岩石的破碎机里概要课件.pptVIP

第二章岩石的破碎机理一、碎岩工具与岩石的作用方式二、外载作用下岩石的应力状态三、岩石的破碎过程四、碎岩效果指标

第一节碎岩工具与岩石作用的主要方式钻探工艺学根据刃具与岩石作用的方式和碎岩机理，可把碎岩刃具分：切削一剪切型、冲击型、冲击一剪切型三类。1、切削一剪切型钻头碎岩刃具以速度v向前移θ动而切削(剪切)岩石。工作参数是：移动速度v、轴向力P和切向力θzPθ以及介质性质。

第一节碎岩工具与岩石作用的主要方式钻探工艺学2、冲型冲击型刃具给孔底岩石以直接的冲击动载，碎岩的过程可用工具动能T和岩石变形位能U的方程式来表达（T＝U）：k式中：m——钻头和冲击钻杆的质量；vθ——钻头同岩石碰撞时的速度；δmax——钻头侵入岩石的最大深度；Pz（δ）——岩石抵抗钻头侵入的阻力。

第一节碎岩工具与岩石作用的主要方式钻探工艺学3、冲击一剪切型:刃具不以P和P作用于岩石，而且有zθ使向前回的移速度v和冲刃的冲速度v或牙θz刃向下冲的速度v。合成速度是：ω或式中：；A0——冲次冲功；Q——冲重量；r——齿顶到牙轮瞬时旋转中心的距离。

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学切削具岩石的入破碎在孔底程中起着重要作用。岩石在切削具切入、破碎之前，先生性力状。上的切削具与孔底岩石的作用可以看成是柱体、球形体、方平底形模与性半无限体所限制的平面的相互作用。本同不形状切削具在外作用下的岩石力状。（一）平底圆柱形压头压入时应力状态（二）球形压头压入时岩石的应力状态（三）轴向力和切向力共同作用时压头下方岩石的应力状态

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学假设：（1）岩石均质，各向同性；（2）遵从虎克定律；（3）弹性特性不受应力状态和加载速度影响图2－2半无限体在边界上受法向集中力作用

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学（一）平底柱形入力状刚性平底压头以作用力P沿z轴压入弹性半无限体，其接触面上的压力分布在初期是不均匀的（图2-4），边缘处的应力集中使岩石产生局部破碎或塑性变形，而后，压力便趋于均匀分布。图2－4平底圆柱压头压力面上的压力分布

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学（一）平底柱形入力状在压力均匀分布的前提下，根据弹性力学布希涅司克问题和应力叠加原理，求出岩体内沿对称轴上各应力分量为：

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学（一）平底柱形入力状各力分量随z的化情况（如）。随z的增加，σ减小的慢，σ=σ减小的快；剪力τ随z的zr化开始由小到大，到一个界深θ度zτ达最大。0在z=0处：

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学（一）平底柱形入力状各若将τ对z求导，并使其等于零，则：设μ=0.25，则z=0.62a，τ=0.345p。这表明在z轴上，0max最大剪应力所在的深度约等于压头半径的2／3。而最大剪应力约为均匀压强的l／3。由于最大剪应力点是压碎岩石的发源处应引起重视。

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学压头下相对剪应力等直线图

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学（二）球形压头压入时岩石的应力状态球体压入时，接触球面（半径为a）上的压力分布是不均匀的。其数值是随着压力点离开压力面中心的距离r的增加而不断减小的一个函数(如图)，即：在力中心：图2－6在压力边缘处：

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学（二）球形压头压入时岩石的应力状态同样根据弹性力学布希涅司克问题集中应力作用原理，岩体内沿对称轴上的各应力分量为：

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学（二）球形压头压入时岩石的应力状态各力分量随z的化：剪应力τ随z的化开始由小到大，一个界深度zτ达最大。0在z=0有：；如果设μ=0.25，根据计算，z=0.5a，0τ=0.40p，同样存在两个极值点，但都在z轴上。max

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学（三）轴向力和切向力共同作用时岩石的应力状态回中，碎岩工具一般以向、切向荷同作用于岩石。此，岩石的力分布与只有向荷不同。只有向力作用，等力分布是均匀称的。向力和切向力共同作用，等力分布是非均匀的、不称的。

第二节外载下岩石的应力状态钻探工艺学（三）轴向力和切向力共同作用时岩石的应力状态在接触面上，切向力作用的前方将生力，而切向力作用的后方生拉力；在半无限体内形成力区（Ⅰ）、拉力区（Ⅱ）和渡区（Ⅲ）。压缩区Ⅰ随轴向力增加而扩大，随切向力的增加而缩小；拉伸区Ⅱ则与上述情况相反。

第三节岩石在外载下的破碎过程钻探工艺学（一）岩石的形破碎形式1、黎金格尔定律：固体破碎功与破碎过程中物体表面积的增加成比例。2、基尔比切夫定律：破碎功与物体破碎的体积成比例。破碎功与破碎产物粉碎度的关系1－黎金格尔定律；2－基尔切夫定律

第三节岩石在外载下的破碎过程钻探工