ПЛАЗМЕННОЕ БУРЕНИЕ
, способ бурения
с применением в качестве рабочего органа плазматрона спец. конструкции
(плазмобура). значит. распространение получили плазмобуры с воздушно-вихревой
стабилизацией ("закруткой") электрич. дугового разряда, служащего
источником плазмы. Темп-pa плазменной струи при П. б. достигает
5000 К, что обеспечивает разрушение горных пород на забое скважины. Плазмообразующими
веществами в плазмобурах служат воздух, инертные газы, водяной пар и их
смеси. Осевое расположение дуги в плазмобуре позволяет при небольшом наружном
диаметре получать высокие мощности. Принцип работы простейшего воздушного
плазмобура (рис.) состоит в следующем. Сжатый воздух подаётся через пустотелую
буровую штангу в плазмобур, где разделяется на два потока; один из них
поступает на внутр. электрод через спиральный канал-завихритель, питает
разряд и, обдувая дугу, вынуждает её вращаться. Вращение смещает электродные
пятна дуги по поверхности внутри электрода и тем самым предотвращает его
преждевременное сгорание. Второй поток охлаждает оба электрода, омывая
их теплоотдающие рёбра. Часть второго потока через тангенциальные отверстия
в изолирующей втулке поступает внутрь разрядной камеры; образовавшаяся
плазма истекает через сопло или неск. сопел на забой. Большая же часть
второго потока после охлаждения электродов выбрасывается наружу через отверстия
в крышке плазмобура и выносит продукты разрушения из скважины. Распространены
и др. схемы плазмобуров, в частности коаксиально-вихревая с водяным охлаждением
электродов. В плазмобурах в качестве рабочего тела может применяться воздушно-водяная
смесь или пар. Это снижает (или практически совсем устраняет) токсичность
отходящих газов (что особенно важно при П. б. в подземных условиях), а
также увеличивает удельный тепловой поток плазмобура.
Плазмобур с воздушным охлаждением: 1
- выходной электрод; 2 - внутренний электрод; 3 - завихритель; 4 - шток;
5 - буровая штанга; 6 - корпус; 7 - дуга.
П. б. наиболее эффективно в крепких горных
породах (гранитах, кварцитах, порфиритах и т. п.). Скорость бурения прямо
пропорциональна удельной мощности плазмобура. Для плазмобура с воздушно-вихревой
стабилизацией дуги и воздушным охлаждением скорость бурения в гранодиоритах
достигала 4,5 м/ч при диаметре скважин до 130 мм и мощности
до 100 квт; для коаксиально-вихревого плазмобура с введением в плазму
углеводородного горючего скорость бурения железистых кварцитов Криворожского
басс. достигала 10-25 м/ч (в пересчёте на шпур диаметром 50 мм)
при
мощности плазмобура 81-150 квт.
П. б. применяется для проходки шпуров и
скважин, их расширения, дробления негабаритов, добычи и обработки штучного
камня, резания и обработки бетонов.
Лит.: Физика, техника и применение
низкотемпературной плазмы. Тр. IV Всесоюзной конференции по физике и генераторам
низкотемпературной плазмы, a.-a., 1970; Бергман Э. Д., Покровский Г. Н.,
Термическое разрушение горных пород плазмобурами, Новосиб., 1971. Э.
Д. Бергман.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я