Experimental study of the thermal reaming of the borehole by axial plasmatron

Purpose. To study rock spallation dynamics in the process of the borehole thermal reaming and analyze energy consumption of the borehole thermal reaming process by plasma jets of the axial plasmatron. Methods. Field experimental study of rock spallation by plasma jets is carried out with the view to measuring the thermal power of plasma, weight of rock spalls and duration of plasma jets impact on the borehole. VT-200 scales were used to measure the rock spalls weight. In the experimental study, plasma jets flow out directly into the borehole in the granite block. The borehole and plasmatron nozzle parameters are geometrically similar. Findings. Experimental data are processed in the form of a table that shows the following parameters of individual experiments: duration of the borehole surface treatment by a plasma jet; thermal power of a plasma jet; heat release of a plasma jet, weight of the rock spalls, energy efficiency of the rock spallation process; productivity of the rock destruction. Experimental data are processed in the form of the dependence of energy consumption of the borehole thermal reaming on the duration of the borehole inner surface thermal treatment. The range of thermophysical and plasmodynamic parameters of the plasma torch that allow to achieve rock spallation is determined. Originality. The linear relationship between the energy consumption in the process of the borehole thermal reaming by low temperature plasma and the duration of the reaming process is revealed, with energy consumption of the reaming process decreasing dramatically with the increase in the process duration. Practical implications. Methodology of the experimental research into the borehole thermal reaming by plasma jets rock spallation is developed. The results of the study could be applied to borehole drilling processes.Мета. Дослідження динаміки лущення гірської породи в процесі термічного розширення свердловини та енергоємності процесу термічного розширення свердловини плазмовим струменем осьового плазмотрона. Методика. В роботі виконано натурне експериментальне дослідження лущення гірської породи струминою плазми. Сутність експерименту полягала у вимірюванні теплової потужності плазми, маси сколених частинок гірської породи та тривалості впливу плазмового струменя на свердловину. Для вимірювання маси сколених частинок гірської породи використовувались ваги ВТ-200. В експериментальному дослідженні струмина плазми витікає безпосередньо в свердловину в блоці міцного граніту. Дотримано геометричну подобу параметрів свердловини та сопла плазмотрона. Результати. Виконано обробку дослідних даних у вигляді таблиці, в якій наведено наступні параметри окремих дослідів: тривалість впливу плазмового струменя на свердловину; теплова потужність плазмового струменя; теплота плазмового струменя, маса сколених частинок породи, енергоємність процесу лущення гірської породи; продуктивність руйнування гірської породи. Виконано обробку дослідних даних у вигляді залежності енергоємності процесу термічного розширення свердловини від тривалості термічної обробки внутрішньої поверхні свердловини. Наукова новизна. Виявлено лінійну залежність енергоємності процесу термічного розширення свердловин низькотемпературною плазмою від тривалості процесу розширення, при цьому енергоємність процесу розширення стрімко зменшується зі збільшенням тривалості процесу. Практична значимість. Розроблено методику експериментального дослідження термічного розширення свердловини шляхом лущенням гірської породи струминою плазми. Отримані результати впливу високотемпературних струмин плазми в процесах крихкого руйнування гірських порід можуть бути застосованими в процесах буріння свердловин.Цель. Исследование динамики шелушения горной породы в процессе термического расширения скважины и энергоемкости процесса термического расширения скважины плазменной струей осевого плазмотрона. Методика. В работе выполнено натурное экспериментальное исследование шелушения горной породы струей плазмы. Сущность эксперимента заключалась в измерении тепловой мощности плазмы, массы сколотых частиц горной породы и длительности воздействия плазменной струи на скважину. Для измерения массы сколотых частиц горной породы использовались весы ВТ-200. В экспериментальном исследовании струя плазмы следует непосредственно в скважину в блоке крепкого гранита. Соблюдено геометрическое подобие параметров скважины и сопла плазмотрона. Результаты. Опытные данные представлены в виде таблицы, в которой сведены следующие параметры отдельных опытов: продолжительность воздействия плазменной струи на скважину; тепловая мощность плазменной струи; теплота плазменной струи, масса сколотых частиц породы, энергоемкость процесса шелушения горной породы; производительность разрушения горной породы. Опытные данные обработаны в виде зависимости энергоемкости процесса термического расширения скважины от продолжительности термической обработки внутренней поверхности скважины. Определен диапазон теплофизических и плазмодинамичних параметров плазменного факела при которых достигается процесс шелушения породы. Научная новизна. Выявлена линейная зависимость энергоемкости процесса термического расширения скважин низкотемпературной плазмой от продолжительности процесса расширения, при этом энергоемкость процесса расширения стремительно уменьшается с увеличением продолжительности процесса. Практическая значимость. Разработана методика экспериментального исследования термического расширения скважины путем шелушения горной породы струей плазмы. Полученные результаты воздействия высокотемпературных струй плазмы в процессах хрупкого разрушения горных пород могут быть применены в процессах бурения скважин.The authors express their gratitude to V.P. Teplyi, Chief Project Designer at the Department of Vibropneumatic Transport Systems and Complexes of the Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov of National Academy of Sciences of Ukraine, and to S.V. Shniakin, Chief Engineer at the Department of Vibropneumatic Transport Systems and Complexes of the Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov of National Academy of Sciences of Ukraine, for their valuable help during the experimental studies. The authors are also grateful to L.T. Kholiavchenko, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Senior Researcher at the Department of Rock Breaking Problems of the Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov of National Academy of Sciences of Ukraine, for his valuable guidelines and comments in the discussion of the results obtained through experimental and theoretical studies

РОЛЬ ДЕРЖАВИ В СТИМУЛЮВАННІ ІНВЕСТИЦІЙНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ В УКРАЇНІ

The article examines the role of the state in stimulating investment activity in Ukraine.It was determined that the main shortcomings of the state regulation of investment activities in Ukraine can be called:- Uncertainty of the institutional and legal mechanism regarding the attraction of non-state investments, in particular the development and strengthening of public-private partnerships.- Slowness and insufficient government support in the field of introducing the latest technologies and innovations.- Unfavorable climate for investments in Ukraine, in particular due to the global financial and economic crisis, which led to the maximum inaccessibility of international financial resources.- lack of effective mechanisms for partnership between the public and private sectors in the implementation of investment projects, etc.The structure of capital investments by sources of their financing is analyzed. It was established that the main source is the own funds of enterprises and organizations, which make up 68% of all capital investments.The dynamics of the inflow of capital investments into Ukraine for 2015–2020 were studied. It was determined that the dynamics of capital investments into Ukraine is positive, but not resistant to external factors. Therefore, it is important to improve the regulation of investment policy in order to increase the amount of income. It is well-founded that the system of regulation of the conditions of investment activity is not stable, it must be regulated depending on the socio-economic situation and the level of investment activity of economic entities in the current period. Methods for stimulating investment demand are proposed: increase in government spending, decrease in taxes, interest rates, increase in money supply, interventions in the stock market. У статті досліджено роль держави в стимулюванні інвестиційної діяльності в Україні. Проаналізовано динаміку та структуру капітальних інвестицій України. Запропоновано шляхи покращення регулювання інвестиційної діяльності в Україні

ОСОБЛИВОСТІ ФУНКЦІОНАЛЬНОГО СТАНУ ОРГАНІЗМУ ОСІБ ЮНАЦЬКОГО ВІКУ З РІЗНИМ РЕЗЕРВОМ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ СЕРЦЯ

The functional state of the body is largely determined by nature and effectiveness of mechanisms of its adaptation. The study of functional capabilities of cardiovascular system allows to get a wide array of information about the reactivity of body in response to fluctuations in environment. The aim – to study activity of cardiovascular system, adaptive potential, training of breathing apparatus, tolerance to mental load. Material and Methods. 60 practically healthy young persons were examined. The indicators of heart rate, blood pressure, Baevsky adaptive potential, Skibinsky index indicators, Rosenthal tests, Robinson index and mental load tolerance were studied. Results. 88.9 % of young people had a satisfactory level of adaptive capacity in group with Ruffier index is above average. Only 60.0 % of the examined had a satisfactory level of adaptive capacity in group with average level of the Rufier index. The respiratory system has better performance in group 1: the good level of Skibinsky index was set in 22.3 % of people, and 66.7 % had a satisfactory level of this index. At the same time, 10 % of the surveyed had a good level of Skibinsky index in group 2, 80 % of them had the satisfactory index, and another 10 % had a low level of Skibinsky index. The persons with high level of tolerance to mental load dominate in group 1 and formed 60 %. Conclusions. There are more people with satisfactory level of adaptive potential in 20.8 %, 12.3 % more people with a good level of Skibinsky index in the group with high rates of functional reserves of the heart. Persons with large reserve of heart performance demonstrate the best indicators of tolerance to mental load.Функциональное состояние организма в значительной степени определяется характером и эффективностью механизмов его адаптации. Исследование функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы позволяет получить широкий массив информации о реактивности организма в ответ на колебания условий среды. Цель – исследовать особенности показателей деятельности сердечно-сосудистой системы, уровень адаптационного потенциала, уровень тренированности аппарата внешнего дыхания, толерантность к умственным нагрузкам для оценки функционального состояния организма лиц с различным уровнем работоспособности сердца. Материал и методы. В ходе работы обследовано 60 практически здоровых лиц юношеского возраста. Изучали показатели частоты сердечных сокращений, артериального давления, адаптационного потенциала по Баевскому, резервные возможности дыхательной системы по Скибинскому и уровень тренированности аппарата внешнего дыхания по Розенталю, исследовали индекс Робинсона, а также показатели толерантности к умственной нагрузке. Результаты. У обследованных с уровнем индекса Руфье выше среднего (1-я группа) 88,9 % лиц имеют удовлетворительный уровень адаптационного потенциала, тогда как у лиц со средним уровнем индекса Руфье (2-я группа) удовлетворительный уровень адаптационных реакций имели только 60,0 % обследованных. У лиц 1-ой группы резервные возможности дыхательной системы имеют лучшие показатели: хороший уровень индекса Скибинского установлен у 22,3 % лиц, 66,7 % обследованных имели удовлетворительный уровень этого показателя. В то же время у лиц 2-ой группы хороший уровень индекса Скибинского имели 10 % обследованных, 80 % лиц – удовлетворительный, еще 10 % – низкий уровень. Среди обследованных первой группы доминируют лица с высоким уровнем толерантности к умственной нагрузке – 60 %. Выводы. В группе с высокими показателями функциональных резервов сердца на 20,8 % больше лиц с удовлетворительным уровнем адаптационного потенциала, на 12,3 % больше обследованных с хорошим уровнем индекса Скибинского. Лица с высшим резервом работоспособности сердца демонстрируют лучшие показатели толерантности к умственной нагрузке.Функціональний стан організму значною мірою визначається характером та ефективністю механізмів його адаптації. Дослідження функціональних можливостей серцево-судинної системи дозволяє отримати широкий масив інформації про реактивність організму у відповідь на коливання умов середовища. Мета – дослідити особливості показників діяльності серцево-судинної системи, рівень адаптаційного потенціалу, рівень тренованості апарату зовнішнього дихання, толерантність до розумових навантажень з метою оцінки функціонального стану організму осіб із різним рівнем працездатності серця. Матеріал і методи. В ході роботи обстежено 60 практично здорових осіб юнацького віку. Вивчали показники частоти серцевих скорочень, артеріального тиску, адаптаційного потенціалу за Баєвським, резервні можливості системи дихання за Скібінським і рівень тренованості апарату зовнішнього дихання за Розенталем, досліджували індекс Робінсона, а також показники толерантності до розумового навантаження. Результати. В обстежених із рівнем індексу Руф’є вище середнього (1-а група) 88,9 % осіб має задовільний рівень адаптаційного потенціалу, тоді як в осіб із середнім рівнем індексу Руф’є (2-а група) задовільний рівень адаптаційних реакцій мали лише 60,0 % обстежених. В осіб 1-ої групи резервні можливості системи дихання мають кращі показники: у 22,3 % осіб встановлено добрий рівень індексу Скібінського, 66,7 % обстежених мали задовільний рівень цього показника. Водночас в осіб 2-ої групи добрий рівень індексу Скібінського мали 10 % обстежених, 80 % осіб – задовільний, ще 10 % – низький рівень. Серед обстежених 1-ї групи домінують особи з високим рівнем толерантності до розумового навантаження – 60 %. Висновки. У групі з вищими показниками функціональних резервів серця на 20,8 % більше осіб із задовільним рівнем адаптаційного потенціалу, на 12,3 % більше обстежених із добрим рівнем індексу Скібінського. Особи з більшим резервом працездатності серця демонструють кращі показники толерантності до розумового навантаження