高温高压条件下花岗岩切削破碎试验研究
详细信息
- 责任者：赵金昌^c太原理工大学^d1974^e博士研究生 ; 万志军^c中国矿业大学(徐州) ; 李义 ; 赵阳升 ; 董付科 ; 冯子军 ; 李根威
- 刊名：岩石力学与工程学报
- 出版年：2009
- 卷期：28^b7总214
- 关键词：花岗岩 ; 高温高压实验 ; 岩石破碎机理20^a三轴试验 ; 围岩压力 ; 金刚石钻头 ; 金刚石钻进
- 页码：1432～1438
- 索书号：P478.066/357
- 图表：^c参14插图
- 分类号：2400
- 文摘期号：2010/01
摘要
为了达到最接近实际工程的试验效果，采用中国矿业大学的“20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机”，设计了精确的加压和旋转系统，操作控制比较方便，测量数据准确。利用大尺寸(Ø200 mm×400 mm)花岗岩试样和工程钻头(Ø30 mm的PDC钻头)，使试验条件更加接近实际工程情况，开创了该类大试样试验的先河。通过正交试验研究花岗岩在高温高压状态下的切削破碎规律，得出以下结论:(1)高围压状态(100 MPa)下，随着温度升高，花岗岩的可切削性逐渐增强，在超过一定的钻压时，切削速度随着温度的升高而明显增大，在755 N钻压下，300 ℃的切削速度比室温时增大30%～50%；(2)高围压状态(100 MPa)下，随着温度升高，单位破岩能耗明显降低，在钻压为755 N时，300 ℃时的单位破岩能耗比室温时降低20%～30%；(3)在高温高压环境下，切削速度随着钻压或转速的增大而增大；单位破岩能耗随着转速的增大而增大，随着钻压的增大而减小，与室温无围压状态下的切削破碎规律基本一致；4)由于花岗岩在此温压范围内属于渐进破坏，抗压强度下降缓慢，如果钻压太低则切削速度和单位破岩能耗受温度影响很小，为了在高温下取得对花岗岩的良好切削效果，钻压需要超过一定的值。