مطالعه آزمایشگاهی عملکرد تیغه اسکنه ای در برش سنگ های ضعیف تا متوسط

به منظور تعیین قابلیت برش (Cuttability) سنگ، آگاهی از مقدار نیروهای واردشده به لبه تیغه در محل تماس آن با سنگ و حجم خرده های حاصل از حفاری اهمیت دارد. تخمین این نیروها با روش های تحلیلی و آزمون های آزمایشگاهی برش سنگ امکان پذیر است. در این مقاله، با انجام آزمون های برش خطی روی چهار نمونه سنگ با مقاومت ضعیف تا متوسط به وسیله یک تیغه اسکنه ای (chisel)، نیروهای برشی حداکثر و میانگین وارد بر تیغه در حین برش سنگ اندازه گیری و با مقادیر محاسبه شده از روش نظری ایوانس (Evans) مقایسه شد. نتایج نشان داد که با افزایش عمق برش، هر سه نیروی برشی حداکثر، میانگین و نیروی برشی ایوانس به طور خطی افزایش می یابد و در یک عمق برش مشخص، معمولا مقدار نیروی برشی ایوانس کمتر از مقدار نیروی برشی حداکثر و بیشتر از نیروی برشی میانگین به دست آمده از آزمون برش خطی است. همچنین مقدار نسبت نیروی برشی حداکثر به نیروی برشی میانگین ارتباط مستقیمی با افزایش عمق برش دارد و در طراحی ماشین حفاری باید موردتوجه قرار گیرد، به طوری که مقدار آن بین ۱.۱۶ تا ۱.۴۹ برای عمق برش ۱ میلی متر و نزدیک ۱.۷ برای عمق برش ۴ میلی متر به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که این نسبت با افزایش درجه شکنندگی سنگ افزایش می یابد و کم ترین مقدار این نسبت مربوط به نمک با شکنندگی ۴.۸۲ و بیشترین مقدار آن مربوط به زغال سنگ با شکنندگی ۱۱.۸۶ است.

کلیدواژه ها:

تیغه اسکنه ای ، قابلیت برش سنگ ، آزمون برش خطی سنگ ، روش نظری ایوانس