Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ исследований ударного разрушения горных пород 9 стр.
1.1 Закономерности взаимодействия инструмента с горной породой при ударном бурении лезвийным инструментом 9 стр.
1.2 Формы инденторов бурового инструмента, анализ направления безлезвийности при создании ударного инструмента 16 стр.
1.3 Идея бесповоротного бурения крепких горных пород, анализ накопленных результатов 25стр.
1.4 Постановка задач исследования 32стр.
ГЛАВА 2. Теоретические основы процесса бесповоротного образования отверстий в массивах хрупких сред 34 стр.
2.1 Напряжения и деформации упругого полупространства при решении пространственных контактных задач 34стр.
2.2 Основные соотношения между осевым воздействием, нормальным давлением и смещением для штампов простейших форм 40стр.
2.3 Влияние силы, действующей вне штампа на нормальное давление под ним и его смещение 47стр.
2.4 Генерирование упругих волн деформаций в волноводах, оценка их параметров для целей разрушения хрупких сред 55стр.
2.5 Исследование напряженного состояния массива вблизи отверстий в зависимости от их формы и количества 72стр.
2.6 Выводы 76стр.
ГЛАВА 3. Экспериментальная проверка основных положений теории симультанного разрушения хрупких сред 78стр.
3.1 Экспериментальные стенды и методика проведения лабораторных исследований 78стр.
3.2 Закономерности внедрения в хрупкую среду при статическом нагружении инструментов с различным числом и расположением инденторов .. 89стр.
3.3 Закономерности внедрения в хрупкую среду при динамическом нагружении бурового инструмента 104стр.
3.4 Выводы 108стр.
ГЛАВА 4. Разработка комплекса средств бурения для реализации новых решений в практике горного дела 109стр.
4.1 Обоснование схем и конструкций нового бурового инструмента 109стр.
4.2 Обоснование новой бурильной машины, способной производить шпуры без вращения инструмента 117стр.
4.3 Обоснование нового способа отделения горных пород от массивов при добыче полезных ископаемых 121стр.
4.4 Разработка нового бурового агрегата для строчного бурения шпуров 129стр.
4.5 Выводы 134стр.
Заключение 136стр.
Литература 137стр.
- Формы инденторов бурового инструмента, анализ направления безлезвийности при создании ударного инструмента
- Влияние силы, действующей вне штампа на нормальное давление под ним и его смещение
- Закономерности внедрения в хрупкую среду при статическом нагружении инструментов с различным числом и расположением инденторов
- Обоснование нового способа отделения горных пород от массивов при добыче полезных ископаемых
Введение к работе
Все применяемые в настоящее время шпуровые бурильные машины создаются по одной из трех кинематических схем, обеспечивающих: вращательно-поступательное движение инструмента (вращательное бурение), вращательно-поступательное движение инструмента с одновременным нанесением по нему ударов (вращательно-ударное бурение), дискретные повороты инструмента с нанесением по нему ударов (ударно-поворотное бурение). Для всех названных способов бурения и применяемых машин характерным является поворот инструмента вокруг его собственной оси, неизбежно приводящий к абразивному износу лезвий. За всю историю существования техники бурения шпуров, техники сверления разнообразных сред вращение или дискретный поворот инструмента вокруг его оси считались абсолютно необходимыми. В технике неизвестны устройства, изобретения, которые бы обеспечивали создание глубоких отверстий выбуриванием среды без вращения инструмента. Исключение составляют продавливающие машины, уплотняющие среду, и сложные механические системы со специальным приводом, располагающиеся внутри проводимых выработок.
В середине XX века получил применение буровой инструмент, оснащенный инденторами, имеющими форму тел вращения с гладкими поверхностями, который получил название безлезвийный. Экспериментальные исследования, проведенные с безлезвийным инструментом показали, что такой важный параметр, как угол поворота между ударами, не оказывает какого-либо серьезного влияния на производительность бурения. Оказалось возможным создание такого геометрического расположения инденторов на торце инструмента, когда разрушение всего забоя может быть произведено за один удар. Удаление разрушенного материала и нанесение следующего удара способно продвинуть инструмент вдоль его оси без поворота вокруг нее. Возможность такого способа разрушения забоя и проникание инструмента внутрь массива подтвердились специально поставленными экспериментами, проведенными в 1983-1988гг.'по инициативе профессора Л.Т.Дворникова во
Фрунзенском политехническом институте и на Кузнецком
машиностроительном заводе в г.Новокузнецке.
Наиболее существенным отрицательным результатом бурения без вращения инструмента, отмеченным в этих исследованиях, является то обстоятельство, что производительность и энергоемкость бурения при этом пока заметно уступают известному ударно-поворотному способу. Идея бесповоротного бурения является идеей новой, к настоящему времени она недостаточно апробирована. Назвать какие-либо теоретические изыскания в этом направлении не представляется возможным из-за их отсутствия.
Цель работы. Разработка методов повышения эффективности бесповоротного бурения горных пород безлезвийным инструментом путем использования взаимовлияния полей напряжений, возникающих при одновременном контакте нескольких инденторов с забоем горной выработки.
Идея работы заключается в широком использовании эффекта симмультанного разрушения горных пород с целью совершенствования показателей ударного способа бурения безлезвийным буровым инструментом.
Задачи исследований:
исходя из известных контактных задач теории упругости исследовать взаимодействие с хрупкой средой инденторов, представленных абсолютно гладкими телами вращения;
аналитически исследовать взаимовлияние полей напряжений при симультанном (одновременном) статическом воздействии на горную породу групп инденторов;
исследовать особенности динамического воздействия на горную породу групп инденторов путем поиска рациональных форм волн упругих деформаций, генерируемых в буровом инструменте;
провести физический эксперимент по статическому и динамическому вдавливанию инденторов различных форм в реальные хрупкие среды с целью проверки аналитически полученных выводов;
разработать конструкции конкретного безлезвийного инструмента для создания шпуров некруглых форм, схем соответствующих этому
инструменту буровых машин, буровых агрегатов и общего способа ведения горных работ, на примере отделения строительного камня на горнодобывающих карьерах.
Методы исследований основаны на использовании:
решений контактных задач теории упругости;
решений задач высшей математики и механики на основе математической системы Maple V Power Edition;
положениях механики разрушения;
принципах математической статистики;
приемах теории механизмов и машин.
Научные положения, выносимые на защиту:
методика исследования напряженно-деформированного состояния горных пород через усредненный модуль упругости;
методы определения, через Эйлеров интеграл второго рода связей между действующими усилиями, удельным давлением под индентором, описываемым уравнением параболоида различных степеней, и его прониканием в хрупкую среду;
алгоритмы, позволяющие определять величину проникания индентора с учетом воздействия от соседних инденторов;
математические модели для учета динамической составляющей воздействия, позволяющие находить количественные сравнительные показатели эффективности тех или иных ударников ударных систем;
математическая модель, связывающая напряжения в массиве горных пород с геометрическими размерами инструмента эллиптического типа, являющаяся основанием к выбору различных форм бурового бесповоротного инструмента.
Достоверность и обоснованность научных положений и результатов обеспечена:
теоретическими исследованиями на основе положений теории упругости, в частности ее раздела, касающегося контактных задач;
теоретическими исследованиями на основе положений механики разрушений;
3. экспериментальными исследованиями по статическому и динамическому вдавливанию инденторов различных форм в реальные хрупкие среды. Научная новизна работы заключается в:
разработке методики исследования напряженно-деформированного состояния горных пород;
в разработке математических моделей, используемых на различных этапах синтеза нового бурового инструмента.
Практическая полезность заключается в разработке совместно с профессором Дворниковым Л.Т. комплекса технических решений, названого -новым способом отделения строительных камней от массивов. Комплекс включает в себя конструкции конкретного безлезвийного инструмента для создания шпуров некруглых форм, схем соответствующих этому инструменту буровых машин, буровых агрегатов и общего способа ведения горных работ, на примере отделения строительного камня на горнодобывающих карьерах. Этот комплекс запатентован в Роспатенте охранными документами.
Реализация работы. Основные положения и результаты исследований переданы для использования на ОАО " Кузнецкий машиностроительный завод". Разработанная методика исследования напряженно-деформированного состояния хрупких сред используется в учебном процессе Сибирского государственного индустриального университета при подготовке инженеров -механиков по специальности "Динамика и прочность машин".
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационнй работы докладывались и обсуждались на международной конференции " Механизмы переменной структуры и вибрационные машины" (Кыргызкая республика, Бишкек, 1995 г.), на международных научно-практических конференциях "Перспективы развития горнодобывающей промышленности" (Новокузнецк, 1996, 1997, 2001 гг.), на научно-практических конференциях по проблемам машиностроения, металлургических и горных машин (Новокузнецк, 1996, 1997, 2002 гг.), Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Совершенствование методов поиска и разведки, технологии добычи и переработки полезных
ископаемых" ( Красноярск, 1999 г.), на межотраслевых научных конференциях "Краевые задачи и математическое моделирование" ( Новокузнецк, 1998, 1999, 2000, 2002 гг.) на Всероссийской научно-технической конференции "Технологии, оборудование и производство инструмента для машиностроения и строительства " ( Новосибирск, 1999 г .) на международном научном симпозиуме " Механизмы и машины ударного, периодического и вибрационного действия " ( Орел, 2000 г.) на 4 международном симпозиуме (Брисбан, Австралия, 1997 г.) и на кафедре "Теория механизмов и машин и основ конструирования" СибГИУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано двадцать пять научных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех
глав, заключения, списка литературы, включающего 117 наименований и 1
приложения. Основной текст изложен на машинописных страницах,
поясняется 91 рисунками и 11 таблицами.
Формы инденторов бурового инструмента, анализ направления безлезвийности при создании ударного инструмента
Известно, что при создании нового бурового инструмента, при проверке новых способов воздействия на забой сравнительные испытания определенным способом регламентируются. При ударно-поворотном способе бурения горных пород коренной, основополагающей связью, определяющей режим работы бурильной машины, является связь между углублением инструмента за один удар Ас и углом поворота ф между ударами. Связь Ac =f(cp) носит сложный характер с выраженными экстремумами. Установленные из опыта углы поворота, приводящие к максимальным заглублениям инструмента, являются наиболее важной информацией, используемой при создании буровых машин и проектировании рациональных режимов бурения. Все многообразие буровых инструментов, созданных в течение более чем столетнего использования буровых машин, позволяло при их испытаниях выявлять экстремальные значения углубления.
В бывшем СССР наиболее широкие исследования по использованию безлезвийного инструмента [85, 91, 96] были проведены в 1983-1988гг. по инициативе профессора Л.Т.Дворникова во Фрунзенском политехническом институте и на Кузнецком машиностроительном заводе в г.Новокузнецке. Первые же образцы безлезвийного инструмента были подвергнуты типовым испытаниям на граните, имеющем коэффициент крепости f = 16... 18 по шкале Протодьяконова М.М. В таблице 1 приведены результаты [91] внедрения инструмента в зависимости от угла поворота его между ударами при использовании показанной на рисунке 17 условно названной КНШ-43, 08x6, что означает: коронка незатачиваемая, штыревая, диаметром 43 мм с шестью вставками, имеющими диаметр сферы 8 мм. Бурение производилось при энергиях единичного удара в 58,8; 88,2 и 117,6 Дж. При этом поворот инструмента осуществлялся через 10,20,30 и 40 градусов. На рисунке 18 a, b, с приведены графики изменения Ас в зависимости от Ф для коронки КНШ-43, 08x6. Чтобы показать особенность полученного результата, на тех же графиках приведено изменение углубления за один удар для серийной лезвийной коронки КТШ-43 (коронка трехперая штыревая). Экспериментальные исследования КТШ-43 проводились по той же методике при энергиях единичного удара в 58,8 и 88,2 Дж. Результаты опытов приведены в таблице 2.
Из графиков (рисунок 18) видно, что, как и следовало ожидать, лезвийный инструмент (КТШ) лишь при определенных углах поворота между ударами, а именно в 40 , обеспечивает максимальное углубление на один удар. Увеличение или уменьшение этого угла приводит к потере производительности бурения. При применении безлезвийного инструмента (КНШ) такого оптимума обнаружить не удалось. Можно лишь четко заметить рост углубления на удар от энергии удара. В таблице 3 и на рисунке 19 приведены усредненные значения углубления на удар от энергии единичного удара. При этом, значения углубления при угле поворота в 10 не использовались. Это объясняется тем, что в процессе эксперимента обеспечить достаточно точно такой угол поворота практически невозможно. Абсолютная ошибка в ± 1 дает относительную ошибку до 20 %.
Наибольшую важность представляет то обстоятельство, что удалось заметить отсутствие сколько-нибудь заметной зависимости влияния угла поворота между ударами коронки, оснащенной сферическими инденторами (безлезвийной), на углубление ее в горную породу за один удар. Вне зависимости от угла поворота шпур хорошо формируется (дно шпура показано на рисунке 20).
Естественен был вывод о том, что при использовании коронок с цилиндро-сферическими инденторами можно уменьшить угол поворота между ударами до минимального, т.е. уменьшить скорость вращения инструмента относительно продольной его оси. В этом случае можно свести до минимума износ твердосплавных вставок, т.к. износ, прежде всего, определяется длиной пути трения. Естественно возник вопрос о возможности бурения без какого-либо поворота инструмента, когда слой породы по всему забою снимался бы за один удар. Использованная в описанном эксперименте коронка КНШ-43, 08x6 не позволила добиться такого результата, т.к. она проектировалась не для этих целей.
Представляются весьма содержательными данные, приведенные в работе [85], полученные при исследовании влияния числа сферических вставок на скорость бурения. В этой работе приводится эмпирическая связь вида где h - углубление на один оборот инструмента, мм; U - объем лунки выкола, мм ; N - число сферических вставок; Пу/об - число ударов на один оборот инструмента; D - диаметр коронки. Анализ уравнения (11) позволяет заключить, что путем одновременного увеличения числа цилиндро-сферических вставок N и снижения числа ударов на один оборот пу/0б можно получать одинаковое углубление на один оборот инструмента h. Таким образом, при определенном N, вся площадь забоя шпура будет разрушена и за один удар, в этом случае отпадет надобность поворачивать инструмент между ударами.
Влияние силы, действующей вне штампа на нормальное давление под ним и его смещение
В силу того, что скважины и шпуры характеризуются очень большими числами отношений их длины к диаметру, стержень, передающий усилие на забой может потерять устойчивость. Для устранения этого, передача больших усилий на забой, в частности на цилиндро-сферический инструмент, достигается через удар. При этом нагружается лишь часть стержня по длине, что обеспечивает его продольную устойчивость.
Бурильные машины ударного действия представляют собой довольно сложные механические системы, обоснование оптимальных параметров которых связано со значительными экономическими выгодами, заключающимися в увеличении производительности буровых работ и в уменьшении энергозатрат на бурение.
Схематически бурильные машины можно представить в виде длинного с малым поперечным сечением стержня (рисунок 30), опирающегося через буровой инструмент на разрушаемую горную породу.
Ударник генерирует в стержне волну продольной деформации, которая движется по стержню в сторону забоя, нагрулсает буровой инструмент и горную породу, создавая условия для разрушения последней. Амплитуда и длительность волн напряжений определяются материалами, формами и размерами соударяющихся тел. Эффективность ударных механизмов бурильных машин принято [35] оценивать т.н. коэффициентом перехода энергии импульса в горную породу и линейным прониканием инструмента в обрабатываемую среду. Качество ведения буровзрывных работ напрямую зависит от следующих критериев ударного механизма: энергия единичного удара; частота ударов ; форма импульса напряжений; максимальная амплитуда напряжений ; длительность импульса . Что касается первых двух критериев, то в [35] показаны разумные диапазоны, в которых должны находиться масса и скорость ударника. Остальные критерии связаны с волновыми процессами, происходящими в ударной системе. При соударении ударника и стержня в последнем возникают колебания. Основные уравнения продольных колебаний стержня (волновода) в предположении о том, что стержень однороден, его поперечные сечения в процессе колебаний остаются плоскими и перемещаются лишь вдоль оси стержня, не изменяя своей площади, выводятся из уравнения равновесия элемента стержня, заключенного между двумя смежными сечениями (рисунок 31). К сечению, удаленному от начала координат на расстояние х, приложена сила F , а в сечении, удаленном от первого на расстояние dx, действует сила dF F H dx . Под действием силы F первое сечение переместится на величину и, дх ди , а второе сечение переместится на величину и + —ах . дх Условие равновесия элемента стержня будет где р-плотность материала стержня, S-площадь поперечного сечения стержня, t- время. Относительная деформация — подчиняется закону Гука: дх — dx = dx , (66) дх SE где Е -модуль упругости материала стержня. Исключая силу F из уравнений (65) и (66), можно найти следующее уравнение: 2.. _ - 2„ (67) д и р д и дх2 Е ді1 Уравнение (67) есть дифференциальное уравнение в частных производных второго порядка гиперболического вида с постоянными коэффициентами ( уравнение Сен-Венана [19, 55]). Д Аламбер [51] показал, что общее решение уравнения (67) может быть выражено через две произвольные функции f(x) и g(x) следующим образом: u=f(x+ct)+g(x-ct), (68) ( ft. где с - скорость распространения продольных волн (с = — ). \Р Функции f и g зависят от начальных и граничных условий. В работе [51] показано, как можно функции f и g подчинить заданным начальным условиям. ди Так, при t=0 u=h(x), — = к(х), поэтому f(x) +g(x)=h(x). Граничные условия определяют состояние концов стержней во время колебаний. Если считать, что ударный конец стержня совпадает с началом координат, а противоположный от ударного конец свободен, то можно записать (и) =ои(—) =0, где 1 - длина стержня. На рисунке 32 показаны конструктивные схемы [4] ударных узлов некоторых классов бурильных машин (1-буровая штанга, 2 - хвостовик, 3-ударник). Рисунок 32-Конструктивные схемы ударных узлов бурильных машин а-БУ-1; Ь-ВУБМ-3; с-ВУВБ-1; d-AK7ESA; е-Р/Ш-6 Нахождение теоретических связей между сложными формами реальных ударников (рисунок 32) и силами в ударных импульсах, которые они обеспечивают на границе инструмент-забой представляет определенные трудности, поскольку в зависимости от формы ударяющего тела существенно различаются формы волн деформаций в стержне.
Закономерности внедрения в хрупкую среду при статическом нагружении инструментов с различным числом и расположением инденторов
Аналитические исследования, выполненные в соответствии с поставленными задачами, позволили установить следующее: 1. При воздействии на упругое полупространство безлезвийными инденторами различных форм и размеров под действием заданных статических усилий напряжения и деформации в среде воздействия могут быть вполне определены системой уравнений (12) при этом величины напряжений и деформаций оказываются однозначно зависимыми от гармонической функции (17) . Горные породы, являющиеся объектом разрушения, оцениваемые через коэффициент крепости, введенный проф. М.М.Протодьяконовым, могут быть исследованы на напряженно-деформированное состояние через усредненный модуль упругости пород Еп, определяемый через коэффициент крепости. 2. Простейшие формы безлезвийных инденторов как тел вращения с достаточной степенью приемлемости могут описываться уравнением параболоида различных степеней. В этом случае достаточно легко через Эйлеров интеграл второго рода могут находится связи между действующими усилиями, удельным давлением под индентором и прониканием индентора в среду. Управление формами индентора может обеспечивать нахождение наилучших условий для разрушения сред под индивидуальным индентором. 3. Взаимовлияние инденторов на напряженно-деформированное состояние среды при одновременном (симультанном) воздействии групп инденторов может быть учтено уравнением вида (55). При этом особое влияние на состояние среды оказывают формы инденторов и линейное расстояние между ними. Найденные закономерности позволяют определять величину проникания индентора с учетом воздействия от соседних инденторов. 4. Реальные ударные процессы бурения требуют учета волновых явлений в волноводах, через которые инденторы бурового инструмента воздействуют на забой. Известные, накопленные к настоящему времени решения задач продольного удара являются достаточным основанием к учету динамической составляющей воздействия. Главным образом эти составляющие выражаются в учете форм волновых импульсов действующих на инструмент. Использование ударников ударных механизмов в виде усеченных конусов, а также ударников с выпуклой и вогнутой образующими, могут приводить к различным величинам проникания, и различным напряжениям и деформациям в средах. Приведенные в работе взаимосвязи позволяют находить количественные сравнительные показатели эффективности тех или иных ударников ударных систем. 5. При определенном " вооружении" бурового инструмента и для соответствующих ударных воздействиях забой буримых шпуров может разрушаться за один удар, что позволяет переходить на так называемый бесповоротный режим бурения, который, в свою очередь, дает возможность осуществлять производство шпуров и скважин некруглого сечения. Эффективность такого вида бурения связывается с созданием на стенках образуемых шпуров и скважин концентраторов напряжений, способных обеспечить задание направления развития трещин. Найденные в работе закономерности между напряжениями в массиве горных пород и геометрическими размерами инструмента эллиптического типа могут явиться основанием к выбору различных форм бурового бесповоротного инструмента.
В соответствии с общепринятыми принципами воздействия при изучении сопротивляемости горных пород механическому разрушению были проведены лабораторные исследования по статическому внедрению инденторов.
Основная цель настоящего этапа исследований заключалась в получении необходимых данных для разработки практической методики испытаний горных пород на эффект совместности (симультанности) воздействия на них групп инденторов. Потребность в создании такой методики, позволяющей прогнозировать поведение горных пород при симультанных разрушающих воздействиях агрегированного инструмента, выявилась со всей очевидностью вследствие установления в ходе теоретических исследований (глава 2, настоящей работы) возможных существенно разных по интенсивности проявлений названного эффекта у различных горных пород, что сделало в принципе необходимым учет при инженерных расчетах процессов разрушения горных пород агрегированными инструментами с симультанным приложением нагрузок.
В основу методики испытаний был положен тот же принцип, что и при известных определениях контактной прочности горных пород (статическое вдавливание индентора в естественную, необработанную поверхность горной породы - по методике Л.А.Шрейнера [101]). В качестве количественного критерия эффекта совместности было решено принять относительное изменение величины усилия в момент образования лунки выкола, поэтому при проведении исследований, необходимых для разработки методики, производилось сопоставление величин соответствующих усилий при вдавливании одиночного индентора, симультанном вдавливании двух, трех и четырех инденторов. Опыты проводились в лаборатории кафедры ТММ и ОК Сибирского государственного индустриального университета. В качестве экспериментального стенда (рисунок 47) был использован механический пресс с усилием в 30 килоньютонов. Для измерения нагрузок использовался динамометр, рассчитанный на измерение нагрузок до 50 килоньютонов.
Обоснование нового способа отделения горных пород от массивов при добыче полезных ископаемых
В соответствии с описанной в параграфе 3.1 методикой проведения опытов, была проведена серия испытаний.
Механизм разрушения, вне зависимости от числа воздействующих инденторов оказался идентичным для всех образцов горной породы. В связи с этим можно говорить лишь о варьировании различной степени выраженности протекающего физического процесса для каждого конкретного образца. Были получены формы лунок выкола, которые распределились в три группы: 1) все инденторы при вдавливании образуют отдельные лунки; 2) то же, но при этом между отдельными лунками образуются трещины или выколы в виде желобков; 3) в результате воздействия групп инденторов образуется одна общая лунка. Особый интерес представлял третий случай. Проведенные опыты показали, как это и должно следовать из параграфа 2.3 главы 2 настоящей работы, что поля напряжений от каждого из инденторов взаимонакладываются, что приводит к новым важным ситуациям, когда максимальные значения напряжений появляются в местах, смещенных от площадок контактов отдельных инденторов. В этом случае разрушение среды происходит так, что общая лунка выкола получает явно выраженное единое плоское дно с размерами, превосходящими площадь, охватываемую инденторами. Наблюдения за характером разрушения породы показывают, что при вдавливании одиночного индентора (инструмент на рисунке 49, а) непосредственно под контактной площадкой образуется сильно спрессованный и достаточно тонкий (менее \мм) чашеобразный слой породы несколько меньшего диаметра (на \-2мм), чем диаметр лунки выкола Dn (рисунок 51). Остальная часть разрушенной породы представляет собой менее спрессованные раздробленные частички горной породы, удаляемые без значительных усилий острым предметом. Надо отметить, что известные теории упругого взаимодействия индентора со средой, в частности исследования, приведенные в параграфах 2.1 и 2.2 настоящей работы не приводили к отмеченному явлению, а именно образованию спресованных участков среды. При одновременном вдавливании инструмента с тремя инденторами (инструмент на рисунке 49, Ь), расположенными по схеме равностороннего треугольника, а также при четырех инденторах (инструмент на рисунке 49, d) характер разрушения под каждым индентором оказывается аналогичным описанному, а часть породы в пространстве между инденторами разрушается крупным сколом (рисунок 52), что и предсказывалось в параграфе 2.3 главы 2 настоящей работы, где отмечалась возможность проявления эффекта взаимовлияния инденторов на напряженно-деформированное состояние среды.
При исследовании взаимодействия с хрупкой средой инденторов было замечено, что на всех стадиях разрушения ведущую роль играет трещинообразование, то есть трещины появляются там, где возникают растягивающие напряжения. Объем лунки выкола существенно больше внедрившейся части индентора - зона 2 (рисунок 52). Как уже было отмечено, между парами ближайших инденторов образовывались крупные трещины -каналы, которые становились границами лунки скола. Это заметно на приведенных фотографиях лунок выкола от вдавливания инструмента с четырьмя инденторами (рисунки 53 и 54, инструмент на рисунке 49, d).
Также, как видно на рисунке 54 лунки от инденторов становятся источниками трещин исходящих в стороны, противоположные нахождению лунки скола. Это наталкивает на идею - обозначить совокупности двух, трех, четырех инденторов как один элемент, и после этого использовать наборы таких однородных элементов для разрушения определенной площади породы.
