Взаимодействие коронки с породой
Исходя из представленного выше характера взаимодействия коронки с породой, можно сделать следующие выводы: нормальный процесс бурения ограничен с одной стороны величинами углубок, определяющими начало процесса микрорезания (порог заполирования); с другой - величинами углубок, обеспечивающими нормируемый износ алмазов (порог повышенного износа).
Таким образом, процесс бурения характеризуется углубкой за оборот коронки; этот показатель является критерием, отражающим ход процесса, а также комплексным показателем, связанным со свойствами горных пород, конструкцией коронки и параметрами режима бурения:
δ = 16,67 Vмех / n, мм/об,
где Vмех - механическая
скорость, м/ч; n - частота вращения,
мин-1.
Характер изменения углубки показывает зависимость соотношения темпов роста n и Vмех. Выделяются три основные тенденции изменения δ: уменьшается, если темп роста n опережает темп роста Vмех. Частота вращения и осевая нагрузка не обеспечивают соответствующего внедрения алмазов в породу. Взаимодействующая пара «коронка - порода» стремится к стационарному режиму - режиму заполирования; увеличивается, если темп роста Vмех опережает темп роста n. Происходит это при так называемом «силовом» методе бурения, когда эффективность бурения достигается в основном за счет все более увеличивающегося внедрения резцов в породу при возрастании осевой нагрузки. При этом под секторами коронки образуется все большее количество шлама, межконтактный зазор между поверхностью коронки и породой забоя соответственно все более уменьшается. В попытке найти выход шлам начинает интенсивно изнашивать матрицу и алмазы, увеличивается объемная температура. В результате при дальнейшем увеличении осевой нагрузки наступает падение Vмех износ коронки резко возрастает, не обеспечивается достаточное внедрение алмазов в породу; постоянна, когда темпы роста Vмех и n одинаковы или их значения находятся в постоянном соответствии, т. е. когда для данных условий найдено оптимальное значение углубки и интенсификации процесса разрушения горной породы и происходит за счет прогрессирующей скорости снятия разрушаемых слоев породы (интенсивный метод). Под секторами коронки, поскольку величина внедрения алмазов в породу постоянна, образуется одно и то же количество шлама, межконтактный зазор не изменяется, что обеспечивает благоприятные условия для выноса продуктов износа и работы коронки в целом. Относительно постоянная величина внедрения алмазов в породу поддерживается осевой нагрузкой, изменение которой обусловлено увеличивающейся площадью контакта алмазов вследствие образования на них площадок износа.
