Анотація до роботи:

Геммерлінг О. А. Обґрунтування раціональних параметрів імпульсного струменя машини для проведення свердловин на крутих і крутопохилих пластах. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.06 - “Гірничі машини”. – Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2003.

Дисертація присвячена обґрунтуванню параметрів установки для проведення свердловин на крутих пластах. Проведення свердловини буде здійснюватися імпульсним струменем. Буріння таких свердловин довжиною 120 - 150 м необхідно для підготовки нового очисного вибою на крутих і крутопохилих пластах, розташованих у Центральному районі Донбасу. Даний район є основним постачальником вугілля коксівних марок для підприємств України. Механізація підготовчих і очисних робіт на шахтах, що розробляють дуже тонкі і тонкі круті вугільні пласти, є актуальною і має велике значення для економіки України.

Установлено, що тиск, необхідний для руйнування пласта, є нестаціонарною випадковою функцією, випадковий характер якої обумовлений випадковим характером руйнування вугілля і випадковим характером довжини відколу вугілля. Визначена раціональна частота імпульсного струменя та крок руйнування вугілля.

Основні результати роботи використовувалися у машині буровій гідроімпульсній (МБГІ-1).

У дисертаційній роботі дане вирішення актуальної науково-технічної задачі, яка полягає в обґрунтуванні параметрів імпульсного струменя машини для проведення свердловин на крутих і крутопохилих пластах, які забезпечують підвищення продуктивності машини на 30 - 40 %, у порівнянні з застосовуваними в даний час бурозбіїчними машинами типу ЛБС, БШ-2М та БГА, і забезпечують проведення практично прямолінійних свердловин .

Основні висновки, наукові і практичні результати роботи полягають у наступному:

1. Розроблено математичну модель взаємодії імпульсного струменя з масивом вугілля, що руйнується, яка представляє собою багатомірний випадковий процес, випадковий характер якого обумовлений:

випадковим характером руйнування вугілля з розподілом ймовірності за законом Гауса;

випадковим характером довжини відколу вугілля з розподілом ймовірності за законом Вейбула.

2. Теоретично отримано й експериментально підтверджено, що раціональними параметрами імпульсного струменя машини для проведення свердловин на крутих і крутопохилих пластах є:

тиск, необхідний для руйнування пласта, складає 18 - 32 МПа для насадок діаметром 12 - 8 мм при опірності вугілля різанню від 50 до 150 кН/м;

частота імпульсів струменя змінюється від 5 до 20 Гц (імпульсів/с);

крок руйнування вугілля складає 6 - 8 діаметрів насадка.

3. Втрати тиску імпульсного струменя при проходженні струменя через шар зруйнованого вугілля змінюються:

за лінійним законом при товщині шару до 0,6 м і складають 45 - 24 % від тиску на виході генератора імпульсів при діаметрах насадок 8 - 12 мм;

за нелінійним законом (близьким до параболічного) при товщині шару понад 0,6 м і становлять 80 - 55 % від тиску на виході генератора імпульсів для тих же діаметрів насадок.

4. При проходженні струменя через шар зруйнованого вугілля товщиною до 1 м швидкість імпульсного струменя зменшується за законом близьким до лінійного і складає 70 - 60 % від швидкості струменя на виході генератора імпульсів для насадок діаметром 8 - 12 мм.

5. Руйнування вугілля при взаємодії імпульсного струменя із пластом відбувається відколами, імовірність розподілу яких не суперечить закону Вейбула (критерій згоди Пірсона 0,9).

6. Результати дисертаційної роботи використані у машині буровій гідроімпульсній типу МБГІ-1.

7. Очікуваний економічний ефект від застосування машини бурової гідроімпульсної замість існуючої техніки для буріння свердловин складає близько 200 тис. грн. на одну машину в рік.

Публікації автора:

1. Бойко Н. Г., Геммерлинг О. А. Обоснование параметров гидроимпульсной струи генератора установки для проведения скважин // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Випуск 42. Серія: гірничо-електромеханічна. – Донецьк: ДонНТУ. - 2002. - С. 54-57.

2. Бойко Н. Г., Геммерлинг О. А. Потери энергии гидроимпульсной струи и ее КПД // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Випуск 51. Серія: гірничо-електромеханічна. – Донецьк: ДонНТУ. - 2002. - С. 37-41.

3. Бойко Н. Г., Геммерлинг О. А. Стенд для исследования процесса взаимодействия гидроимпульсной струи с разрушаемым массивом угля // Вісті Донецького гірничого інституту: Всеукраїнський науково-технічний журнал гірничого профілю. - 2002. - № 3. - С. 70-71.

4. Геммерлинг О. А. Исследование процесса разрушения угля гидроимпульсной струей // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Випуск 63. Серія: гірничо-електромеханічна. - Донецьк: ДонНТУ. - 2003. - С. 72-77.

5. Геммерлинг О. А. Обоснование параметров гидроимпульсной струи жидкости с учетом потерь энергии // Материалы первой международной научно-технической студенческой конференции “Механика жидкости и газа”. - Донецьк: ДонНТУ. - 2002. - С. 9-10.

6. Бойко Н. Г., Геммерлинг О. А. Исследование процесса взаимодействия импульсной струи жидкости с разрушаемым массивом угля // Труды международной научно-технической конференции “Горная энергомеханика и автоматика”. - Донецк: ДонНТУ. - 2003. - Т. 2. - С. 32-37.

У публікаціях, написаних у співавторстві, автору належить: [1] – виконане обґрунтування параметрів гідроімпульсного струменя генератора установки для проведення свердловин; [2] – експериментально досліджені втрати енергії гідроімпульсного струменя і визначений його ККД; [3] – розроблено та виготовлено експериментальний стенд для дослідження процесу взаємодії гідроімпульсного струменя з масивом вугілля, що руйнується; [6] – експериментально досліджений процес руйнування вугільного блока імпульсним струменем і визначені параметри руйнування масиву вугілля.