EN
Таш катмарларынын классификациясы жана курчак тиштердин катмардын каттыгына ылайык тандалышы
Таштын каттыгын МПа менен өлчөө жана жумшак балчыктоо таштан 60 МПа чейинки катты ташка чейинки геологиялык катмарлардын профилдери
Жер астындағы тереңдиктеги профилдөө таштын катуулугун мегапаскаль (МПа) менен өлчөөдөн башталат. МПа — бул оңой кирүүчү тиштердин иштешине болжолдуу көрсөткүч болуп саналат. Жумшак глина жана саз катмарларында (0–5 МПа) стандартдык конустук вольфрам карбид менен жабдылган тиштерди колдонуу аркылуу тез кирүүгө болот. Чөйрөлүк таш катмарлары (10–30 МПа), мисалы, чачыранган гранит жана трещиналык кварцит, тиштерге карбид катмарын, күчөтүүнү жана конустук форманы колдонуу аркылуу чачырануу жана тозууну минималдаштыруу үчүн талап кылат. Катуу известняк катмарлары (40–60 МПа) тиштердин карбид чокуларын өтө тыгыз жана кээде жалпақтала турган профильдө жасоону талап кылат, анткени бул тиштердин кескин четинин узак убакыт бою сакталышын камсыз кылат. Негизинен катуу гранит, базальт жана кварциттен турган (60 МПа) катуу таш катмарларын иштөө үчүн ступенчат диаметрдүү конструкциялардын жана шанктардын айкалышы колдонулат. Жер астындагы катмарлардын поле картасын түзүү үчүн Конустук Пенетрациялык Сыноо (CPT) методу колдонулат — бул жерде түзөөнүн чыныгы убакытта таштын катуулугунун градиентин өлчөөнүн стандарттык ыкмасы, ал оңой кирүүчү тиштерди тандоого тууралуу корреляцияга ээ.
Топурак–таш өтүш зоналары: критикалык таштоо триггерлери жана «буллет» тиштердин бузулуш режимдери
Топурак–таш өтүш зоналары — «буллет» тиштердин бузулушу үчүн эң жогорку риск түзгөн чөйрөлөр, алар бардык иштеп турган операцияларда бааланган иркетти тез арада алмаштыруулардын 60% түзөт (Сахада инженердик долбоорлор, 2023-жыл). Бул чекаралар асимметриялык жүктөрдү тудурат, алар үч бузулуш режимине алып келет:
Учунын чачырануусу — топурак жана чакылдар менен жашырылган таш кырлары топуракка киргенде «буллет» тиштердин карбид учтарында чачыранууга алып келет;
Саптагы ийлишүү — чакыл–тектин бирикме чекарасы сапка боксой жүк түзүп, болот саптын агым чегинен ашып кетет;
Тездетилген остро чыккан чыбыртмалар — кремний кристаллдары карбид учтарынын кырларына тийгендээ
Соңку токтогондун күчтүүлүгү жана катуулугу ортосундагы компромисс үчүн колдонулган бирден-бир мүмкүн болгон оптималдаштыруу — шанктар үчүн пластиктуу куймаларды, карбиддер үчүн функционалдык градиенттүү карбиддерди колдонуучу дизайн. Ошондой эле, ирте аныктоо чечимдүүлүк көрсөткөн: бургулоо моментинин термелүүлөрүндөгү чапталуулар жана көтөрүлгөн вибрациялар жакында боло турган бузулушту көрсөтөт.
Баллистикалык тиштердин материалдары боюнча изилдөө: Соңку токтогондун күчтүүлүгү жана сыртка чыккан таштандыга каршы туруу ортосундагы компромисстин ишке ашырылышы
Вольфрам карбидинин учу геометриялык түзүлүшүнүн катмарлар боюнча учунын таштандысына таасири
Буллет тиштердин архитектурасы, акылдуу материалдар жана ультра-жонокой вольфрам карбиди ортосундагы байланыштар геологиясы арткашылган аймактарда колдонулганда, бир гана каттылык маанилүүлүгүнө караганда маанилүү. 0,8 мкмдан кичине талаа өлчөмүндөгү цементтелген карбиддин ультра-жонокой вольфрам карбиди чатырдын киргизилүүсүнө салыштырмалуу 20% чатырдын каршылыгын жана кошумча соқку күчүн камсыз кылат. Геликоиддук жана көп-жердүү профилдерди камтыган илгерики флют архитектуралары алмашып турган жумшак жана катты материалдардын катмарлары боюнча чыдамдуулуктун таралышын тагы да жакшыртат, абразивдик износунун темпин төмөндөт жана инструменттин жашоо узактыгын көтөрөт. Буларга мындай мисалдар көрсөтүлгөн:
Карбид менен жабдылган конструкциялар функционалдык кесүүдөн турган жоготуу болгонго чейин карбид менен жабдылган конструкциялардын 3–5 эсе көбүрөөк кесүүсүн камсыз кылат, ал эми карбид менен жабдылган эмес конструкцияларга караганда.
Желілүү түзүлүштөрдүн дизайндары, катмарлардын чеги анык эмес ортоңку катмарларда алмаштыруу жыштыгын 40% га азайткан.
Жогорку катуулуктун терс таасири — бул аралаш катмарлуу жана сынык геологияда «Bullet Teeth» («Оңдоо тиштери») түзүлүшүнүн пайдалануу мөөнөтүнө гана таасир этет.
Кобальт жана нанокөмүр колдонулганда, айрыкча күрөш түзүлүштөрдүн татаал комбинацияларында жогорку катуулукка жетүү зыяндуу болушу мүмкүн. Катуулуктун жогорулашы кумташтар үчүн пайдалуу болсо да, кварцит жана чопо менен известняк сынык жана катмарлуу геологиясы бар түзүлүштөрдүн иштешине терс таасир этет. 1400 HV дан жогору таасирге каршы төзүмдүүлүгү бар көп компоненттүү куймалар микротрещиналардын тез өнүгүшүнө шарт түзүп, натыйжада төмөндөгү эки түрдөгү бузулуштарга алып келет:
Таасирдик таасирден микродефекттер макродефекттерге айланып, тез сыртка чыгарылуу;
Циклдук күчтүн таасири менен карбид-болот аралыгындагы остроо четинин туруктуу жоголушу.
Ошентсе да, аралаш катмар шарттарында жогорку катуулугу бар куймалардан пайда болгон түртүкчүлүк 1100–1300 HV дизайндарында катуулук менен төзүмдүүлүктүн традициялык балансына салыштырғанда бардыгы 35% га гана төмөндөйт.
Натыйжалуулугуна негизделген пуля тиштердин тандоосу: BKH/BTK жана конустук сериялар — тектоникалык катмарлар боюнча
B47K17.5, B47K19, B47K22H жана C31HD: 30–80 МПа тектоникалык катмарларда жарылуу тездиги, туруктуулугу жана иштөө мөөртү
BKH/BTK жана конустук сериялардын арасынан тандоо тектоникалык катмардын катуулугу жана структуралык бирдиктүүлүгүн баалоону талап кылат:
B47K17.5 (1,1 кг) 30–50 МПа тектоникалык катмарларында (шале, орточо тыгыздыктагы кумтас) жарылуу тездиги төмөн болгондо жана туруктуулуктун маанилүү төмөндөшү болбогондо жакшы натыйжа берет;
B47K19 (1,2 кг) 60 МПа чейинки тектоникалык катмарларда (желдүү катуу жана катуу тектоникалык катмарлар) жогорку массасы аркылуу бул аралыктарда пайда болгон соқкуларды жутууга мүмкүндүк берет;
B47K22H (1,25 кг) тыгыз, төмөн дәрэжелүү метаморфизмдүү тектоникалык тузулуштарда (60–80 МПа) иштөөгө жасалган, бул учурда тереңдикке кирүүдүн тездигинде белгилүү түрдө азайыш болбойт, бирок соқкуга каршы туруу чыдамдуулугу жана алмаштыруу циклдери боюнча белгилүү түрдө азайыш байкалат;
C31HD (0,5 кг) чополор, токтогон жер, жарыкчалуу жоогундук жана 30 МПа дан төмөн тектоникалык тузулуштарды тез тереңдикке кирүүдө жакшы натыйжа берет, бирок геометриясы жөнөкөйлөштүрүлгөн учурда 30 МПа дан жогору тектоникалык тузулуштарда иштөө мөөртүндө белгилүү түрдө кыскартуу байкалат.
Аралаш геологиялык тузулуштарда инвестициялардын эң жогорку пайдасы топуракта C31HD жана катуу таш тузулуштарында B47K колдонулганда жетишилет; бул учурда минималдуу убакыттын токтотулушу аркылуу тузулуштун үзүлбөстүгү сакталат жана структуралык бүтүндүк, айрыкча горизонталдуу багытта, сакталат.
Бургулоо параметрлери жана оңой кирүүчү тиштердин чыныгы шарттарга ылайыкташтырылышы
Терең ойдоо технологиясы айлануучу ойдоо баштарын талап кылат. Жогорку каршылык жана катуу ойдоо шарттары (катууланган таштуу катмарлар) аркылуу ойдоо баштары шарттарга ылайыкташтырылышы керек. Бул айлануучу баштарды (20–50 айл./мин), осьтук жүктөмдөрдү (5–15 тонна) жана ойдоо баштарына таасир этүүчү тереңдикке басымды (0,01–0,05 м/мин) талап кылат. Бул изилдөөлөрдүн натыйжасында стандарттык баштарга салыштырғанда баштардын ирте сыйкырлануусу 34% га азайтылган («Геотехникалык инженердик журналы», 2023-жыл). Баштын каршылыгындагы күтүлбөгөн өзгөрүштөр беттин сынып кетишин жана башка конструкциялык бузулуштарды болтурбоо үчүн параметрлерди өзгөртүүнү тезинен талап кылат. Туруктуу параметрлерди туруктуу колдонуу датчиктерди колдонууга салыштырғанда баштардын алмаштырылуу жыштыгын 200% га көбөйтөт. Ойдоо башынын параметрлерин белгиленип койулган шарттарга ылайыкташтыруу теориялык түзүлгөн каршылыкка баштын өзгөрүштөрүнө карата азыраак, бирок интеграцияга көбүрөөк талап кылат. Мисалы, деформация өлчөгүчтөрдү, акустикалык эмиссияны баалоо системаларын жана баштын башкаруу параметрлерин ойдоо башына орнотуу.
ККБ
MPa деген не — таштардын деформацияга каршы туруу чыдамдуулугун өлчөгөндө?
MPa (мегапаскаль) — деформацияга каршы туруу чыдамдуулугунун (таштын каттыгы) өлчөм бирдиги. Ал окуялардын курчутуучу баштарынын иштешин өлчөө үчүн колдонулат.
Окуялардын курчутуучу баштары таш–топурак өтүш аймактарында жайгашканда неге татыктуулук чоңураак?
Бул аймактарда жүктөм чаптап, түрлүү түрдө таасир этет, баштардын бузулушуна, сызаттарга, саптагы ийилүүлөргө жана бургулоо баштарын алмаштырууга алып келүү мүмкүн.
Окуялардын курчутуучу баштарын сындоодо вольфрам карбидин колдонуунун кошумча функциясы кандай?
Баштын өзгөчөлүгү менен жасалган структуралык графит менен бирге вольфрам карбид (абразивге каршы туруу чыдамдуулугу жогору жана мыкты) баштын иштешин, адилеттүүлүгүн жана материялдарга терең кирүү басымын жакшыртат.
Адаптивдүү бургулоо параметрлери биттин тиштеринин төзүмдүүлүгүн сактоого жардам берет, анткени алар перегревди жана ашыкча износ-тозулун чектейт.
