А. М. Газалиев ректор, академик нан рк, д



Pdf көрінісі
бет5/23
Дата31.03.2017
өлшемі6,19 Mb.
#10721
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23
часть выполнена изогнутой формы из стальных труб-
ных  элементов  и  конфузоров,  соединенных  сваркой. 
Водоотводящая  часть  в  виде  диффузора,  а  также  ка-
мера  рабочего  колеса  и  внешний  корпус  направляю-
щего  аппарата  выполнены  из  стандартных  трубных 
элементов, изготовленных на определѐнное давление, 
что  гарантирует  их  прочность.  К  водоподводящей 
части приварен корпус сальникового уплотнениями 18 
для вала. Внутренний 9 корпус направляющего аппа-
рата  установлен  на  валу  5  посредством  втулки  19. 
Корпус  4  рабочего  колеса  соединен  с  внутренним 
корпусом 9 направляющего аппарата, установленного 
на  одном  из  концов  вала  5.  Последний  расположен 
горизонтально  относительно  плоскости  вращения 
рабочего  колеса  и  размещен  посредством  подшипни-
кового узла 13 на опорах 14, закрепленных в раме 15 
из сварных металлических конструкций. Вал 5 соеди-
нѐн с валом 16 электрогенератора 17, в качестве кото-
рого  может  быть  использован  трехфазный  асинхрон-
ный  двигатель  с  короткозамкнутым  ротором  обще-
промышленного использования. 
Электрогенератор подключен к блоку автоматиче-
ского  управления  электрической  нагрузкой  (БАУЭН-
2), что позволяет поддерживать электрические харак-
теристики  вырабатываемого  напряжения  в  стандарт-
ных пределах. 
Поворачивать лопатки направляющего аппарата и 
лопасти  рабочего  колеса  более  чем  на  -20°  нецелесо-
образно, так как это приводит к закрытию прохода для 
воды, и более чем на +20°, так как при этом возрастает 
расход воды, приводящий к резкому увеличению гид-
равлического сопротивления настолько, что возникает 
необходимость определения новых расчѐтных положе-
ний углов установки лопаток направляющего аппарата и 
лопастей рабочего колеса для сохранения высокого к.п.д. 
Угол установки лопатки направляющего аппарата 
и угол установки лопасти рабочего колеса образованы 
осями,  соответственно,  лопатки  и  лопасти  и  горизон-
тальной  осью вала. Расчетные положения  углов  уста-
новки  лопаток  направляющего  аппарата  и  лопастей 
рабочего  колеса  соответствуют  оптимальному  к.п.д. 
при определенных напорах и расходах воды. 
Осевая  гидротурбина  работает  следующим  обра-
зом (рисунок 1). 
Поток  воды,  проходя  через  водоподводящую  6 
часть, поступает на лопатки 1 направляющего аппара-
та, а далее – на лопасти 3 рабочего колеса. После чего 
вода направляется в водоотводящую часть 7. 
При  значительном  изменении  напора  и  расхода 
для обеспечения высокого к.п.д. осевой гидротурбины 
осуществляется  регулирование  расхода  воды  одно-
временной перенастройкой вручную положения лопа-
ток  направляющего  аппарата  и  лопастей  рабочего 
колеса. При этом энергия воды преобразуется в меха-
ническую  энергию  вала,  соединенного  с  валом  элек-
трогенератора,  превращающего  механическую  энер-
гию  в  электрическую.  Таким  образом,  использование 
предлагаемых  изобретений  приводит  к  упрощению 
конструкции,  расширению  эксплуатационных  воз-
можностей осевой гидротурбины, снижению трудоем-
кости  изготовления  при  сохранении  высокого  к.п.д. 
осевой  гидротурбины,  способствует  повышению  на-
дежности и удобства эксплуатации, не требуя присут-
ствия  высококвалифицированного  персонала,  и  поз-
воляет  применять  осевую  гидротурбину  для  преобра-
зования  энергии  малых  потоков  воды  с  небольшими 
расходами и напорами в электрическую энергию. 
На  рисунке  3  представлен  внешний  вид  осевой 
гидротурбины с электрогенератором. 
Испытания  моделей  проточных  частей  и  рабочих 
колес  гидротурбин  проводятся  на  стенде  (рисунки  4, 
5)  в  лаборатории  комплексных  исследований  малых 
гидроузлов и микроГЭС АлтГТУ. 
На  стенде,  предназначенном  для  работы  с  напо-
ром до 13 м и расходом до 300 л/с, можно выполнять 
исследования как моделей гидротурбин в целом, так и 
отдельных элементов их проточных частей. 
Стенд включает в себя  следующие  основные эле-
менты:  четыре  горизонтальных  центробежных  пита-
тельных  насоса  26  модели  К  160/30  с  приводами  от 
электродвигателей  27  переменного  тока  380  В,  мощ-
ностью  по  22  кВт  и  частотой  вращения  1500  об/мин, 
напорный  бак  1  размером  4,0х1,3х1,3  м,  турбинный 
блок  для  микроГЭС  16,  приѐмный  бак  22  размером 
6,0х2,6х2,0 м, сбросной бак 24 размером 6,0х2,0х1,3 м 
и  контрольно-измерительную  аппаратуру.  Напорный 
бак  на  высоте  13  м  над  уровнем  пола  опирается  на 
раму,  подвешенную  на  четырѐх  несущих  железобе-
тонных  колоннах.  Приѐмный  и  сбросной  баки  уста-
новлены на бетонном фундаменте. 
Подача  воды  в  напорный  бак  1  производится  по 
насосному водоводу 8 из сбросного бака 24 питатель-
ными  насосами  26.  К  напорному  баку  присоединѐн 
напорный водовод 9 с расходомерной диафрагмой 10 
и дифференциальным манометром 12. 
При необходимости стабилизации  уровня свобод-
ной  поверхности  за  гидротурбиной  в  приѐмном  баке 
22 можно  устанавливать трубчатый  успокоитель 34 и 
плавающую решѐтку 33. 
Центробежные  насосы  работают  при  постоянной 
частоте вращения и примерно при постоянном напоре, 
поэтому  количество  подаваемой  ими  воды  считается 
постоянным. 

 
32 
Труды университета 
 
 
параметры: мощность – 1…10 кВт; расход воды – 10…100 л/с; напор – 1…10 м:  
1 – подводящая часть; 2 – отводящая часть; 3 – осевая гидротурбина;  
4 – электрогенератор; 5 – рама опорная; 6 – блок балластной нагрузки  
Рисунок 3 – Внешний вид осевой гидротурбины с электрогенератором для микроГЭС 
 
 
1 – напорный бак; 2 – трубчатый успокоитель; 3 – плавающая решѐтка; 4 – растекатель; 5 – сливное ребро;  
6 – боковой карман напорного бака; 7 – сливной трубопровод; 8 – насосный водовод; 9 – напорный водовод;  
10 – расходомерная диафрагма; 11 – напорная задвижка; 12 – дифференциальный манометр; 13 – манометр;  
14 – балластный электрогенератор (асинхронный двигатель); 15 – тахометр; 16 – гидротурбина;  
17 – опорная рама гидротурбины; 18 – входной пьезометр; 19 – вакуумметр; 20 – отводящая задвижка;  
21 – выходной пьезометр; 22 – приѐмный бак; 23 – сливная задвижка; 24 – сбросной бак; 25 – регулируемый 
сбросной трубопровод со сбросной задвижкой; 26 – питательный насос; 27 – электродвигатель питательного 
насоса; 28 – блок балластной нагрузки (электрокотѐл); 29 – блок автоматического управления электрической 
нагрузкой (БАУЭН); 30 – подшипниковые опоры балластного электрогенератора; 31 – лампы полезной  
нагрузки демонстрационного щита; 32 – лампы балластной нагрузки демонстрационного щита;  
33 – плавающая решѐтка; 34 – трубчатый успокоитель 
Рисунок 4 – Гидравлический стенд для комплексного моделирования проточных частей гидротурбин  
для микроГЭС 

Раздел «Машиностроение. Металлургия» 
 2015 
33 
 
 
1 – подводящая часть; 2 – отводящая часть; 3 – осевая гидротурбина; 4 – электрогенератор; 5 – рама опорная;  
6 – блок балластной нагрузки; 7 – напорная задвижка; 8 – манометр; 9 – электрокотѐл; 10 – демонстрационный 
щит полезной и балластной нагрузок; 11 – блок автоматического управления электрической нагрузкой  
(БАУЭН-2); 12 – вольтметры; 13 – амперметры полезной нагрузки; 14 – амперметры балластной нагрузки 
Рисунок 5 – Фотография фрагмента гидравлического стенда для комплексного моделирования проточных ча-
стей гидротурбин для микроГЭС 
 
К  напорному  водоводу  после  напорной  задвижки 
11  присоединена  своей  водоподводящей  частью  гид-
ротурбина 16. К водоотводящей части (отсасывающей 
трубе)  гидротурбины  присоединена  отводящая  за-
движка 20.  
Вода,  пройдя  рабочие  органы  гидротурбины,  че-
рез  отсасывающую  трубу  и  отводящую  задвижку  20 
поступает в приѐмный бак 22 нижнего бьефа, а из него 
через сливную задвижку 23 в сбросной бак 24. 
Модельная гидротурбина испытывается на разных 
режимах,  определяемых  частотой  вращения  еѐ  вала, 
величиной  открытия  лопаток  направляющего  аппара-
та  и  углом  установки  лопастей  рабочего  колеса.  Так 
как количество воды, протекающей через гидротурби-
ну,  зависит  от  режима,  то  возникает  несоответствие 
между  количеством  воды,  подаваемым  насосами,  и 
расходом  ее  через  гидротурбину,  поэтому  уровень 
воды в напорном баке 1 существенно меняется. 
Для  обеспечения  устойчивого  положения  уровня 
воды  в  напорном  баке  по  всей  длине  горизонтально 
установлено  сливное  ребро  5,  через  которое  вода  пе-
реливается  в  боковой  карман  6  и  затем  по  сливному 
трубопроводу  7  отводится  в  сбросной  бак  24,  а  для 
выравнивания  поля  скоростей  установлены  плаваю-
щая  решѐтка  3,  трубчатый  успокоитель  2  и  растека-
тель 4. 
Для более точной установки уровня верхнего бье-
фа  в  напорном  баке,  часть  расхода  сбрасывается  в 
сбросной  бак  через  регулируемый  сбросной  трубо-
провод  со  сбросной  задвижкой  25.  Регулирование 
величины  сбрасываемого  расхода  и  тем  самым  регу-
лирование  высоты  слоя  воды,  переливающейся  через 
ребро, производится сбросной задвижкой на сбросном 
трубопроводе 
Сливной  задвижкой  23  можно  регулировать  уро-
вень воды за гидротурбиной (уровень нижнего бьефа) 
в  приѐмном  баке  22.  Таким  образом,  манипулируя 
сливной  задвижкой  и  сбросной  задвижкой  на  сброс-
ном  трубопроводе,  можно  обеспечить  постоянный 
рабочий напор при всех экспериментальных режимах. 
Однако на практике  нет необходимости выдерживать 
рабочий  напор  постоянным,  и  эксперименты  ведут  с 
грубым его регулированием через указанные сливные 
устройства, допуская тем самым незначительные (на 1 
%) его изменения, учитываемые при замерах и расче-
тах. 
Для определения и контроля нагрузки на вал гид-
ротурбины  имеется  специальное  нагрузочное  устрой-

 
34 
Труды университета 
 
ство, состоящее из балластного электрогенератора 14, 
блока балластной нагрузки 28, (БАУЭН-2) 29. 
В  качестве  электрогенератора  может  использо-
ваться трехфазный асинхронный двигатель, в качестве 
блока балластной нагрузки используется электрокотѐл 
с тэнами. 
Балластный  электрогенератор  подключен  элек-
трическим  кабелем  к  БАУЭН,  который  соединѐн  с 
блоком балластной нагрузки. 
Во время работы в обмотках балластного электро-
генератора  возникают  электромагнитные  поля,  соз-
дающие  тормозящий  момент  на  валу  электрогенера-
тора. 
Параметры  гидравлического  стенда  позволяют 
испытывать  опытные  образцы  микроГЭС мощностью 
до 30 кВт, а большей мощностью их модели. 
Контрольно-измерительная  аппаратура  представ-
лена  на  рисунке  5,  а  методы  замера  эксперименталь-
ных величин описаны в литературе [5 – 7]. 
Расход воды Q, протекающей через гидротурбину, 
замеряется  с  помощью  расходомерной  диафрагмы  10 
и  дифференциального  манометра  12.  Зная  величину 
динамического напора h
дин
, можно найти расход Q по 
формуле: 
2
,
дин
Q
g h


 
где g – ускорение свободного падения. 
В нашем случае статический напор турбины равен 
разнице  показаний  манометров  до  и  после  турбины, 
переведенных в м вод. ст.: 
Н = (Н
2
 – Н
1
), м вод. ст. 
Частота  вращения  вала модельной  турбины  заме-
ряется  либо  тахометром  15,  либо  механическим  или 
электрическим счетчиком оборотов. 
Лабораторные  испытания  моделей  гидротурбин 
производятся  при  различных  открытиях  лопаток  на-
правляющего аппарата, которые измеряются или рас-
стоянием  в  свету  между  двумя  соседними  лопатками 
направляющего  аппарата,  или  выражается  в  долях  от 
максимального открытия, принимаемого за единицу.  
Замеряемые во время испытаний данные и резуль-
таты подсчетов для каждого открытия регулирующего 
органа представлены графиком на рисунке 6. 
При каждом открытии регулирующего органа ис-
следуют  несколько  режимов,  соответствующих  раз-
ным  нагрузкам  на  валу  турбины.  При  заданном  от-
крытии регулирующих органов и заданной нагрузке с 
помощью  приборов  определяют  расход  воды  Q,  про-
текающей через турбину, частоту вращения вала тур-
бины n (об/мин) и рабочий напор H
ст  т
, и вычисляют 
коэффициент полезного действия 
 
 
1 – ∆H=f(Q) – график зависимости напора от расхода;  
2 – Nг=f(Q) – график зависимости гидравлической мощности от расхода;  
3 – Nэ=f(Q) – график зависимости электрической мощности от расхода;  
4 – η=f(Q) – график зависимости коэффициента полезного действия от расхода;  
5 – Uср=f(Q) – график зависимости напряжения электрического тока от расхода;  
6 – Iср=f(Q) – график зависимости тока от расхода  
Рисунок 6 – Графики зависимостей, построенные по экспериментальным и расчѐтным данным опытного испы-
тания микроГЭС 

Раздел «Машиностроение. Металлургия» 
 2015 
35 
 
 
,
э
э
п
ст т
N
N
N
gQН




 


1
1
2
2
3
3
,
э
N
U I
U
I
U
I

 
 

 
где N
э
 – электрическая мощность на валу турбины, 
(кВт); 
U
1
U
2
U
3
 – напряжение электрического тока на 
фазе А, В, С соответственно, (В); 
I
1
I
2
I
3
 – балластный электрический ток на фазе А, 
В, С соответственно, (А). 
,
n
N
gQH


 
где N
n
 – мощность потока. 
В  результате  проведения  экспериментов  мик-
роГЭС с осевой гидротурбиной новой конструкции на 
гидравлическом  стенде  можно  сделать  следующие 
выводы: 
1.  Новая  конструкция  осевой  турбины  сочетает  в 
себе следующие преимущества а) простоту конструк-
ции  пропеллерной  турбины;  б)  возможность  (как  у 
поворотно-лопастной)  настраивать  лопатки  турбины 
на необходимую мощность и имеющийся на натурном 
водотоке  напор,  расход  и  геодезические  параметры 
русла реки. 
2.  Экспериментальная  рабочая  модель  микроГЭС 
в  ходе  испытаний  подтвердила  все  заявленные  рас-
четные параметры в пределах точности экспериментов 
(5-10%):  мощность  –  4  кВт,  расход  –  80  л/с,  частота 
вращения вала – 3000 об/мин, напряжение – (200-250) 
В, сила тока – (3-6) А, частота – 50 гц, максимальный 
общий КПД – 56% при напоре 9-10 метров. 
3.  Все  вышеперечисленные  графики  параметров 
имеют  ярко  выраженный  максимум  при  наибольших 
расходах – 70-80 л/с. 
4.  МикроГЭС  имеет  небольшую  стоимость, 
надѐжна, проста в эксплуатации и имеет срок окупае-
мости 2-3 года. 
5.  МикроГЭС  может  эффективно  использоваться 
для  электроснабжения  и  энергосбережения  автоном-
ных потребителей круглый год. 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
 
1.  Иванов  В.М.Состояние  электроэнергетики  России  и  проблемы  электроснабжения  потребителей  в  удаленных  и 
децентрализованных  районах  /В.М.Иванов,  Т.Ю.Иванова,  С.Г.  Пчелинцев,  П.В.Рожков  //  Вестник  Северо-Кавказского 
государственного технического университета. – Ставрополь, 2012. – №2 (31) . – С. 54-57.  
2.  Патент на изобретение № 2371602. Осевая гидротурбина / В.М. Иванов, Т.Ю. Иванова, А.А. Блинов. – № 2008100434/06; 
Заявл. 09.01.2008; Опубл. в Б.И., 27.10.2009, №30. 
3.  Патент  на  полезную  модель  №  94288.  Осевая  гидротурбина  /  В.М.Иванов,  Т.Ю.Иванова,  Е.П.Жданов.  Заявка 
№2009148247; Заявл.24.12.09 г.; Опубл. в Б.И., 20.05.10 г., Бюл.№14.  
4.  Патент  на  полезную  модель  №  102065.  Микрогидроэлектростанция  /  В.М.  Иванов,  Т.Ю.  Иванова,  Г.О.  Клейн  и  др.  – 
Заявка № 2010140030 Заявл. 29.09.10 г.; Опубл. в Б.И. 10.02.11 г., Бюл. №4. 
5.  Смирнов  И.Н.,  Гидравлические  турбины  и  насосы.  [Текст]:  учеб.  пособие  для  энерг.  и  политех.  вузов.  –  М.:  Высшая 
школа, 1969. – 400 с. 
6.  Ковалев Н.Н. Гидротурбины: конструкции и вопросы проектирования [Текст] – Л.: Машиностроение, 1971. – 584 с. 
7.  Кривченко  Г.И.  Гидравлические  машины:  Турбины  и  насосы  [Текст]:  учебник  для  вузов.  –  2-е  изд.,  перераб.  –  М.: 
Энергоатомиздат, 1983. – 320 с. 
 

 
36 
Труды университета 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Раздел 3 
 
Геотехнологии. Безопасность 
жизнедеятельности 
 
 
 
 
 
ӘОЖ 622.271:(622.682+622.684) 
 
Үзілмелі – толассыз технологияның, үзілмелі 
бөлігінің тиімді және жоғары өнімділікпен 
орындалуын қамтамасыз ететін тау  
жыныстарын алуға даярлау тәсілін зерттеу 
 
С.В. КОРНИЛКОВ
1
, т.ғ.д., профессор, директоры, 
С.Н. ЖАРИКОВ
1
, т.ғ.к., жетекші ғылыми маманы, 
В.Г. ШЕМЕНЁВ
1
, т.ғ.к., зертхана меңгерушісі, 
С.С. ҚҰЛНИЯЗ
2
, т.ғ.д., доцент, 
Г.М. ЖҮНІС
3
, оқытушы, 
1
РҒА Орал бөлімшесінің Тау-кен істері институтының, 
2
Ақтөбе өңірлік мемлекеттік университеті, 
3
Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті 
 
Кілт  сөздер:  үзілмелі-толассыз  технология,  бұрғыжарылыс  жұмыстар,  жарылыс,  сейсмикалық  әсер, 
тіреуіш қабырға, бәсеңдету, тау жыныстар, дүмпу жылдамдығы. 
 
зілмелі  –  толассыз  технологияның  ӛнімділігіне 
жарылыстың сейсмикалық әсері және жарылыстан 
кейін  пайда  болған  кен  масса  кесектерінің  ірілігі  ық-
палды әсер етеді. Неғұрлым ұсатылған кесектер ірілігі 
біркелкі  және  жоспарланған  мӛлшерге  сай  болған 
сайын,  технологиялық  тәсімнің  құрамындағы  тау-кен 
жабдықтардың  ӛнімділігі  жоғарылайды.  Сондықтан, 
кенді қазудың ӛнімділігін жоғарылату үшін, жарылыс-
тың сапасын жоғарылату қажет. 
Жарылыс  сапасын  жоғарылату  жолдарының  бірі, 
ұсатылатын  тау  жыныстардың  физика-механикалық 
қасиеттерін ескеріп, жарылыс оқтамдарын бір-бірімен 
жалғастыру тәсімдерін оңтайландыру.  
Қысқакідіртпелі  жарылыс  арқылы,  жарылыстың 
сейсмикалық әсерін азайтуға толық мүмкіндік бар, ал 
жарылыс тәсімін ӛзгерту арқылы ұсатудың сапасын да 
жоғарылатуға болады. 
Бірінші  кестеде  қысқакідіртпелі  жарылыстың  не-
гізгі тәсімдері ұсынылған [1]. Жарылыс тәсімінің түрі 
біріншіден, жарылыстан кейін пайда болатын ұсатыл-
ған  кен  масса  кесектерінің  ірілігін  ескеріп  таңдалады 
және  жалпы  жарылысқа  қойылатын  келесі  негізгі 
талаптармен байланысты: 
– жарылыс  оқтамдары  қалыпты  жарылу  үшін  қо-
сымша ашық беттерді жасау;  
– бірінші кезекте жарылатын оқтамдармен, жары-
лыс  блоктың  нобайы  бойынша,  жарылыс  толқыны 
сыртқа таралып кетпеуі үшін тосқауыл жасау;  
– мүмкіндігінше  тау  жыныстардың  жарықшақты-
ғын азайту мақсаттармен арнайы тәсімдерді жасау.  
Ү
 

Раздел «Геотехнологии. Безопасность жизнедеятельности» 
 2015 
37 
 
Қысқакідіртпелі жарылыстың негізгі тәсімдері  
Сызбалардың нұсқа-
лары және топтары 
Қолданылу шарттары 
Сызбалар 
Бойлық: 
Қатарлас бірізді 
Шептік  үңгубет,  кертпеш  қиябеті  ашылған, 
оңай жарылатын жыныстар 
 
Қатарлас үңгілі 
Шептік  үңгубет,  кертпеш  қиябеттері ашыл-
ған  және  ашылмаған,  ұңғымалар  қатарлары 
үштен  кем  емес, тау  жыныстар  жарылғыш-
тығы  орташа  және  одан  тӛмен,  үйілім  енін 
азайтуы қажет  
 
Орлық үңгубет, оңай жарылатын жыныстар 
 
Кӛлденең: 
Қатарлас бірізді 
Шептік  үңгубет,  кертпеш  қиябеттері ашыл-
ған  және  ашылмаған,  ұңғымалар  қатарлары 
тӛрттен кем емес, тау жыныстар жарылғыш-
тығы  орташа  және  одан  тӛмен,  кертпеш 
қиябетінің қапталы ашылған 
 
Орлық  үңгубет,  кертпеш  қиябеті  ашылған, 
жарылыс  блок  ұзын  емес,  тау  жыныстар 
жарылғыштығы орташа және одан тӛмен 
 
Қатарлас үңгілі 
Шептік  үңгубет,  кертпеш  қиябеттері ашыл-
ған және ашылмаған, тау жыныстар жарыл-
ғыштығы орташа және одан тӛмен, ұңғыма-
лар қатарлары тӛрттен кем емес, үйілім енін 
азайтуы қажет 
 
Қиғаш: 
Қатарлас бірізді 
Шептік  үңгубет,  кертпеш  қиябеттері ашыл-
ған  және  ашылмаған,  сілемнің  құрылысы 
күрделі,  ұңғымалар  қатарлары  тӛрттен  кем 
емес, сейсмикалық әсерді азайтуы қажет 
 
Қатарлас үңгілі 
Шептік  үңгубет,  кертпеш  қиябеттері ашыл-
ған  және  ашылмаған,  сілемнің  құрылысы 
күрделі,  ұңғымалар  қатарлары  тӛрттен  кем 
емес, сейсмикалық әсерді азайтуы қажет 
 
Үшбұрышты  
Шептік  үңгубет,  кертпеш  қиябеттері ашыл-
ған  және  ашылмаған,  құрылмасы  күрделі 
қиын жарылатын жыныстар 
 
Үшбұрышты 
Жоғарыдағы  жыныстар,  бірақ  орлық  үңгу-
бет және ашылған кертпеш қиябеті 
 
Трапециялы  
Шептік  үңгубет,  кертпеш  қиябеттері ашыл-
ған  және  ашылмаған,  құрылмасы  күрделі 
қиын жарылатын жыныстар 
 
Трапециялы 
Жоғарыдағы  жыныстар,  бірақ  орлық  үңгу-
бет 
 
Трапециялы 
Шептік  үңгубет,  кертпеш  қиябеті  ашылма-
ған,  ұңғымалар  саны  кӛп,  қиын  жарылатын 
тау жыныстар 
 
 

 
38 
Труды университета 
 
Тәжірибеде  жарылыстан  кейін  пайда  болған  ке-
сектердің ірілігі жоспарға сай болу үшін, тиімді жары-
лыс тәсімін құрастырудан басқа, алғашқы жарылыстан 
пайда  болған  үйілімнің  бір  бӛлігін,  тіреуіш  қабырға 
ретінде  қалдырады.  Тіреуіш  кертпештің  қиябетінің 
бойында  белгілі  қалыңдықпен  тосқауыл  ретінде  қал-
дырылады.  Тіреуішті  пайдалану  нәтижесінде,  жары-
лыс қысылған ортада орындалады, сондықтан тау жы-
ныстардың ұсатылу дәрежесі жоғарылап, жарылыстың 
сапасы  жақсарады.  Жарылыстан  кейін  пайда  болған 
үйілімнің  ені  қысқарады,  кейде  жарылған  кӛлемнің 
бір бӛлігі, жоғарғы кертпештің тӛменгі алаңына дейін 
жайылып  кетуі  мүмкін.  Үйілімнің  шамашарттары 
жобаланған шамада болу үшін, жарылыс желісі диаго-
нальды тәсім түрінде құрастырылады.  
Тіреуіш  қабырғаның  ені  келесі  теңдік  арқылы 
есептеледі [2]:  
2
,  м,
уж ТК
ТК
к
кыс
К q еЕ
B
К W








 
мұнда К
к
 – кен массасының қопсу коэффициенті;  
W – кертпеш табаны бойынша қарысу сызық-
тың ұзындығы, м; 
К
уж
 – жарылыс қуатының кен массаны ұсатуға 
және жылжытуға пайдаланатын бӛлігін ескере-
тін эмпириялық коэффициент (0,04÷0,2);  
q
ТК
 – тіреуіш қабырғаны пайдаланудағы ЖЗ 
меншікті шығыны, кг/м
3

e – жарылыстың үлесті жылылығы, Дж/кг;  
E – жарылатын тау жыныстардың серпімділік 
модулі, Па. 
Тіреуіш қабырғамен жарылған сілемнің үйілім ені 
келесі теңдік арқылы есептеледі: 




3
max
3
max
1
,
ТК
к
ТК
уй
аб
ТК
к
ТК
В
К W B
B
В
B
К W B





 





 
мұнда  B
ТК max
  –  жарылыстан  кейін  үйілім  пайда  бол-
майтын тіреуіш қабырғаның максималды ені.  
Тәжірибелік  мәліметтер  бойынша  тіреуіш  қабыр-
ғаның  максималды  ені  тау  жыныстардың  мықтылық 
коэффициенттеріне  байланысты  және  келесі  мӛлшер-
де қабылданады:  
мықтылық коэффициент шамасы  17÷20  10÷17  4÷10 
B
ТК max
 шамасы, м  
45  
40  
30 
B
аб
 – тіреуіш қабырғасыз жарылыстың үйілім ені, м;  
Ұңғымалар  тік  бағытта  бұрғыланған,  тіреуіш  қа-
бырғасыз жарылыстың үйілім ені келесі теңдік арқы-
лы есептеледі: 
1
,  м.
аб
к
B
В
n b


 
Ұңғымалар кӛлбеу бұрғыланған, тіреуіш қабырға-
сыз  жарылыстың  үйілім  ені  келесі  теңдік  арқылы 
есептеледі: 
1
,  м,
аб
к
B
В
n b


 
мұнда B
1
 – бірінші қатардағы ұңғымалардан пайда бо-
латын үйілім ені; 
n
к
 – ұңғымалардың қатарлар саны; 
b – ұңғымалар қатарларының бір-бірінен арақа-
шықтығы. 
Бірінші  қатардағы  ұңғымалардан  пайда  болатын 
үйілім ені келесі теңдік арқылы есептеледі: 
1
,
л
жз
B
К К К h q


 
мұнда К
л
 – жарылыс күшімен тау жыныстарды лақты-
руын  ескеретін  коэффициент  және  коэффициент  ша-
масы жарылыстың бәсеңдету уақытына байланысты.  
,  мс

  
25  
50  
75 
K
л
  
0,9  
0,85  
0,8 
Жарылыстың бәсеңдету  уақыты келесі теңдеу ар-
қылы анықталады: 
,  мс,
ж
WK


 
мұнда 

 – жарылыстың бәсеңдету уақыты, м/с;  
К
ж
 – тау жыныстардың жарықшақтық дәреже-
сін ескеретін коэффициент, (I – 6, II – 5, III – 4, 
IV – 3, V – 1,5-0,5);  
К
жз
 – тау жыныстардың жарылғыштығын еске-
ретін коэффициент.  
Қиын, орташа және жеңіл жарылатын тау жыныс-
тар  үшін,  жарылғыштығын  ескеретін  коэффициент 
шамасы К
жз
 = 2-2,5; 2,5-3; 3,0-3,5 сәйкес келеді;  
h – кертпеш биіктігі, м;  
K

  –  ұңғымалардың  еңкею  бұрышын  ескеретін 
коэффициент:  


1 0,5 sin 90
;
K


 
 
 
q – жарылғыш заттың үлесті шығыны, кг/м
3

Сонымен,  тау  жыныстар  сілемін  тіреуіш  қабырға 
арқылы жарып және жарылыс желісі диагональды тә-
сім  бойынша  құрастырылса,  жарылыс  сапасын  жеңіл 
жақсартуға  болады.  Ресей  Ғылыми  Академиясының 
Орал  бӛлімшесінің  Тау-кен  істер  институтының  ға-
лымдары  бұрғыжарылыс  жұмыстарының  пәрменділі-
гін  жоғарылату  мақсаттарымен  бірнеше  зерттеулер 
орындады.  Мысалы,  институт  ғалымдары  кеншілерге 
тез  арада  тау  жыныстардың  мықтылық  қасиеттерін 
анықтауға  арналған  әдістемелік  жасады.  Осы  әдісте-
мелік арқылы, кертпештің биіктігі бойынша бұрғыла-
нып  жатқан  ұңғыманың  бұрғылау  қиыншылығын  ес-
керіп, тау жыныстардың физика-механикалық қасиет-
тері анықталады [3-4]. Анықталған мәліметтер арқылы 
ұңғымалық  оқтамның  шамашарттарын  және  уату  ба-
ғытын дәлдеп түзетуге мүмкіндік болады.  
Келесі  зерттеу  ЖЗ-ның  дүмпу  сипаттамаларын 
жақсартуға  арналған  [5].  Зерттеудің  нәтижесі  сурет-
тегі  графикте,  ЖЗ-ның  дүмпу  жылдамдығымен  және 
тығыздығы арасындағы байланыстық ұсынылған. 
 
 
ЖЗ 1 – қоздыру, ЖЗ 2 – ұсату 
ЖЗ-ның дүмпу жылдамдығымен және тығыздығы 
арасындағы байланыстық 


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет