ТОҒ жинсларини термик усулда бурғилаш ноўлчам тоғ жинсларини термик усулда парчалаш

Термик асбоб принципиал схемаси:

а- бензоҳаво горелка, б- плазмали горелка,

1 ва 3- сиқилган ҳаво берилиши, 2- бензин йўналиши,

4- плазмали пилик, 5- электродлар, 6- скважина ковжойи.
Солиштирма иссиқлик оқими эса:

,

Бунда с — солиштирма иссиқлик сиғими; m — тоғ жинси массаси; ΔT — тоғ жинсининг исиш температураси; S — иситилаётган тоғ жинсининг юзаси; t — парчаловчи иссиқлик зўриқиши содир этишга кетган вақт. ва (6.3) лардан фойдаланиб, қуйидагини ёзиш мумкин

(9.6)

П_тб – термик бурғилаш критерияси қанчалик кичик бўлса, термик парчаланишга шунчалик тоғ жинсида қийинроқ рўй беради (2х10^-8 дан 5х10^-6 м³/Дж гача бўлади).

Амалий ҳисобларда П_тб ва v_{6 –} термик бурғилаш тезлиги ўртасидаги боғлиқлик:

Кичик ўлчамли термобурлар билан бурғилашда А ва В коэффициентлари мос равишда 5х10⁸ ва 3.2.

Кварц таркибли тоғ жинслари термик бурғилаш ишлари учун жуда қулай. Шунингдек кварц температура ошиши билан ўз мўртлик хусусиятини йўқотмайди.

Дарзликларга эга тоғ жинсларининг бурғиланиш тезлиги v_TP монолит тоғ жинсларига нисбатан v_M0H камаяди ва қуйидагича ҳисобланади:

(9.8)

Бунда Δt — бир дарзликни бурғилашда ушланиб қолинадиган ўртача вақти, мин; К_ТР — дарзлилик коэффициенти, 1/м².

Термик бурғиланиш шкаласи мавжуд юўлиб, 3 категорияга бўлинади.

Тоғ жинси категорияси	Тоғ жинси	ПТ.б, м^3/Дж
Ι ΙΙ ΙΙΙ	Яхши термик бурғиланувчи (кварцит и гранит) Термик бурғиланадиган (темирли кварц) Қийин термик бурғиланувчи(базальт, оҳактош)	5·10^-7дан ортиқ 5·10^-7 - 5·10^-8 Менее 5·10^-8

Термик бурғилашни такомиллаштириш

Бу ушбу йўналишларда олиб борилмоқда:

1.Газ горелкаси конструкциясини такомиллаштириш.

2.Электр ёйли ёки плазмали горелкаларни қўллаш.

Ионлаштирилган газларнинг юқори температурали оқими плазмали бурғиларда кучли электр ёй орқали сиқилган ҳавони ўтказганда ҳосил бўлади. Плазмали бурғилар учун ёнилғи ва оксидловчилар зарур эмас, газ оқими температурасини 500—8000° С гача бошқариб ўзгартириш мумкин.

3.Қарама-қарши қутбли температура майдонлари ёрдамида тоғ жинсларини қиздиришни қўллаш. Бу усулда скважина ковжойига навбат билан иссиқ ва совутилган газ ёки суюқ азот оқими билан ишлов берилади. Сувутилган тоғ жинслари мўртлашади ва бурғилаш жараёни енгил кечади.

4.Бурғилашда икки фазали оқимларни қўллаш. Бу жараён газ оқимига майда тоғ жинси зарралари қўшилиши орқали амалга оширилади. Тоғ жинси зарралари қўшимча тарзда ковжой тоғ жинсларига кучли зарба беришлари туфайли парчалаш содир бўлади. Бурғилаш иш унумдорлиги 40% га ошади.

5.Бурғилаш пайтида детонацияни қўллаш. Ёниш детонацияси эффектини ҳосил қилиш учун товуш тезлигидан юқори ҳаракатдаги оқим бирон кимёвий компонентнинг ортиқчалигини таъминлаши керак. Бу вақтда юқори детонация ва зарба тўлқинлари ҳосил бўлади ва улар қўшимча тарзда парчалайди.

6.Термик ва механик таъсирларнинг биргаликдаги таъсири.
Тоғ жинси бўлакларида емириш кучланишини ҳосил қилиш усули

Энг таниқли ноўлчам тоғ жинсларини термик парчалаш усули – бу тоғ жинсининг бўлаги юза қисмида ёки чуқурчада (шпурда) ўрнатилган иссиқлик манбаи билан қиздириб ёритилиши орқали амалга оширилади. Роговик, джеспилит ва кварцларни парчалашда яхши натижаларга эришилган.

Лаборатория шароити ва карьерда песчаник, мармар ва гранитларда электр ёй (электрическая дуга) билан қиздирилиб парчалов кучланиши содир этилиш усули қўлланилиб кўрилди. Бир неча минутдан кейин электр ёй таъсирида парчаланиш содир бўлди. Бунда электр энергияси сарфи анча кам бўлди.
Иситиш ва иссиқлик ўтказувчанлик жараёнлари ҳисоби

Агар иссиқлик манбаи тоғ жинси бўлаги устида жойлаштирилган бўлса, бундай парчалаш усули электр энергияси сарфи ҳисоби иссиқлик манбаи билан нимчексиз қаттиқ жинсини қиздириш масаласига боғланади.

Тоғ жинси исталган нуқтасидаги парчалаш учун зарур бўлган иссиқлик температурасини аниқлаш иссиқлик ўтказувчанликни ҳисоблаш дифференциал тенгламаси:

(T_d — T_s)/(Т_о—T_s) = Ф[d / (2)], (9.9)

бунда T_{d –} иситиш юзасидан d масофага узоқлаштирилган нуқта температураси;

Ts — тоғ жинси ташининг иситилиш жараёнидаги температураси;

Т₀ — тоғ жинсининг бирламчи температураси;

Ф — эҳтимоллик интеграли функцияси;

а — тоғ жинсининг иссиқлик ўтказувчанлиги;

t — тоғ жинсининг қизиш вақти.




Қиздиришга боғлиқ ҳолда температура ўзгариши ўзига хос эгри чизиғи:

1- юзадан 1 см чуқурликда, 2- 2 см чуқурликда.

Агар турли d₁ ва d₂ масофалардаги 2 нуқтада тоғ жинси бир хил температурага қиздирилса:

d₁ / (2 ) = d₂ / ( 2 ), (12.2)

бундан

t₁/t ₂ = d₁ ² / d₂ ² , (12.3)


9.2- Т₀ дан Т₁ температурага жинснинг ишчи юзасини қиздириш шакли:

а- массив тоғ жинси, б- қатламли.

Демак, тоғ жинси юзасини қиздириш температураси қиздирилаётган юзадан узоқлик масофаси квадратига тўғри пропорционал ҳолда боғлиқ. Қизиш вақти эса иссиқлик ўтказувчанликка тескари пропорционалдир, чунки чуқурлашган сайин тоғ жинсининг қизиш вақти ошиб бориши билан тоғ жинси ютадиган иссиқлик тоғ жинсининг маълум бир қисмида йиғилади ва унинг ўлчамини қизиш вақти ва температура ўтказувчанлиги аниқлаб беради.

Агар барча йўналишларда тоғ жинси иссиқлик хусусияти бир хил бўлишини тасаввур қилсак, тоғ жинси ишчи юзаси шакли ярим шарга яқин бўлади. Бу жинс ҳажмининг кенгайиши ёрилиб парчаланишга олиб келади. Албатта, ушбу жинс юзаси нисбий ўлчамлари қанчалик катта бўлса, у шунчалик қозиқ кўринишига яқинлашади, шунчалик парчаланиш осон кечади. Шунинг учун ноўлчам тоғ жинсини парчалашда тоғ жинсининг қатламлар йўналиши бўйлаб йўналган юқори температура ўтказувчанлиги ва қатламлилиги ижобий роль ўйнайди.

.

Хулоса

Ҳозирда механик бурғилаш усулларидан термик бурғилаш амалиётда кенг қўлланилади. Тоғ жинсининг ташқи юпқа қатламига баланд температурали товуш тезлигидан юқори газ оқимининг таъсири натижасида интенсив қиздирилиши бу жойда термик зўриқиш содир эттириб, унинг юзасидан қатламча ва зарраларнинг мўрт ҳолда синиб кўчиши рўй беради

Массивда зарраларнининг тоғ жинсидан ажралиши зўриқишлар, чўзилиш ва силжиш таъсирида рўй беради. Тоғ жинсини қиздириш ва эритиш пайтида қайишқоқлиги юқори бўлган тоғ жинсларини бурғилаш иш унумдорлиги бирдан пасаяди. Тоғ жинсини қиздириш ва эритиш содир бўладиган шлак эришга кўпроқ иссиқлик сарфлайди.