся территориях Сибири и Дальнего Востока, прилегающих к Байкало-Амурской магистрали, ввод в промышленную эксплуатацию которых в настоящее время составляет не более 20 % [1, 2].

Неотъемлемым технологическим звеном в освоении месторождений полезных ископаемых (ПИ) - от разведки до промышленной разработки, является бурение скважин. В настоящее время существует множество способов, технологий и технических средств бурения. Тем не менее, не прекращаются исследования и совершенствование техники для повышения эффективности бурения в различных горно-геологических и горнотехнических условиях.

На выбор способа бурения горных пород, его производительность и экономичность решающее влияние оказывают условия залегания ПИ, физико-механические свойства (ФМС), система разработки и требования безопасности ведения горных работ. Все это определяет основные направления поисковых работ по созданию и совершенствованию буровой техники.

При добыче твердых полезных ископаемых основные объемы буровых работ приходятся на проходку взрывных скважин, исчисляемых на предприятиях десятками и сотнями тысяч погонных метров в год. В условиях прочных горных пород на карьерах и в рудниках широкое распространение получил ударно-вращательный способ бурения с применением погружных ударных машин. Ниже приведен анализ

истоков и общих тенденций развития ударно-вращательного способа бурения в России и за рубежом.

Создание и испытание погружных ударных машин для проходки взрывных скважин по прочным горным породам впервые в мире осуществлено в СССР. В 1936 г. советский инженер Сидоренко А.К. предложил бурение погружными ударными машинами, входящими в скважину, на базе перфоратора П-35. Первые опытные образцы погружных перфораторов (БТ и БТД) позволяли бурить скважины в породах средней и высокой крепости, но крутящий момент, развиваемый этими машинами, был недостаточным для проходки глубоких взрывных скважин. Тем не менее, именно эти результаты исследований дали мощный толчок в развитии техники и технологии бурения погружными пневматическими и гидравлическими машинами [3-5].

Начало широкого применения погружных ударных машин на станках ударно-вращательного бурения началось в пятидесятые годы прошлого столетия. Этому предшествовал всесторонний научный и инженерный анализ средств бурения, проведенный сотрудниками ИГД СО АН СССР (правопреемник - ИГД СО РАН) под руководством д.т.н. Б.В. Суднишникова, который показал, что отказ от использования готовых ударных конструкций механизмов и других узлов существовавших в то время буровых машин, которые по своим техническим параметрам и эксплуатационным качествам не соответствовали специфическим условиям работы станков с погружными молотками, - единственно верный путь, способный обеспечить эффективную реализацию ударно-вращательного способа бурения в подземных условиях. В тяжелые послевоенные годы титаническими усилиями коллектива ИГД СО АН СССР впервые в мировой практике бурения удалось разработать, исследовать и создать серию буровых станков ударно-вращательного бурения, оснащенных главными исполнительными органами - погружными пневмо-ударниками. Инновационный прорыв позволил совершить революцию в области горного дела, обеспечив средствами бурения внедрение производительной и безопасной технологии добычи с применением глубоких взрывных скважин [3, 6].

Первым станком ударно-вращательного бурения, обеспечившим широкое распространение систем разработки с отбойкой руды глубокими скважинами, стал БА-100, разработанный в 1953 году совместно с Кузнецким металлургическим комбинатом [7]. В станке был реализован целый комплекс изобретений Института, одним из которых стало применение воздушно-водяной смеси в качестве энергоносителя погружных машин. Первым пневмоударником, работающим на данном энергоносителе, был М-1900. Предложенные и внедренные технические изобретения позволили решить важнейшую проблему пылеподавления и борьбы с профессиональным заболеванием горняков - силикозом. В наши дни это техническое решение повсеместно используется на всех типах подземных буровых станков отечественного и зарубежного производства. Первыми горнодобывающими предприятиями страны, внедрившими буровые станки нового поколения, стали шахта им. Губкина (КМА-руда) и рудник Темир-Тау в Горной Шории [3].

Дальнейшая работа коллектива ИГД СО АН СССР совместно с Криворожским заводом «Коммунист» позволила впервые в мировой практике разработать и внедрить в массовое производство буровой станок полуавтомат НКР-100М, заслуживший мировое признание на старейшей в мире торгово-выставочной Лейпциг-ской ярмарке и награждённый «золотой медалью» [8].

Известно, что средняя продолжительность выпуска горной техники составляет не более 5-7 лет, однако модификации НКР-100М массово выпускаются свыше 50 лет и применяются как на отечественных предприятиях, так и в странах ближнего зарубежья и составляют основу буровых станков для проходки глубоких взрывных скважин по породам средней и высокой крепости в рудниках России. В настоящее время бурильщики, перешедшие на сложные автоматизированные самоходные комплексы зарубежного производства, продолжают положительно отзываться о проверенном, надежном, недорогом станке НКР-100М, позволяющем осуществлять многостаночное бурение ограниченным количеством машинистов буровых установок при проходке скважин диаметром 76-110 мм во взрывных камерах по классическим системам разработки [9, 10].

Приоритет в разработке научных основ, создании и внедрении в производство ударно-вращательного способа бурения погружными пневмоударниками, методологии расчета погружных молотков, положивший начало широкому применению прогрессивных технологий отбойки руды в подземных условиях, принадлежит России. При этом как исторически, так и преемственно успешное развитие напрямую связанно с научно-исследовательской деятельностью, проводимой в стенах ИГД СО РАН [11-28]. Институт продолжает оставаться одним из ведущих мировых научных центров в области горного и строительного машиноведения. Неоценимый вклад в развитие техники и технологии бурения погружными ударными системами при освоении полезных ископаемых на территории нашей страны внесли следующие ученые и специалисты: Б.В. Суднишников, П.М. Емельянов, Е.Ф. Эпштейн, И.А. Афанасьев, Г.И. Суксов, Н.Н. Есин, А.А. Зиновьев, Э.Г. Чер-нилов, Л.И. Семенов, И.А. Купреев, В.Н. Комаров, А.К. Сидоренко, К.К. Тупицын, В.Д. Петухов, В.А. Гаун, Н.А. Беляев, Б.И. Воздвиженский, И.А. Бегагоен, Г.В. Топоров, В.П., К.И. Иванов, В.И. Манжосов, Э.П. Варнелло, О.Н. Голубинцев, И.Ф. Медведев, А.Ф. Пономарчук, Б.Н. Кутузов, А.А. Липин, С.Е. Алексеев и многие другие.

В зарубежной практике внедрение погружных импульсных машин связанно с компанией Stenuick Freres Belgium (Бельгия), которая в тесном сотрудничестве с компанией Halco (Великобритания) фактически начала разработку и распространение первых погружных пневмоударников в 1950-х годах. Первым специалистом, обеспечившим выход на рынок зарубежных пневмоударников был Андре Стенуик (Andre Stenuick) [8, 29].

Также следует выделить компанию Mission Company (США), вошедшую в состав Sandvik (Швеция) в 1988 году, первый патент которой на погружной пнев-моударник датирован 1957 годом, а также компанию Ingersoll Rand (США), выпустившую в 1962 году пневмоударник для рудников, и др. [7, 27].

В России при массовом внедрении пневмоударного бурения на рудниках страны (1957 г.) проведены первые эксперименты по оценке влияния давления сжатого воздуха (р) на механическую скорость (У) бурения скважин (рисунок 1.1). В

результате экспериментов, было установлено, что V = f (р) имеет линейный характер, следовательно, повышение давления сжатого воздуха ведет к увеличению производительности буровых работ [30].

У, мм/мин

120 100 80 60 40 20

0,4 0,6 0,8 1 1,2 £>,МПа

Рисунок 1.1 - Зависимость V(p): 1 - каолинизированные сиениты (асж. = 80 МПа); 2 - гранулированные скарны (асж. = 90 МПа); железистые магнетиты (асж. = 100-120 МПа); 4 - окварцованные сланцы (асж. = 160-180 МПа) Несмотря на то, что за рубежом массовое внедрение ударно-вращательного способа бурения началось на 5-7 лет позже, чем в России, развитие буровой техники в этой области происходило интенсивнее. Так, переход на повышенное и высокое давление энергоносителя (1,2-2,4 МПа) в погружных ударных системах в развитых странах запада начался в конце 60-х годов ХХ века. Этому способствовали стремительные шаги в развитии компрессорного оборудования, в частности американской компании Ingersoll Rand, имеющей богатый опыт в этой области, которая к тому же была одним из ведущих лидеров в разработке высокотехнологичных погружных пневмоударников для открытых и строительных горных работ (с 2004 горно-строительный сектор принадлежит шведской компании Atlas Copco). На рисунке 1.2 представлены образы машин Ingersoll Rand (рисунок из русскоязычного каталога «Продукты для мировых рыков», напечатанного в США в честь семидесятилетнего сотрудничества компании с советской промышленностью в 1989 г.).

Рисунок 1.2 - Погружные пневмоударники Ingersoll Rand

В результате западные производители заняли лидирующие позиции в области разработки технических средств бурения ударно-вращательным способом, обеспечив повышение производительности буровых работ, сначала на открытых горных работах и строительстве, а позже и в условиях подземной разработки полезных ископаемых. Лидером в области разработки передвижного компрессорного оборудования и линейки относительно компактных, мощных автономных буровых комплексов, обеспечивающих бурение широкого диапазона взрывных скважин диаметром (DCKB) 89-216 мм на глубину (£скв) до 100 п.м, выпускала канадская компания Cubex. В 2013 г. компания продала технологии изготовления буровых комплексов шведской компании Sandvic - основному конкуренту Atlas Copco. Канадская компания первой осуществила запуск серийных буровых комплексов высокого давления (2,4 МПа) для подземной разработки твердых ПИ в 1986 году [31].

В России опыт внедрения ударно-вращательного бурения скважин погружными пневмоударниками не был ограничен использованием в подземных условиях разработки ПИ. В 1968 году ИГД СО АН СССР совместно с Магнитогорским заводом горного оборудования и институтом НИПИГОРМАШ разработали буровые станки «Урал-61» и «Урал-64» (рисунок 1.3). Станки предназначались для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 155 мм в породах прочностью 100200 МПа [8, 32].

Рисунок 1.3 - Самоходная буровая установка «Урал-64» Это был прорыв в области создания буровой техники, но впоследствии данный класс машин был повсеместно вытеснен установками шарошечного бурения СБШ-190 и другими модификациями этого типа, спроектированными в СКБ ИГД им. Скочинского, ввиду меньшей производительности буровых работ при прохождении скважин пневмоударниками низкого давления.

В Советском Союзе в условиях плановой экономики (отсутствие рыночных отношений и, соответственно, частной собственности), вектор развития буровой техники, обеспечивающей проходку взрывных скважин на открытых горных работах, был направлен на широкую реализацию шарошечного способа бурения. Разработка передвижного компрессорного оборудования высокого давления не производилась, что привело к стагнации в этой области и стало препятствием для развития смежных направлений. Данное обстоятельство, а также тяжелейший для страны период 90-х годов позволил зарубежным партнерам укрепить лидирующие позиции в области разработки средств ударно-вращательного бурения скважин. Тем не менее, опыт создания как погружных ударных импульсных машин, так и буровых станков в России не утрачен и продолжает развиваться.

Анализ практической реализации ударно-вращательного способа бурения погружными ударными машинами в условиях горного производства при массовом бурении взрывных и технологических скважин, при реализации крупных стратегических проектов, где требуется проходка скважин в условиях прочных горных пород, выявил, что основным конкурирующим с ним способом является вращательный с применением установок шарошечного бурения [33-35].

На примере классической схемы (рисунок 1.4) [30] приведен анализ приложения силовых нагрузок для разрушения породы для вращательного и ударно-вращательного способов бурения скважин.

Рисунок 1.4 - Схемы приложения силовых нагрузок при разрушении горных пород: а - вращательным способом; б - ударно-вращательным; Е- ударный силовой импульс; N - осевое усилие на инструмент; М - окружное усилие при вращении инструмента; 1 - разрушение породы за счет среза; 2 - разрушение породы ударной нагрузкой и вибрацией инструмента

В научном сообществе в отношении бурения шарошечными долотами существуют разные мнения, многие исследователи относят его к ударному бурению [34, 36]. Это вызвано тем, что зубья шарошек долота, перекатываясь по забою скважины, оказывают воздействие, воспринимаемое как ударное разрушение на породу. Шарошечное бурение скважин происходит со скоростью 80-150 об/мин и, следовательно, с малыми скоростями приложения нагрузок (менее 0,6 м/с). При этом породный массив разрушается в результате статического раздавливания, характерного для вращательного бурения, которое является сочетанием вращательного и поступательного движений при приложении к буровому инструменту крутящего момента и осевого усилия. По мнению авторов [37], это дает основание отнести шарошечное бурение к вращательному способу с позиции энергетической теории разрушения, вытекающей из известных теорий механического разрушения горных пород, согласно которой предпочтительным является способ разрушения и режим его существования, обеспечивающие минимум энергоемкости.

Ниже приведен анализ преимуществ пневмоударного бурения перед шарошечным с такой позиции.

Известно, что принцип бурения шарошечным способом основан на приложении больших осевых усилий и крутящих моментов на долото [38].

Подведенная к забою скважины мощность Ыш, определяющая производительность способа, вычисляется по формуле:

где О - диаметр долота, м; ^р - частота вращения долота, Гц; ш.0- коэффициент, учитывающий тип долота и контактную прочность пород, ед.; С - осевое усилие на долото, Н.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Карпов Владимир Николаевич, 2019 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мельников, Н.Н. О фундаментальных проблемах освоения месторождений полезных ископаемых России о основных направлениях развития горных наук / Н.Н. Мельников, В.Н. Опарин, М.Д. Новопашин и др. // Труды конф. «Фундаментальные проблемы формирования техногенной среды». Геотехнологии. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 2007. - T.I. - С. 5-23.

2. Еременко, А.А. Горно - геологические и геомеханические условия разработки железорудных месторождений в Алтае-Саянской складчатой области / А.А. Еременко, В.А. Еременко, А.П. Гайдин. - Новосибирск: Наука, 2009. - 224 с.

3. Машины для бурения скважин погружными молотками в подземных условиях / П.М. Емельянов [и др.]. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1965. - 200 с.

4. Бегагоен, И.А. Бурильные машины / И.А. Бегагоен, А.Г. Дядюра, А.И. Бажал. - М.: Недра, 1972. - 368 с.

5. Варнелло, Э.П. Схемы и конструкции бесштанговых снарядов для проходки скважин в горных породах / Э.П. Варнелло, В.В Каменский // Сборник научных трудов. Пневматические машины ударного действия. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1980. - С. 3-15.

6. Бурение геологоразведочных скважин с продувкой воздухом / Б.С. Филатов [и др.]. -Москва: Недра, 1964. - 244 с.

7. Иванов, К.И. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых / К.И. Иванов, В.А. Латышев, В.Д. Андреев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1987. - 272 с.

8. Воздвиженский, В.И. Современные способы бурения взрывных скважин / В.И. Воздвиженский, А.К. Сидоренко, А.Л Скорняков. - Москва: Недра, 1970. - 352 с.

9. Воздвиженский, В.И. Бурение взрывных скважин / В.И. Воздвиженский, А.Л. Скорняков. М.: 1960. - 268 с.

10. Бронников, Д. М. Разработка руд на больших глубинах / Д.М. Бронников, Н.Ф. Замесов, Г.И. Богданов. - М.: Недра, 1982. - 292 с.

11. Суднишников, Б.В. Некоторые вопросы теории машин ударного действия / Новосибирск: ГГИ ЗСФАН, 1949. - 63 с.

12. Суднишников Б.В. Экспериментальное исследование рабочего процесса пневматических молотков / Б.В. Суднишников, Н.Н. Есин // В кн.: Машины ударного действия. - Новосибирск: ГГИ ЗСФАН, 1953. - С. 145-160.

13. Есин Н.Н. Новые пневматические молотки для бурения глубоких скважин / Н.Н. Есин, Л.И. Семенов // В кн.: Ударно-вращательное бурение. Машины ударного действия. Новосибирск: ГГИ ЗС ФАН, 1956. - С.35-40.

14. Зиновьев, А.А. Исследование работы погружного бурильного молотка на воздушно-водяной смеси: автореф. дис. ...канд. тех. наук: 05.05.06 / Зиновьев Александр Александрович - Новосибирск, 1961. - 21 с.

15. Емельянов, П.М. Универсальный буровой полуавтомат НКР-100 / П.М. Емельянов; под общ. ред. Н. Н. Есина. - М.: Госгортехиздат, 1963. - 99 с.

16. Емельянов, П.М. Модернизация бурового полуавтомата НКР-100 / П.М. Емельянов, Э.Г. Чернилов // Горный журнал. - 1964. - №10. - С. 38-42.

17. А.с. 170022 СССР, МПК Е 21с Буровой станок-полуавтомат для ударно-вращательного бурения скважин в подземных условиях / П.М. Емельянов, Н.Н. Есин, Н.А.Чинакал, Э.Г. Чернилов и др. (СССР). - №8818171/-3; заявл. 08.11.1964; опубл. 9.04.1965, Бюл. № 8. - 3 с.

18. Суксов, Г.К. Новый высокопроизводительный пневмоударник М48 / Г.К. Суксов, Л.И. Семенов, В.А. Гаун // Горный журнал, - 1964. - №9. - С. 32-37.

19. Суднишников, Б.В Элементы динамики машин ударного действия / Б.В. Суднишников, Н.Н. Есин, К.К. Тупицын. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1965. - 84 с.

20. Семенов, Л.И. Ударная мощность погружных пневмоударников / Л.И. Семенов, Г.И. Суксов, В.Д. Петухов // Машины для бурения шпуров и скважин. - Новосибирск: Наука, 1971. -С. 5-13.

21. Есин, Н.Н. Погружные пневматические машины ударного действия для бурения скважин / Н.Н. Есин // Новосибирск: Наука, 1976. - 100 с.

22. Гаун, В.А. К вопросу повышения энергии удара погружных пневмоударников. / В.А. Гаун // ФТПРПИ. - 1983. - №2. - С.7-81.

23. Суднишников, Б.В. Исследование и конструирование пневматических машин ударного действия / Б.В. Суднишников, Н.Н. Есин, К.К. Тупицын. - Новосибирск: Наука, 1985 - 136 с.

24. Есин, Н.Н. Пневматические машины ударного действия для проходки скважин и шпуров / Н.Н. Есин [и др.]. - Новосибирск: Наука, 1986 - 216 с.

25. Беляев, Н.А. Пневмоударные расширители скважин / Н.А. Беляев. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1987. - 132 с.

26. Aлексеев, С.Е. Погружные пневмоударники закрытого типа с полными рабочими площадями ударника /С.Е. Aлексеев // Сборник трудов: Повышение эффективности пневмоударных буровых машин. - Швосибирск: ИГД СО AH СССР, 1987. - С. 29-32.

27. Липин, A.A. Современные погружные ударные машины для бурения скважин / В.В. Ти-монин, A.C Танайно // Каталог-справочник: Горная техника. - СПб.: ООО «Славутич», 2006. -С.116-123.

28. Маттис, AP. Творцы горных машин / AP. Маттис, Л.В Заворыгин, В.Н Лабутин, под ред. ВЛ. Опарина. - Швосибирск: ИГД СО РЛИ. - 248 с.

29. A - Z of DTH drilling / Halco Rock Tools Limited. - 05.2016 - р.78.

30. Иванов, К.И. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых / К.И. Иванов, М.С. Варич, В.И. Дусев. - М.: Шдра, 1974. - 408 с.

31. Еременко, ВА. Основные направления развития бурового оборудования для системы разработки с этажным принудительным обрушением руды / ВА. Еременко, В.Н Карпов, В.В. Ти-монин, и др. // ФТПРПИ. - 2015. - №5. - С. 49-64.

32. Тимонин, В.В. Погружные пневмоударники для открытых горных работ / В.В. Тимонин, A.C Кондратенко // В сборнике: Проблемы механики современных машин Материалы VI Международной конференции. Отв. ред. В.С. Балбаров. -2015. - С. 363-370.

33. Катанов, БА. Карьерные буровые станки / БА. Катанов // Вестник КузГТУ. -2007. - № 5. - С. 5-8.

34. Фокс Брайан. Бурение взрывных скважин на открытых горных выработках / Брайан Фокс. Издатель: Ульф Линде. Перевод на русский язык // Atlas Copco Drilling Solutions LLC, Garland, Texas, USA, 2011. - 274 с.

35. Репин, A.A. К созданию железнодорожного комплекса для бурения скважин под опоры контактной электросети в криолитозоне Сибири и Дальнего Востока / A.A. Репин, В.И Карпов, Д.С. Воронцов и др. // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. - ^восибирск: ИГД СО РAH - 2014. - Т. 2., №1. - С. 162-169.

36. Логов, A^. Механическое разрушение крепких горных пород / A^. Логов, Б.Л. Герике, A^. Раскин. - ^восибирск: Шука, 1989. - 141 с.

37. Смоляницкий, Б.Н Повышение эффективности и долговечности импульсных машин для сооружения протяженных скважин в породных массивах / Смоляницкий БЛ [и др.]; отв. ред. Б.Ф. Симонов. - Швосибирск: СО РAH, 2013. - Т. 43 - С.32-3В.

38. Подэрни, Р.Ю. Современное состояние конструкций карьерных буровых станков / Р.Ю Подэрни, В.Ф. Замышляев, С.К. Прасолов // Горные науки и технологии. - 2012. - №12. -С.100-113.

39. Танайно, А.С. Состояние и перспективы ударно-вращательного бурения взрывных скважин на карьерах / А.С. Танайно, А.А. Липин // ФТПРПИ. - 2004. - № 2 - С. 82-93.

40. Репин, А.А. Создание исполнительного органа для бурения скважин малого диаметра /

A.А. Репин, Д.И. Кокоулин, И.О. Шахторин // ГИАБ. - 2016. - № 3. - С. 101-108.

41. Тимонин, В.В Бурение скважин увеличенного диаметра в криолитозонах Севера / В.В. Ти-монин, С.Е. Алексеев, В.Н. Карпов и др. // В сборнике: Политранспортные системы материалы IX Между-народной научно-технической конференции. - Новосибирск: СГУПС. - 2017. - С. 913.

42. Буровые станки фирмы DRILTECH / Горная промышленность. - 1995. - № 2 - С. 49.

43. Станки Atlas Copco для бурения взрывных скважин серия DML: каталог продукции / Atlas Copco Drilling Solutions. - 03.2010. - 4 с.

44. Легенда буровой индустрии DM45/50 [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.atlascopco.com/en-us/mrba/products/drill-rigs/surface-blasthole-drillrigs/dml (дата обращения 20.03.2019).

45. Решетняк, С.П. Основные направления развития техники для бурения на открытых горных работах / С.П. Решетняк, Н.И. Паладеева // Горная Техника. - 2012. - № 1. - С. 2-8.

46. Еременко, В. А. Совершенствование системы разработки с отбойкой руды на зажатую среду при освоении ударо-опасных месторождений / В.А. Еременко, В. Н. Карпов, А. П. Филатов и др. // Горный журнал. - 2014. - № 1. - С. 50-55.

47. Карпов, В.Н. Проблемы освоения нижележащих горизонтов в рудниках России и пути их решения / В.Н. Карпов // Маркшейдерия и недропользование. - 2013. - № 3. - С. 3-4.

48. Тимонин, В.В. Обоснование параметров породоразрушающего инструмента и гидравлической ударной машины для бурения скважин в горных породах: дис. .. .канд. тех. наук: 05.05.06 Тимонина Владимира Владимировича. - Новосибирск: ИГД СО РАН, - 2009. - 129 с.

49. Опарин, В.Н. Мировой опыт автоматизации горных работ на подземных рудниках /

B.Н. Опарин [и др.]; под общ. ред. Н.Н. Мельникова. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 2007. - 99 с.

50. Спасение чилийских горняков [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https: https: // cen-terrock.com/about-us/job-stories/chilean-mine-rescue/ (дата обращения 20.03.2019).

51. Nell Lukosavich Chilean miner rescue: The drilling team that defied all odds / Lukosavich Nell // World Oil. — 2010. — Vol. 231, No. 12. - P. 1-6.

52. Карпов, В.Н. Проблемы специализации железнодорожных магистралей в условиях Сибири и Дальнего Востока / В.Н. Карпов, Д.С. Воронцов // Политранспортные системы. Материалы VIII Международной научно-технической конференции в рамках года науки Россия - ЕС «Научные проблемы реализации транспортных проектов в Сибири и на Дальнем Востоке». - Новосибирск: СГУПС, 2015. - С. 56-62.

53. Смоляницкий, Б.Н. Разработка средств проходки скважин большого диаметра для нужд транспортного и промышленно-гражданского строительства / Б.Н. Смоляницкий, Д.С. Воронцов, В.Н. Карпов // В кн.: Инновационные факторы развития Транссиба на современном этапе. - Новосибирск: СГУПС, 2012. - С. 350-353.

54. Тимонин, В.В. Создание средств проходки скважин увеличенного диаметра для транспортного и промышленно-гражданского строительства / В.В. Тимонин, С.Е. Алексеев, В.Н. Карпов // Сборник трудов: Архитектурно-строительный и дорожно-транспортный комплексы: Материалы Международной научно-практической конференции: проблемы, перспективы, новации. -Омск: СибАДИ, 2016. - С. 405-410.

55. Воронцов, Д.С. Разработка магистрального железнодорожного бурового комплекса "Ерофей" / Д.С. Воронцов, В.Н. Карпов // В сборнике: Политранспортные системы материалы VIII Международной научно-технической конференции в рамках года науки Россия - ЕС. - Новосибирск: СГУПС, 2015. - С. 698-704.

56. Карпов, В.Н. Вопросы эргономики при проектировании железнодорожного бурового комплекса "Ерофей" / В.Н Карпов, З.П. Ощепков // В сборнике: Совершенствование технологии перевозочного процесса к 80-летию факультета «Управление процессами перевозок»: сборник научных трудов. Отв. ред. А.А. Климов. - Новосибирск: СГУПС, 2015. - С. 287-290.

57. Marcelo Prado. Autonomy in the Andes. / Marcelo Prado // Mining & construction. 2013. - No

2. P.34-35.

58. Sandvics new Pantera DTH // Mining Turkey. Mining and Earth Science magazine. 2014. - Vol.

3, No 6, P. 26-27.

59. Josef Pappenreiter. Bohrgigant am Erzberg / Josef Pappenreiter // Baublatt.Osterreich. 2016. No 2. P. 50-51.

60. Brian Fox. Insight of automation / Brian Fox // Mining & construction. 2013. - No 2. P. 32-33.

61. Atlas Sopco Rock Drilling Tools. Secoroc Down-the-hole equipment: Operators instruction and spare parts list down-the-hole hammers / Atlas Copco Secoroc AB, Fagestra, Sweden, 2002. - 23 p.

62. Technical specification DHD hammers / Atlas Copco Secoroc AB. Update, February, - 2005. -

4 р.

63. Mining Solution: решения для горных работ. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https: //www.twirpx.com/file/2561010 / (дата обращения 20.03.2019).

64. Буровой инструмент Secoroc для бурения погружным пневмоударником: каталог продукции / Перевод на русский язык. Atlas Copco Secoroc AB - 2015.03. - 48 с.

65. Буровой инструмент [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rockmore-intl.com/DTH.html (дата обращения 20.03.2019).

66. Лифенцов, А.С. Энергетические зависимости погружных пневмоударников и буровых коронок для бурения взрывных скважин / А.С. Лифенцов // Научно-технический сборник: Разработка рудных месторождений. Вып. 93. - Кривой Рог: КТУ, 2010. - С.38

67. Погружные пневмоударники Secoroc QLX5: инструкция по эксплуатации / Перевод на русский язык. Atlas Copco Secoroc AB Fagersta, Sweden. - 2015. - 34 с.

68. Karpov, V.N. Importance of early adjustment of rotary-percussion drilling tool to mineral mining conditions / V.N. Karpov, V.V. Timonin, // В сборнике: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 134, conference 1, 2018. С. - 012024

69. Заточной инструмент. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https: http://www.mining-solutions.ru/product/225 (дата обращения 20.03.2019).

70. Bo Presson. How sharp rock drilling tools put money in the bank / Bo Presson // Mining & construction. 2012. No.3, Р. 26-27.

71. Hartman, H.L. Basic studies of percussion drilling / H.L. Hartman // American Institute of Mining, Metallurgical and Petroleum engineers: 1959, Vol. 214, Р. 68-75.

72. Опарин, В.Н. Количественная оценка эффективности процесса разрушения горных пород при ударно-вращательном бурении скважин / В.Н. Опарин, В.В. Тимонин, В.Н. Карпов // ФТПРПИ. - 2016. - № 6. - С. 60-74.

73. Буровые станки серии «Буран» ООО «Амурский металлист» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //www.amurmet.com/buran1.shtml (дата обращения 20.03.2019).

74. Кондратенко, А.С. Пути повышения эффективности ударно-вращательного бурения скважин / А.С. Кондратенко, В.В. Тимонин, В.Н. Карпов, А.И. Попелюх // Горный журнал. - 2018 -№5. - C. 63-68.

75. Способствуя вашему развитию устанавливая новые стандарты [Электронный ресурс] / Каталог оборудования Sandvik mining and Rock technology. - 2015. - Режим доступа: https://mining.sandvik.com/SiteCollectionDocuments/Sandvik-mining-offering-guide-2015-ru.pdf (дата обращения 20.03.2019).

76. Буровая установка Simba-M4-C-ITH [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://mining.tcgc.ru/Simba-M4-C-ITH.html (дата обращения 20.03.2019).

77. Буровое оборудование АО «Машиностроительный холдинг» [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.mash-hold.ru/ produktsiya/burovoe_oborudovanie/stanki (дата обращения 20.03.2019).

78. Буровое оборудование АО «Кыштымское машиностроительное объединение» [Электроный ресурс]. - Режим доступа: https://aokmo.ru/catalog/podzemnoe_ oborudovanie/stanki_podzemnye/ (дата обращения 20.03.2019).

79. Люханов, В.В. Буровой комплекс на высокое давление сжатого воздуха производства ЗАО «Машиностроительный холдинг» / В.В. Люханов, С.Б. Алферов // Горная промышленность. -2014. - №4. - 32 с.

80. Реготунов, А.С. Выявление закономерностей разрушения скальных горных пород буровыми коронками штыревого типа: дис. ...канд. тех. наук: 25.00.20 / Реготунова Андрея Сергеевича. - Екатеринбург : ИГД УрО РАН, - 2016. - 160 с.

81. Шахторин, И.О. Доводка машин ударного действия при помощи современного программного обеспечения / И.О. Шахторин, В.В. Тимонин // В сборнике: Современные проблемы в горном деле и методы моделирования горно-геологических условий при разработке месторождений полезных ископаемых. Отв. ред. Тайлаков О.В. - Кемерово: КузГТУ, 2015. - С.10

82. Шахторин, И. О. Доводка машин ударного действия при помощи современного программного обеспечения // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. - 2017. - Т. 4. № 1. -С. 72-76.

83. Тимонин, В. В. Оценка процесса разрушения горных пород при динамическом вдавливании группы инденторов с точки зрения нелинейной геомеханики / В.В. Тимонин // Тр. науч. конф. с участием иностр. ученых "Геодинамика и напряженное состояние недр Земли". - Новосибирск: 2008. - С. 470-474.

84. Потебенко, А.Н. Анализ испытаний и использования бурового инструмента на шахте Се-веро-Песчанская Богословского рудоуправления / А.Н. Потебенко, Е.В. Болкисева, А.С. Реготу-нов // ГИАБ. - 2010. - №11. - С.333-339.

85. Испытания новой буровой техники [Электронный ресурс] / Интернет-канал ИГД СО РАН. - Режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=8GEp-GN1E6w&t=23s (дата обращения 20.03.2019).

86. Байбородов, Я.Н. Разработка параметров расположения вертикальных концентрированных и параллельно-сближенных зарядов ВВ увеличенного диаметра при выемке рудных тел (на примере Абаканского месторождения): автореф. дис. ...канд. тех. наук: 25.00.22 / Байбародова Якова Николаевича. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 2011. - 24 с.

87. Кашапов, Р.З. Организация системы нормирования на буровом предприятии с использованием информационных технологий / Р.З Кашапов // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. - 2018. - № 3. - С. 49-56.

88. Иванов, Б.В. Нормирование и анализ эффективности выполнения буровых работ с применением современных автоматизированных систем измерения / Б.В. Иванов // Бурение и нефть. -2017. - № 4. - С. 56-59

89. Единые нормы выработки и времени на подземные очистные, горнопроходческие и нарезные горные работы. Ч. I. Утверждено комитетом СССР по труду и социальным вопросам и ВЦСПС. Постановление № 326/20-93 от 31 декабря 1982 г. - М., 1982. - 219 с.

90. Единые нормы выработки (времени) на бурение скважин на открытых горных работах предприятий угольной и сланцевой промышленности. Утв. 30 октября 1980. - М., 1981. - 41 с.

91. Опарин, В. Н. О применении энергетического критерия объемного разрушения горных пород при совершенствовании технологии ударно-вращательного бурения скважин / В.Н. Опарин, В.В. Тимонин, В.Н. Карпов, Б.Н. Смоляницкий // ФТПРПИ. - 2017. - № 6. - С. 81-104.

92. Танайно, А.С. Сопоставление шкал классификаций горных пород по буримости / А.С. Та-найно // Вестник КузГТУ. - 2006. - № 3. - С. 34-38.

93. Голубинцев, О.Н. Механические и абразивные свойства горных пород и их буримость / О Н. Голубинцев // М.: Недра, 1968. - 199 с.

94. Воздвиженский, Б.И. Физико-механические свойства горных пород и влияние их на эффективность бурения / Б.И. Воздвиженский, И.П. Мельничук, Ю.А. Пешалов. - М.: «Недра», 1973. - 240 с.

95. Постановление Госкомтруда СССР, Секретариата ВЦСПС от 15.10.1990 № 404/18-94 "Об утверждении Межотраслевых укрупненных нормативов времени на открытые горные работы для предприятий горнодобывающей промышленности. Бурение". - М., 1990. - 29 с.

96. Постановление Минтруда РФ от 21.04.1993 N 89 "Об утверждении Укрупненных нормативов времени на горнопроходческие и нарезные горные работы шахт и рудников горнодобывающей промышленности и в геологоразведке". - М., 1990. - 141 с.

97. ГОСТ 3882-74 (ИСО 513-75) Сплавы твердые спеченные. - М.: Стандартинформ, 1974. -26 с.

98. Буровые станки серии НКР100М ООО «Старооскольский механический завод» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.somz.ru/products/good/1419196834.html (дата обращения 20.03.2019).

99. Трофимов, С.Н. Буровые станки для открытых горных работ производства ОАО «НИПИ-гормаш» / С.Н. Трофимов, Ю.А. Лагунова // Горное оборудование и электромеханика. - 2011. -№ 10 - С. 13-18.

100. Абрамсон, И.А. Исследования влияния параметров режима бурения на механическую скорость бурения шарошечными долотами взрывных скважин в горной промышленности / И.А. Абрамсон, Ю.С. Лопатин, Г.М. Осипов // Сб. тр. ВНИИБТ «Буровые долота». - М.: Недра, 1969, вып.21. - С.12-16.

101. Синев С.В. Механизмы разрушения горных пород в шарошечном бурении / С.В. Синев // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. - 2010. - №4. - С. 18-28.

102. Репин, А.А. Создание исполнительного органа для бурения скважин малого диаметра /

A.А. Репин, Д.И. Кокоулин, И.О. Шахторин // ГИАБ. - 2016. - № 3. - С. 101-108.

103. Реготунов, А.С. Анализ факторов, влияющих на скорость ударно-вращательного бурения / А.С. Реготунов, С.Н. Жариков // Проблемы недропользования: материалы III всероссийской молодежной научно-практической конференции. - Екатеринбург: УрО РАН, 2009. - C. 320-327.

104. Медведев, И. Ф. Режимы бурения и выбор буровых машин / И.Ф. Медведев. - М.: Недра, 1986. - 223 с.

105. Nariseti C. Crack formation in rocks due to action of cemented carbide bits / Nariseti C., Mohanty

B., Keskiniva M. // Rock Fragmentation by Blasting: Fragblast 10 : Proceedings of the 10th International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting. - Leiden : CRC Press, 2013. - P. 55-64.

106. Guo Yong. Impact performance for high frequency hydraulic rock drill drifter with sleeve valve / Guo Yong, Yang Shu Yi, Liu De Shun, Zhang Long Yan, Chen Jian Wen // International Journal of Fluid Machinery and Systems. Vol. 9, No. 1, January-March 2016, - Р. 39-46.

107. Chengyi Huang. Strain Rate Effects on Dynamic Fractures in Fine-grained Granitic Rock / Chengyi Huang, Bibhu Mohanty, Zheming Zhu. Strain // 52(1)., January 2015, DOI: 10.1111/str.12169.

108. Nguyen Van Hung. Penetration rate of rotary-percussive drilling / Nguyen Van Hung, Le Phuoc Hao, L.Gerbaud1, R.Souchal, C.Urbanczyk, C. Fouchard. // Petroleum exploration & Production Vol.6 2015. - Р. 14-20.

109. Li, J.-G. Intelligent Mining Technology for an Underground Metal Mine Based on Unmanned Equipment / Li, J.-G., Zhan, K. // Engineering, Volume 4, Issue 3, June 2018, - P. 381-391.

110. He, J.-F. Research on suction capacity and dust suppression performance of a reverse circulation air hammer in tunnel drilling / He, J.-F., Sun, B.-X., Liang, Y.-P., Luo, Y.-J. // Tunneling and Underground Space Technology, Volume 71, January 2018, P. 391-402.

111. Cao, P. Optimal Design of Novel Drill Bit to Control Dust in Down-the-Hole Hammer Reverse Circulation Drilling / Cao, P., Chen, Y., Liu, M., Chen, B. // Arabian Journal for Science and Engineering, Volume 43, Issue 3, March 2018, P.1313-1324.

112. Жуков, И.А. Развитие научных основ повышения эффективности ударных машин для бурения скважин в горных породах: автореф. дисс. ... докт. техн. наук / Жуков Иван Алексеевич. -Новосибирск: ИГД СО РАН, 2017. - 39 с.

113. Открытие № 400 СССР / Е.И. Шемякин, М.В. Курленя, В.Н.Опарин, В.Н.Рева, Ф.П.Глу-шихин // Явление зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных выработок / БИ. -1992. - № 1. - С. 3.

114. Курленя, М.В. О формировании упругих волновых пакетов при импульсном возбуждении блочных сред. Волны маятникового типа и ц / М.В. Курленя, В.Н. Опарин, В.И. Востриков // ДАН. - 1993. - Т. 333, № 4. - С.515-521.

115. Курленя, М.В. Проблемы нелинейной геомеханики Ч. I / М.В. Курленя, В.Н. Опарин // ФТПРПИ. - 1999. - № 3. - С. 12-26.

116. Курленя, М.В. Проблемы нелинейной геомеханики. Ч. II / М.В. Курленя, В.Н. Опарин // ФТПРПИ. - 2000. - № 4. - С. 3-26.

117. Современная геодинамика массива горных пород верхней части литосферы: истоки, параметры, воздействие на объекты недропользования / В.Н. Опарин [и др.]; под. общ. ред. / М.Д. Новопашина - Новосибирск: ИГД СО РАН, 2008. - 450 с.

118. Опарин, В. Н. Энергетический критерий объемного разрушения горных пород / В.Н Опарин // Тр. науч. семинара "Неделя горняка - 2009". - М.: МГГУ, 2009. - С. 43-69.

119. Опарин, В. Н. Каноническая шкала иерархических представлений в горном породоведе-нии / В.Н. Опарин, А. С. Танайно - Новосибирск: Наука, 2011. - 259 с.

120. Опарин, В.Н. Землетрясения, горные удары, внезапные выбросы породы, угля и газа: механизмы формирования и критерии прогнозирования катастрофических событий / В.Н. Опарин,

A.В. Леонтьев // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 2011. - Т.1. - с.21-48.

121. Опарин, В.Н О влиянии волн маятникового типа от землетрясений на газодинамическую активность угольных шахт Кузбасса / В.Н. Опарин, В.В. Адушкин, Т.А. Киряева и др. -ФТПРПИ. - 2018. - № 1. - С. 3-15.

122. Циху Цян. Влияние горизонтальных напряжений на явление зональной дезинтеграции горных пород в массиве с выработкой круглого сечения / Циху Цян, Чжу Ксяопин, Кси Еньшин // ФТПРПИ. -2012. - № 2. - С. 88-97.

123. Опарин, В.Н. О нелинейных деформационно-волновых процессах в виб-роволновых геотехнологиях освоения нефтегазовых месторождений / В.Н. Опарин, Б.Ф. Симонов // ФТПРПИ. - 2010. - №2. - С. 3-25.

124. Курленя, М. В. Об одном подходе к прогнозированию горных ударов / М.В. Курленя,

В.Н. Опарин, В.И. Востриков // ФТПРПИ. - 1998. - № 6. - С. 3-15.

125. Садовский, М. А. О сейсмической энергии и объеме очагов при коровых землетрясениях и подземных взрывах / М.А. Садовский, О.К. Кедров, И.Н. Пасечник // ДАН. - 1985. - Т. 283. -№ 5. - С. 1153-1156.

126. Тимонин, В.В. О коэффициенте полезного действия погружных пневмоударников /

B.В. Тимонин, А.С. Кондратенко // В сборнике: Проблемы механики современных машин. Материалы VI международной конференции. Отв. ред. В.С. Балбаров. - 2015. С. - 356-362.

127. Пат. 2662743 Российская федерация, МПК G01P 3/36 (2006.1). Способ исследования процесса воздействия исполнительных органов горных и строительных машин на разрабатываемый

массив геосреды / В.Н. Карпов, В.В. Тимонин, А.К. Ткачук [и др.]; заявитель и патентообладатель ФГБУН ИГД им. Н А. Чинакала. - № 2017135117; заявл. 04.10.2017; опубл. 30.07.2018. Бюл. № 22. - 18 с.

128. Пат. 2674350 Российская федерация, МПК Е21В 45/00 (2006.1), G01P 3/00 (2006.1). Акустический способ исследования процесса воздействия исполнительных органов горных и строительных машин с ударным принципом погружения на разрабатываемый массив геосреды В.Н. Карпов, В.В. Тимонин, А.К. Ткачук [и др.]; заявитель и патентообладатель ФГБУН ИГД им. Н А. Чинакала. - № 2018107514; заявл.28.02.2018; опубл.7.12.2018. Бюл. №34. - 19 с.

129. Володько, Ю. И. Ламинарное истечение сжатого воздуха в атмосферу и бестопливный моно-термический двигатель / Ю.И. Володько. - М.: Общественная польза, 1998. - 68 с.

130. Тимонин, В.В Оценка процесса разрушения горных пород при ударно-вращательном бурении скважин / В.В. Тимонин, В.Н. Карпов // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. - 2016. -Т. 2. № 3. - С. 172-176.

131. Репин, А. А. Разработка оборудования для проходки скважин увеличенного диаметра /

A.А. Репин, С.Е. Алексеев // Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды. Т. III. Машиноведение. -Новосибирск: ИГД СО РАН, - 2010. - С. 38-44.

132. Универсальный расходомер ООО «Измерение и контроль» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://izmerkon.ru/catalog/rasxod/rasxodomeryi/va-400.html (дата обращения 20.03.2019).

133. Громадский, А.С. Исследование и прогнозирование износа штыревых коронок-расширителей для бурения компенсационных шпуров и скважин в крепких породах / А.А. Хруцкий,

B.Г. Бобырь, Д.И. Кузьменко // ГИАБ. - 2016. - № 7. - С. 24-31.

134. Зайдель, А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений / А.Н. Зайдель. - Л.: Наука. -1968. - 96 с.

135. Карпов, В.Н. Методика оценки эффективности погружных ударных машин при бурении скважин на станках ударно-вращательного бурения в производственных условиях / В.Н. Карпов, В.В. Тимонин // Тезисы докладов II Международной научной школы академика К.Н. Трубецкого «Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр.» - М.: ИПКОН РАН. - 2016. - С.191-195.

136. Карпов, В. Н. Методика проведения оценочных испытаний погружных пневмоударников в производственных условиях / В.Н. Карпов // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. - 2016. - Т. 2. № 3 - С. 74-80.

137. Карпов, В.Н. Анализ проблем нормирования буровых работ при пневмоударной проходке взрывных скважин на горных предприятиях России / В.Н. Карпов, В.В. Тимонин, А.И. Конурин, А.К. Ткачук // Интерэкспо Геосибирь. - Новосибирск, - 2018. - Т. 6. - С. 43-57.

138. Люханов, В. В. Использование бурового инструмента и оборудования производства ЗАО «Машиностроительный холдинг» - гарантия эффективности буровых работ / В.В. Люханов, С.Б. Алферов // Горная промышленность. - 2010. - № 4. - С. 38-42.

139. Федин, Д.В. Исследование рабочих процессов для бурения геологоразведочных скважин из подземных горных выработок с целью обоснования и разработки их технико-экономической модели: дис. .канд. тех. наук: 25.00.14 Федина Дмитрия Владимировича. - Томск: ТПУ, - 2014. - 133 с.

140. Тимонин, В.В. Влияние энергетических параметров погружного пневмоударника на технико-экономические показатели бурения скважин с одновременной обсадкой / В.В. Тимонин, С.Е. Алексеев, В.Н. Карпов, Е.М. Черниенков. - ФТПРПИ. - 2018 - №1. - С. 61-70.

141. Опарин, В.Н. О коэффициенте механо-электромагнитных преобразований при разрушении образцов горных пород / В.Н. Опарин, Г.Е. Яковицкая, А.Г. Вострецов, В.М. Серяков, и др. // ФТПРПИ. - 2013. - № 3. - С. 3-20.

142. Люханов, В.В. Пневмоударник погружной П-160-5,5Ш. Формуляр МХ 68.00 ФО. - Екатеринбург: Машиностроительный холдинг. - 2010.

143. Карпов, В.Н. О проблемах повышения производительности буровых работ в отечественных рудниках / В.Н. Карпов, В.В. Тимонин, А.И. Конурин, Е.М. Черниенков // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. - Новосибирск, - 2018. - Т. 5. № 2. - С. 46-56.

144. Захаров, В.Н. Оценка горизонтальных компонент внешнего поля напряжений шахты "Воркутинская" по данным сейсмической томографии / В.Н. Захаров, Л.А. Назарова, М.И. Протасов, Л.А. Назаров и др. // ФТПРПИ. - 2017. - № 6. - С. 23-31.

145. Тимонин, В.В. Разработка системы автоматического управления процессом бурения скважин погружными ударными машинами на основе единого критерия количественной оценки эффективности разрушения горных пород / В.В. Тимонин, В.Н. Карпов, Д.Ф. Заятдинов // Материалы VII Международной научной конференции «Проблемы механики современных машин» -Улан -Удэ.: ВСГУТУ. - 2018. - С.317-320.

146. Русин, Е.П. Об автоматизации добычных процессов на подземных горнорудных предприятиях / Е.П. Русин, А.М. Фрейдин, А.П. Тапсиев // ГИАБ. - 2007. - № Б16. - С. 235-244

147. Rajib Ghosh. Monitoring of drill system behavior for water-powered In-The-Hole (ITH) drilling / Hakan Schunnesson, Anna Gustafson // Minerals. - 2017. - Vol. 7, Issue 7, 121, DOI: 10.3390/min7070121.

148. Abu Bakar, M. Z. Penetration Rate and Specific Energy Prediction of Rotary-Percussive Drills Using Drill Cuttings and Engineering Properties of Selected Rock Units / M. Z Abu Bakar, I. A. Butt, Y. Majeed // Journal of Mining Science, 2018, Vol. 54, No. 2, P. 270-284.

149. Sobolevskyi Ruslan. Spatial Modeling of the Influence of Mining-Geometric Indices on the Efficiency of Mining / Igor Korobiichuk, Michal Nowicki, Roman Szewczyk, Vladimir Shlapak // Arch. Min. Sci. 62 (2017), 4, P. 857-869.

150. Xinxin Zhang. Design and numerical analysis of a large- diameter air reverse circulation drill bit for reverse circulation down- the-hole air hammer drilling / Xinxin Zhang, Yongjiang Luo, Xin Gan, Kun Yin // Energy Science and Engineering 2019;00:1-9. DOI: /10.1002/ese3.321

151. Шигин, А.О. Методология проектирования адаптивных вращательно-подающих органов буровых станков и технологий их применения в сложноструктурных породных массивах: автореферат дис. ... доктора технических наук: 05.05.06 / Шигин Андрей Олегович. - Иркутск: ИРНИТУ. -2015. - 320 с.

152. Пашков Е.Н. Анализ эффективности гидроимпульсного механизма бурильных машин / Е.Н. Пашков, Г.Р. Зиякаев, М.В. Циганкова, А.В. Пономарев // ГИАБ. - 2016. - № 7. -

С. 84 -92.

153. Конурин, А.И. Разработка системы геонавигации для ударно-вращательного бурения скважин в массивах горных пород с низкой и высокой электропроводностью / А.И. Конурин, А.П. Хмеленин, Е.В. Денисова // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. - 2017. - Т. 4. № 2. - С. 256-262.

154. Реготунов, А. С. Автоматизированное устройство для изучения свойств массива горных пород в процессе бурения взрывных скважин на карьерах / А.С. Реготунов, Р. И. Сухов // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. - Новосибирск, - 2018. - Т. 5. № 2. - С. 46-56.

155. Современные технологии сооружения протяженных скважин в грунтовых массивах и технические средства контроля их траектории / Б.Н. Смоляницкий [и др.]. - Новосибирск:

ИГД СО РАН, 2016. - 237 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ.

Приложение А (справочное). Сравнительная техническая характеристика буровых станов отечественного и зарубежного

производства

Таблица - А1 Технические характеристики буровых станков

Параметры Показатели

1 2 3 4 5 6 7

Модель БП-100С УБС-150 DU311-T (ORION) Simba M4-ITH БП100М СБУ-6 НКР100 МВПА

Производитель Россия Швеция Швеция Россия

Диаметр бурения СЗ/Р*, мм 85-160/250 130-160/- 89-216/ 762 (V-30) 95-178/- 85-160 110-160/ 250 105-110

Глубина бурения, м 150 150 100 65 150 100 80

Направление бурения 0-360 Нижний полувеер 0-360

Крутящий момент, Нм 1500 4000 5730 5100 1500 2100 1450

Усилие подачи, кН 24 110 70 - 24 20 12

Рабочее давление (от сети), МПа 0,6 0,6-2** 2- 2,7 0,6

Компрессор СКС17/25, МПа/м3/мин 0,5/17 2,5/- - - 0,5/17 2,5/- - -

Скорость передвижения, км/ ч 4,5 1 2 5-15 - - -

Д х В х Ш (трансп.), мм 4900 2650 1812 3650 2630 1380 3581 2746 1829 10500 2875 2350

Масса, кг 3800 6300 12700 17800 790 1700 936

Примечания: *Бурение сплошным забоем и путем разбуривания пилотных скважин. Компании производитель: 1,5 -АО «Машиностроительный Холдинг» (г. Екатеринбург); 2,6,7, -АО «Кыштымское машиностроительное объединение»; 3. Sandvic; 4. Atlas Copco.

Приложение Б (обязательное). Результаты экспериментов по оценке энергоэффективности бурения скважин

Эксперимент №1 Таблица - Б1 Расчет энергетического критерия к и его критериального показателя кс пневмоударника П170

№ т, с Ес, Дж Е, Дж ^с,ед. к, ед. Св, руб/п.м Ум, м/мин

1 15,4 1974619 397997,6 2,97Е-08 5,98Е-09 5,1 0,389

2 26,4 3385061 682281,6 5,09Е-08 1,03Е-08 8,7 0,227

3 22 2820884 568568 4,24Е-08 8,54Е-09 7,5 0,272

4 52,8 6770122 1364563 1,02Е-07 2,05Е-08 17,5 0,113

5 26,4 3385061 682281,6 5,09Е-08 1,03Е-08 8,7 0,227

6 26,4 3385061 682281,6 5,09Е-08 1,03Е-08 8,7 0,227

7 11 1410442 284284 2,12Е-08 4,27Е-09 3,6 0,545

8 11 1410442 284284 2,12Е-08 4,27Е-09 3,6 0,545

9 11 1410442 284284 2,12Е-08 4,27Е-09 3,6 0,545

10 11 1410442 284284 2,12Е-08 4,27Е-09 3,6 0,545

11 19,8 2538796 511711,2 3,81Е-08 7,69Е-09 6,5 0,303

12 19,8 2538796 511711,2 3,81Е-08 7,69Е-09 6,5 0,303

13 19,8 2538796 511711,2 3,81Е-08 7,69Е-09 6,5 0,303

14 26,4 3385061 682281,6 5,09Е-08 1,03Е-08 8,7 0,227

15 39,6 5077591 1023422 7,63Е-08 1,54Е-08 13,1 0,151

16 27,5 3526105 710710 5,3Е-08 1,07Е-08 9,1 0,218

17 9,2 1179642 237764,8 1,77Е-08 3,57Е-09 3 0,652

18 10,5 1354024 272912,6 2,03Е-08 4,1Е-09 3,5 0,568

19 11,2 1436086 289452,8 2,16Е-08 4,35Е-09 3,7 0,535

20 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

21 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

22 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

23 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

24 11,2 1436086 289452,8 2,16Е-08 4,35Е-09 3,7 0,535

25 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

26 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

27 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

28 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

29 11,2 1436086 289452,8 2,16Е-08 4,35Е-09 3,7 0,535

30 14,4 1846397 372153,6 2,77Е-08 5,59Е-09 4,7 0,416

31 14,4 1846397 372153,6 2,77Е-08 5,59Е-09 4,7 0,416

32 11,2 1436086 289452,8 2,16Е-08 4,35Е-09 3,7 0,535

33 16 2051552 413504 3,08Е-08 6,21Е-09 5,3 0,375

34 14,4 1846397 372153,6 2,77Е-08 5,59Е-09 4,7 0,416

35 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

36 11,2 1436086 289452,8 2,16Е-08 4,35Е-09 3,7 0,535

37 11,2 1436086 289452,8 2,16Е-08 4,35Е-09 3,7 0,535

38 11,2 1436086 289452,8 2,16Е-08 4,35Е-09 3,7 0,535

39 9,6 1230931 248102,4 1,85Е-08 3,73Е-09 3,1 0,625

40 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

41 11,2 1436086 289452,8 2,16Е-08 4,35Е-09 3,7 0,535

42 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

43 12,8 1641242 330803,2 2,47Е-08 4,97Е-09 4,2 0,468

44 11,2 1436086 289452,8 2,16Е-08 4,35Е-09 3,7 0,535

Шс = 128222 Вт, Ш = 25 844 Вт, У= 0,002958 м3, Ь = 0,1 п.м

Примечание. Обозначения Е-07, Е-08, Е-09 - степенные показатели значений ЭКОР и КЭП

Таблица - Б2 Расчет кс для пневмоударников СОР64.2 и П170М

т, с , Вт Е^ Дж V , м3 кс,ед. Ум, м/мин св, руб/п.м

ППУ СОР64.2

1 270 12955680 1,71Е-08 0,222 42,93

2 310 14875040 1,96Е-08 0,193 49,29

3 300 14395200 1,9Е-08 0,2 47,7

4 320 15354880 2,02Е-08 0,187 50,88

5 300 47984 14395200 0,02137 1,9Е-08 0,2 47,7

6 210 10076640 1,3Е-08 0,285 33,39

7 140 6717760 8,8Е-09 0,428 22,26

8 220 10556480 1,39Е-08 0,272 34,98

ППУ П170М

1 270 13518900 1,29-08 0,222 44,82

2 190 9513300 9,08-09 0,315 31,54

3 270 13518900 1,29-08 0,222 44,82

4 260 13018200 1,24Е-08 0,23 43,16

5 280 50070 14019600 0,029584 1,33Е-08 0,214 46,48

6 300 15021000 1,43Е-08 0,2 49,8

7 240 12016800 1,14Е-08 0,25 39,84

8 220 11015400 1,051Е-08 0,272 36,52

1 = 1 п.м

Таблица - Б3 Результаты расчета к для пневмоударников П170 и П170М

ПВ170 ПВ170М

№ т, с Е, Дж к,ед. Ум, м/мин Св. руб/п.м № т, с Е, Дж £,ед. Ум, м/мин Св. руб/п.м

1 37,6 376526,4 4,75Е-09 0,159 6,2 1 32,6 383897,6 4,84Е-09 0,184 5,4

2 37,6 376526,4 4,75Е-09 0,159 6,2 2 45,2 532275,2 6,71Е-09 0,132 7,5

3 34,6 346484,4 4,37Е-09 0,173 5,7 3 37,8 445132,8 5,61Е-09 0,158 6,2

4 45 450630 5,68Е-09 0,133 7,4 4 48,3 568780,8 7,17Е-09 0,124 8

5 41 410574 5,17Е-09 0,146 6,8 5 28,4 334438,4 4,21Е-09 0,211 4,7

6 45 450630 5,68Е-09 0,133 7,47 6 14,7 173107,2 2,18Е-09 0,408 2,4

7 37,4 374523,6 4,72Е-09 0,160 6,2 7 37,8 445132,8 5,61Е-09 0,158 6,2

8 56,4 564789,6 7,12Е-09 0,106 9,3 8 42 494592 6,23Е-09 0,142 7

9 37,6 376526,4 4,75Е-09 0,159 6,2 9 43 506368 6,38Е-09 0,14 7,1

10 45,2 452632,8 5,7Е-09 0,132 7,5 10 37,8 445132,8 5,61Е-09 0,159 6,2

11 45,2 452632,8 5,7Е-09 0,132 7,5 11 40 471040 5,94Е-09 0,15 6,6

12 50 500700 6,31Е-09 0,12 8,3 12 28,8 339148,8 4,07Е-09 0,208 4,7

13 45 450630 5,68Е-09 0,133 7,4 13 27,3 321484,8 3,86Е-09 0,219 4,5

14 41 410574 5,17Е-09 0,146 6,8 14 29,7 349747,2 4,2Е-09 0,202 4,9

15 45 450630 5,68Е-09 0,133 7,47 15 20,2 237875,2 2,86Е-09 0,297 3,3

16 45 450630 5,68Е-09 0,133 7,47 16 27,3 321484,8 3,86Е-09 0,219 4,5

17 41 410574 5,17Е-09 0,146 6,8 17 26,5 312064 3,75Е-09 0,226 4,3

18 41 410574 5,17Е-09 0,146 6,8 18 26,5 312064 3,75Е-09 0,226 4,3

19 50 501901,7 6,33Е-09 0,119 8,3 19 23,4 275558,4 3,31Е-09 0,256 3,8

20 45,2 452632,8 5,7Е-09 0,132 7,5 20 27,3 321484,8 3,85Е-09 0,219 4,5

Ш =10014 Вт Ш =11776 Вт

У= 0,002958 м3, 1=0,1 п.м

Эксперимент №4 Таблица - Б4 Результаты расчета к и кс пневмоударника П 130ШВ

№ т, с Ес , Дж Е, Дж кс, ед. св, руб/п.м

1 35,2 930091,2 140800 1,45Е-08 9,55Е-08 7,5

2 44 1162614 176000 1,81Е-08 1,19Е-07 9,4

3 37,4 988221,9 149600 1,54Е-08 1,01Е-07 7,9

4 46,2 1220745 184800 1,9Е-08 1,25Е-07 9,8

5 44 1162614 176000 1,81Е-08 1,19Е-07 9,3

6 41,8 1104483 167200 1,72Е-08 1,13Е-07 8,9

7 39,6 1046353 158400 1,63Е-08 1,07Е-07 8,4

8 41,8 1104483 167200 1,72Е-08 1,13Е-07 8,9

9 33 871960,5 132000 1,36Е-08 8,95Е-08 7

10 30,8 813829,8 123200 1,26Е-08 8,35Е-08 6,5

11 35,2 930091,2 140800 1,45Е-08 9,55Е-08 7,5

12 52,8 1395137 211200 2,17Е-08 1,43Е-07 11,2

13 26,4 697568,4 105600 1,08Е-08 7,16Е-08 5,6

14 35,2 930091,2 140800 1,45Е-08 9,55Е-08 7,5

15 35,2 930091,2 140800 1,45Е-08 9,55Е-08 7,5

16 28,6 755699,1 114400 1,17Е-08 7,76Е-08 6

17 30,8 813829,8 123200 1,26Е-08 8,35Е-08 6,5

18 35,2 930091,2 140800 1,45Е-08 9,55Е-08 7,5

19 35,2 930091,2 140800 1,45Е-08 9,55Е-08 7,5

20 39,6 1046353 158400 1,63Е-08 1,07Е-07 8,4

21 30,8 813829,8 123200 1,26Е-08 8,35Е-08 6,5

22 33 871960,5 132000 1,36Е-08 8,95Е-08 7

Ш = 4 Ю00 Вт, =26423,05, У= 0,00132м3, 1=0,1 п.м

Таблица -Б5 Результаты расчета к для пневмоударников:

П-105ПМ, П105ЭН, ПП [СТ

т, с Ш, Вт Е, Дж V, м3 Ум, м/мин Св, руб/п.м

П-105ПМ

1 450 1260000 3,66Е-09 0,16 57,6

2 609,6 1706880 4,96Е-09 0,11811 78

3 675 1890000 5,49Е-09 0,106667 86,4

4 484,8 1357440 3,94Е-09 0,148515 62

5 681,6 2800 1908480 0,010386 5,54Е-09 0,105634 87,2

6 528 1478400 4,29Е-09 0,136364 67,5

7 675 1890000 5,49Е-09 0,106667 86,4

8 768 2150400 6,24Е-09 0,09375 98,3

9 783,6 2194080 6,37Е-09 0,091884 100,3

П105ЭН

1 330 1056000 3,07Е-09 0,218182 42,9

2 390 1248000 3,62Е-09 0,184615 50,7

3 348 1113600 3,23Е-09 0,206897 45,2

4 294 940800 2,73Е-09 0,244898 38,2

5 300 3200 960000 0,010386 2,79Е-09 0,24 39

6 336 1075200 3,12Е-09 0,214286 43,6

7 366 1171200 3,4Е-09 0,196721 47,58

8 354 1132800 3,29Е-09 0,20339 46,02

9 360 1152000 3,35Е-09 0,2 46,8

ППСТ

1 1350 1056000 8,62Е-09 0,053333 189

2 1488 1248000 9,51Е-09 0,048387 208,3

3 1440 1113600 9,2Е-09 0,05 201,6

4 1260 940800 8,05Е-09 0,057143 176,4

5 1560 2200 960000 0,010386 9,97Е-09 0,046154 218,4

6 1524 1075200 9,74Е-09 0,047244 213,3

7 1560 1171200 9,97Е-09 0,046154 218,4

8 1626 1132800 1,04Е-08 0,04428 227,6

9 1740 1152000 1,11Е-08 0,041379 243,6

1= 1,2 п.м

Таблица В1-Удельная скорость шламотранспорта V шу, (м/с)/м3

Диаметр долота D,mm Внешний (условный) диаметр буровых штанг d, мм

32 54 63 ,5 73 76 89 102 110 114 127 133 140 152 168

46 19,44

70 10,7

76 7,42 12,17

85 4,92 6,64 11,2 14,65

90 4,09 5,22 7,66 9,14

100 3 3,56 4,55 5 10,21

105 2,61 3,04 3,72 4 6,84

110 2,31 2,63 3,14 3,35 5,08 12,5

115 2,05 2,31 2,68 2,85 4 7,53

120 1,47 2,05 2,34 2,46 3,27 5,31 9,23 15,12

127 1,6 1,75 1,97 2,05 2,59 3,7 5,27 6,78

130 1,51 1,65 1,83 1,9 2,36 3,27 4,42 5,43

140 1,36 1,08 1,54 1,82 2,3 2,83 3,21

152 1,11 1,19 1,22 1,39 1,67 1,925 2,1 3,04 3,92

155 1,06 1,13 1,16 1,32 1,56 1,78 1,92 2,69 3,35

160 0,98 1,04 1,07 1,2 1,4 1,57 1,68 2,24 2,68 3,53

165 0,91 0,96 0,98 1,1 1,26 1,4 1,49 2 2,22 2,78

172 0,83 0,87 0,89 0,98 1,1 1,21 1,28 1,58 1,78 2,12 3,27

178 0,89 1 1,08 1,14 0,67 1,51 1,76 2,47 6,13

190 0,75 0,83 0,88 0,92 1,06 1,15 1,29 1,63 2,7

200 0,66 0,71 0,76 0,79 0,89 0,95 1,04 1,26 1,8

203 0,64 0,69 0,73 0,75 0,85 0,9 0,98 1,17 1,63

216 0,55 0,59 0,61 0,63 0,7 0,73 0,78 0,9 1,15

220 0,52 0,56 0,58 0,6 0,66 0,69 0,74 0,84 1,05

225 0,5 0,53 0,55 0,56 0,61 0,64 0,68 0,77 0,94

245 0,4 0,43 0,44 0,45 0,48 0,5 0,53 0,58 0,66

254 0,33 0,4 0,4 0,41 0,44 0,45 0,47 0,33 0,58

280 0,27 0,31 0,32 0,32 0,34 0,35 0,36 0,38 0,42

300 0,24 0,27 0,27 0,28 0,29 0,29 0,3 0,32 0,34

330 0,22 0,23 0,23 0,24 0,25 0,26

381 0,16 0,16 0,16 0,17 0,17 0,18

400 0,14 0,13 0,15 0,15 0,16 0,16

445 0,11 0,12 0,11 0,12 0,11 0,12

470 0,09 0,096 0,1 0,096 0,1 0,11

500 0,09 0,091 0,091 0,092 0,093 0,095

560 0,07 0,071 0,071 0,072 0,073 0,074

УТВЕРЖДАЮ Директор Института горного дела СО РАН К.Т.Н. Кондратенко A.C.

мая_2018 г.

Методика

оценки энергоэффективности бурения скважин погружными

пневмоударниками

Ответственный исполнитель: В.Н. Карпов

Новосибирск - 2018

Утверждаю: Главный инженер

ПРОТОКОЛ СОВЕЩАНИЯ по рассмотрению методики оценки энергоэффективности бурения скважин погружными пневмоударниками на станках ударно-вращательного бурения на ОАО «Комбинат КМА-руда»

Присутствовали:

От ОАО «Комбинат КМА-руда»:

И.А. Цыцорин - начальник ТО;

B.В. Заец - начальник службы ППГУ;

A.B. Дымура - начальник шахты;

C.Н. Кубликов - зам. гл. инж. БВР шахты;

И.И. Цысь - Зам. начальника бурового участка №4;

От ИГД СО РАН им. H.A. Чинакала: