Researches On Some Fundamental Relations In Rotary-drilling of Rocks Available to Purchase

In einer frueheren Untersuchung war es gelungen, die Zusammenhange zwischen Gesteinsfestigkeit, Bohrandruck, Bohrgeschwindigkeit und Bohrarbeit beim drehenden Bohren durch allgemeine Bohrforrneln zu erfassen. Um die Gueltigkeit dieser an homogenen kuenstlichen Gesteinen gefundenen Bohrformeln auch fuer heterogene Gesteine zu pruefen, werden die Versuche auf Zementmörtel mit Kalk und Quarz ausgedehnt. Sie umfassen 3000 Einzelbohrungen fuer 60 Versuchsbedingungen. Das Ergebnis bestatigt die funktionellen Zusammenhange der allgemeinen Bohrformeln. Die in den Bohrformeln enthaltenen Parameter und b zeigen sich als Korrekturwerte der Gesteinsdruckfestigkeit im Hinblick auf die Bohrfestigkeit. Dabei sind der Eindringwiderstand und der Zerspanungswiderstand als Teilbereiche der Bohrfestigkeit gesondert zu behandeln. Der erste Korrekturwert stellt ein Maβ der festigkeitsvermindernden Inhomogenitaten im Verband dar. Er beeinfluβt beide Teilbereiche der Bohrfestigkeit. Der zweite Korrekturwert ist ein Maβ fuer den Festigkeitsunterschied zwischen Korn und Bindemittel und gilt nur fuer den Eindringwiderstand. Der Eindringwiderstand nimmt mit steigenden Festigkeitsunterschieden zu, Versuche an Natursteinen bestatigen dei gefundenen Zusammenhange.

Former investigations on rotary-drilling of artificial homogeneous rocks yielded general drilling formulas, relating rock-compressive strength, drilling thrust, drilling velocity and drilling energy. To prove the validity of these formulas for heterogeneous artificial stones, drilling tests were performed in cement mortars with limestone and quartz as aggregates. The test series included 3000 single drillings in 60 different conditions. The parameters a and b in drilling formulas were found to be correcting factors for the compressive strength of the rock, accouting for the different conditions in drilling strength and in crushing tests of cubes. As components of drilling-strength, penetration-resistance and cutting resistance are to be dealt with in separate. Parameter a is a measure of strength-lowering inhomogeneities in the bond, influencing penetration resistance and cutting resistance. Consequently drilling-strength is reduced by increasing inhomogeneity. The second parameter is a measure of the difference between the strengths of the aggregate and the binding agent, influencing only the penetration resistance. It increases with growing differences in strength. Additional tests with natural rocks verify the relations determined.

Lors de recherches precedentes on avait reussi à obtenir les rapports entre la resistance des roches, la pression de forage, la vitesse de forage et l'energie de perforation. La base y etaient des experiences de forage en roches artificielles homogènes. Pour prouver la validite des formules de forage aussi pour des roches heterogènes, on a employè des mortiers à ciment avec les agregats quartz et calcaire. On a fait 3000 forages separes pour 60 conditions experimentales differentes, Les deux paramètres a et b contenus dans les formules sont des valeurs de correction de la resistance des roches, tenant compte des differences entre les sollicitations du material dans le forage rotatif et dans les essais d'ecrasement de cubes. La resistance à la penetration et la resistance à l'arrachement de la roche doivent être traitees separement comme deux composantes de la resistance au forage. Le paramètre a mesure les inhomogeneites de la roche qui en diminuent les deux composantes de la resistance au forage. Par consequent la resistance au forage diminue quand l'inhomogeneite des roches augmente. Le deuxième paramètre mesure les differences entre les resistances du grain et de l'agglutinant; it n'est valable que pour la resistance à la penetration, qui grandit lorsque les differences de resistance augmentent. Des experiences complementaires sur des roches naturelles confirment les rapports trouves.