Теоретичні відомості. При бурінні зубці шарошкового долота ударяють по породі з відповідною швидкістю, яка залежить від швидкості обертання долота

При бурінні зубці шарошкового долота ударяють по породі з відповідною швидкістю, яка залежить від швидкості обертання долота, його діаметра, співвідношення діаметрів долота і шарошки, кроку зубців і схеми їх розміщення.

Стосовно до буріння, в лабораторних умовах процес руйнування гірських порід вивчають при ударі різних породоруйнівних зубців різних форм на копрах з вільно падаючим вантажем. Характер руйнування гірських порід зубцями показано на рис 8.1.

Механізм руйнування породи при ударі такий же, як і при статичному втискуванні. Під зубцем утворюється лунка руйнування 2, ядро 3 тонкоподрібненої породи, що передає зусилля на оточуючий його масив 4, і велика кількість мікро - і макротріщин 5.

При збільшенні енергії удару зубців по породі в широкому діапазоні її зміни процес руйнування проходить стрибкоподібно. Може відбуватися декілька стрибків руйнування (рис. 8.2).

Основним енергетичним показником процесу руйнування гірських порід є енергоємність як відношення затраченої роботи до об’єму зруйнованої породи , тобто

(8.1)

Л.А.Шрейнер, Н.М.Філімонов, М.Р.Мавлютов встановили, що залежність енергоємності руйнування від кінетичної енергії , витраченої при ударі, виражається періодичними кривими з декількома максимумами та мінімумами. Енергоємність процесу руйнування при малих значеннях енергії удару різко знижується, потім темп зниження зменшується і досягає мінімуму, після чого спостерігається збільшення до максимуму. При подальшому збільшенні кінетичної енергії енергоємність різко падає, досягаючи другого мінімуму і т.д. Мінімальні значення енергоємності відповідають стрибкам руйнування породи, тобто тим значенням енергії, при яких удар повністю реалізується на руйнування породи.

При збільшенні енергії удару від до росте її не використана частина, яка витрачається на пружні деформації, ущільнення породи і утворення в ній зони передруйнування.