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基于离散元法的圆台形PDC切削齿磨损特性研究
1
作者 罗晨旭 高君毫 +5 位作者 王登科 向航宇 卢多 谢刚 刘宗文 薛永 《煤炭技术》 2025年第5期208-211,共4页
PDC(聚晶金刚石复合片)钻头破岩过程中切削齿磨损是影响其使用寿命和破岩能力的关键因素。针对一种新型圆台形切削齿刀具,开展其在破岩过程中磨损特性研究。基于离散元法,结合相对磨损模型和Archard磨损模型,对圆台形切削齿磨损进行数... PDC(聚晶金刚石复合片)钻头破岩过程中切削齿磨损是影响其使用寿命和破岩能力的关键因素。针对一种新型圆台形切削齿刀具,开展其在破岩过程中磨损特性研究。基于离散元法,结合相对磨损模型和Archard磨损模型,对圆台形切削齿磨损进行数值模拟,分析了切削齿钻头转速、牵引速度和切入岩壁夹角等因素对切削齿磨损特性的影响规律。结果表明:切削齿表面磨损是以切向转动摩擦为主,法向切削为辅;切削齿表面磨损主要发生在侧端面,越靠近下侧端面,磨损越明显。随着钻头转速减小和牵引速度的增加,切削齿的磨损程度增大;切入岩壁夹角的变化对切削齿表面磨损影响程度较小。研究结果可对切削齿的优化设计、维护及使用寿命评估提供重要参考。 展开更多
关键词 PDC钻头 单齿切削 EDEM Archard磨损模型 破岩过程
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井下救援模块化大直径水平跟管钻机的研制
2
作者 凡东 倪晓阳 +4 位作者 穆树元 邹祖杰 文国军 李影平 鲁飞飞 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第9期236-246,共11页
【目的】针对矿山巷道及隧道塌方事故救援中面临的狭窄空间作业难题,研制一种具备快速响应能力的模块化水平跟管救援钻机系统,以提升复杂环境下的救援效率与安全性。【方法】采用模块化设计理念,通过紧凑化布局优化动力头、给进装置及... 【目的】针对矿山巷道及隧道塌方事故救援中面临的狭窄空间作业难题,研制一种具备快速响应能力的模块化水平跟管救援钻机系统,以提升复杂环境下的救援效率与安全性。【方法】采用模块化设计理念,通过紧凑化布局优化动力头、给进装置及动力系统等核心部件。运用多体动力学仿真对辅助作业车进行倾覆校核,确保其在复杂工况下的稳定性;基于离散元(DEM)−多体动力学(MBD)耦合仿真方法,优化超薄折叠式钻渣带式输送机的结构,显著提升输送效率与空间适应性。结合层次分析法(AHP)与逼近理想点排序法(TOPSIS),构建钻场安全风险评估模型,并集成自回归移动平均(ARMA)和指数平滑算法开发智能预警软件平台,实现了钻场安全态势的动态评估与风险预判。通过钻机静态加载检测、陕西商洛工程试验和云南玉溪集成演练验证钻机性能。【结果和结论】研发的模块化、遥控式大直径跟管救援钻机,最大模块尺寸控制在4000 mm×1700 mm×1450 mm,可在受限空间3 h内完成快速组装;研制的关键部件包括双回转动力头、独立驱动式给进装置、上开口变径夹持扶正系统及遥控单轨吊装系统等,结合电液双控负载敏感液压控制与防爆遥控技术,适配多级跟管钻具,形成集“钻、排、运、护”于一体的救援装备;静态加载检测显示,套管最大转矩达255 kN·m,外管最大推进力达1600 kN;在陕西商洛、云南玉溪分别开展了工程试验和集成演练,完成了3口水平钻孔,最大孔长61.5 m,逃生通道直径570 mm,验证了钻机性能及多级跟管钻进工艺适应性。“钻、排、运、护”一体化井下钻孔救援装备显著提升了狭窄巷道环境下的适应性及救援效率,为矿山及隧道应急救援提供了装备支撑。 展开更多
关键词 矿山灾害 钻孔救援 跟管钻机 模块化设计 双回转动力头 水平大直径钻孔 多级跟管钻进工艺
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高效钻孔救援技术及装备
3
作者 姚宁平 邹祖杰 +4 位作者 张忠海 赵继云 郝世俊 凡东 窦斌 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第9期217-235,共19页
【目的】我国矿山开采逐步向深部发展,每年全国矿山巷道和隧道掘进量近20000 km,矿山(隧道)事故时有发生,危害国家财产和人民生命安全,针对矿山(隧道)事故应急救援重大需求,钻孔救援作为一种有效的救援途径被广泛提及和使用。【方法】... 【目的】我国矿山开采逐步向深部发展,每年全国矿山巷道和隧道掘进量近20000 km,矿山(隧道)事故时有发生,危害国家财产和人民生命安全,针对矿山(隧道)事故应急救援重大需求,钻孔救援作为一种有效的救援途径被广泛提及和使用。【方法】开展了地面井下救援钻孔高效安全施工技术与装备研究,以地面及井下(隧道)救援钻孔安全高效构建为目标,以“地面救援装备−搜救孔/救援孔成孔技术−工程演练”“井下救援装备−水平救援孔成孔技术−工程演练”为主线,突破了救援深孔高效钻进与快速成孔技术难题,研制了具有自适应钻进功能的大功率地面救援车载钻机及快速换杆装置,开发了地面搜救孔“三段式”一趟钻、救援孔气液双循环高效钻进技术及配套钻具,研制了套管焊接机器人等,可满足搜救孔、救援孔高效成孔需求;攻克了混杂坍塌体高效碎岩及随钻护孔技术难题,研发了井下模块化大直径跟管钻进装备、多功能作业车、带式输送机、救援作业舱及钻场防护系统等,满足水平救援通道快速构建需求。【结果和结论】形成了地面车载钻机及井下跟管钻机2套钻孔救援集成装备、地面垂直救援孔及井下水平大直径救援孔高效成孔技术2套救援施工技术,构成了井上下联合钻孔救援技术与装备体系。地面及井下钻孔救援技术装备分别在山西武乡、江苏徐州、陕西商洛、云南玉溪等地进行了系统联调、工程试验及集成演练,验证了装备的可靠性、技术适用性和安全性,可为我国矿山灾害救援提供技术和装备支撑。 展开更多
关键词 矿山灾害 地面救援钻孔 车载钻机 自适应控制 井下水平救援钻孔 多级跟管钻进 金属探测及破拆 水平救生舱
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水浸作用下磁铁矿石动态破碎特征及损伤机理
4
作者 甘德清 于泽皞 +1 位作者 刘志义 孙海宽 《材料导报》 北大核心 2025年第13期66-75,共10页
为探究富水环境中磁铁矿石受地下水侵蚀后的动态损伤特性及破碎特征,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,对不同浸水时长的磁铁矿石开展冲击破碎试验,选取四种不同应变率的试验结果,分析磁铁矿石在不同试验参数下的力学特性以及破碎... 为探究富水环境中磁铁矿石受地下水侵蚀后的动态损伤特性及破碎特征,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,对不同浸水时长的磁铁矿石开展冲击破碎试验,选取四种不同应变率的试验结果,分析磁铁矿石在不同试验参数下的力学特性以及破碎特征,引入应变率与浸水时长两个因素,建立磁铁矿石在不同应变率和浸水时长条件下的统计损伤本构模型,结合损伤曲线分析了浸水磁铁矿石全过程的损伤机理。结果表明:磁铁矿石动态峰值应力、弹性模量、峰值应变随应变率增加而增加;随浸水时长增加,矿石的峰值应变增加,峰值应力与弹性模量降低;应变率增加与浸水处理会改变矿石峰后阶段的应力跌落状态。浸水处理会促进磁铁矿石破碎,增加矿石单位体积吸收能,降低矿石破碎能耗,提高能量利用率。修正损伤本构模型的理论曲线与实测曲线在峰前阶段的吻合度较高,建立的损伤曲线表征了磁铁矿石全过程的损伤机理,磁铁矿石峰前阶段的损伤差异以水应力损伤为主导。磁铁矿石的水应力损伤与荷载损伤共同影响着磁铁矿石的破碎效果,水应力损伤可等效于部分荷载损伤,二者符合一定的比例关系,矿石的破碎效果较好。本工作的结果对富水矿体的安全生产以及磁铁矿石的破碎具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 磁铁矿石 浸水时长 SHPB冲击试验 应变率 动态破碎特征 损伤机理
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落锤作用下磁铁矿石冲击破碎特征的能比效应
5
作者 甘德清 于泽皞 +1 位作者 刘志义 孙海宽 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期48-55,共8页
为了确定利于磁铁矿石破碎的加载能量,确保破碎粒度达标的同时提高有效能量占比,从而提高矿山破碎作业中的能量利用率。通过改变落锤冲击高度,探究了不同冲击能比下磁铁矿石的强度特征、破碎能量变化规律以及破碎粒度分布特点。研究表明... 为了确定利于磁铁矿石破碎的加载能量,确保破碎粒度达标的同时提高有效能量占比,从而提高矿山破碎作业中的能量利用率。通过改变落锤冲击高度,探究了不同冲击能比下磁铁矿石的强度特征、破碎能量变化规律以及破碎粒度分布特点。研究表明:磁铁矿石的冲击力时程曲线分为冲击力急速提升、平稳作用、回落、回升与震荡四个阶段,平稳作用阶段持续时间最长,可达9~10 ms,试件所受冲击强度随冲击能比增加线性升高;随冲击能比增加,磁铁矿石吸能效率先增后减,再增再减,存在吸能效率较高的能比范围,矿石吸收能、吸收能密度均呈线性趋势增加,使得矿石起裂时的裂纹由单一张拉裂纹转为拉伸剪切交织裂纹,破碎方式也由拉伸破坏逐渐转向压缩剪切破坏,磁铁矿石的破碎程度逐渐加剧;冲击能比增加降低了破碎产品的大块率,使得破碎产品粒度更加均匀,粒度分形维数线性增加,碎块平均粒径呈指数趋势减小,破碎产品细度t_(10)以缓—急—缓的趋势增加。研究结果对优化矿山破碎机械参数、提高磁铁矿石破碎效率具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 磁铁矿石 冲击能比 强度变化 能量特性 破碎特征
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基于改进U-Net模型的露天矿钻孔裂隙识别研究
6
作者 宋纹瑶 张梅 +3 位作者 郭连军 邓丁 高崇 赵鑫 《矿冶工程》 北大核心 2025年第4期47-51,57,共6页
为提高钻孔图像裂隙识别精度,提出了一种露天矿钻孔裂隙识别方法,利用智能钻孔摄像技术获取露天矿钻孔图像,并运用随机裁剪和图像翻转进行数据增广,同时采用中值滤波降噪和图像灰度化,去除噪点及减少计算量。在U-Net模型中利用空间注意... 为提高钻孔图像裂隙识别精度,提出了一种露天矿钻孔裂隙识别方法,利用智能钻孔摄像技术获取露天矿钻孔图像,并运用随机裁剪和图像翻转进行数据增广,同时采用中值滤波降噪和图像灰度化,去除噪点及减少计算量。在U-Net模型中利用空间注意力和通道注意力机制改进钻孔裂隙语义分割模型,形成AU-Net模型,以强化图像全局和局部信息的特征提取能力。实验结果表明:AU-Net模型相较于U-Net模型在钻孔图像裂隙识别数据集上可以取得更低的损失、更高的精度,均交并比提高了4.38百分点,达到82.34%,图像分割效果更好。 展开更多
关键词 钻孔成像 裂隙识别 U-Net网络 注意力机制 裂隙提取 机器学习 语义分割 图像识别
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花岗岩高温高压条件下冲击凿岩规律试验研究 被引量：12
7
作者 赵金昌 李义 +3 位作者 赵阳升 冯子军 李根威 张源 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期904-909,共6页
利用中国矿业大学的"20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"、大尺寸(200mm×400mm)花岗岩试样研究了花岗岩在高温高压状态下的冲击凿岩规律。研究结果表明,随着温度升高凿岩速度增大,当温度超过约150℃时,岩石裂隙数量... 利用中国矿业大学的"20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"、大尺寸(200mm×400mm)花岗岩试样研究了花岗岩在高温高压状态下的冲击凿岩规律。研究结果表明,随着温度升高凿岩速度增大,当温度超过约150℃时,岩石裂隙数量增多,并且呈现出一定的塑性变形特征,不利于冲击能量的充分利用,冲击凿岩适用于钻进较低温度下(不超过150℃左右)的坚硬岩层;在高围压状态,冲击凿岩的单位破岩能耗随着温度升高而降低;在高温高压环境下,在一定钻压和冲击功率范围内,凿岩速度随着钻压或冲击功率的增大而增大,单位破岩能耗随着钻压的增大而减小。 展开更多
关键词 花岗岩 高温高压 冲击凿岩 冲击频率 冲击功率
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矿山灾害生命保障救援通道快速安全构建关键技术与装备 被引量：23
8
作者 田宏亮 邹祖杰 +5 位作者 郝世俊 曹明 周光华 黄勇 顾海荣 王雷 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1-13,共13页
矿山发生重大灾害事故导致井筒、巷道破坏,人员被困井下时,通过安全、高效地构建救援通道是最有效的救援方式。救援通道包括井下、地面2种形式,井下具备施工条件时,构建穿过坍塌段的大直径救援通道,是最直接的方式;井下不具备施工条件... 矿山发生重大灾害事故导致井筒、巷道破坏,人员被困井下时,通过安全、高效地构建救援通道是最有效的救援方式。救援通道包括井下、地面2种形式,井下具备施工条件时,构建穿过坍塌段的大直径救援通道,是最直接的方式;井下不具备施工条件或易发生次生灾害时,则需先在地面快速、精准钻进小直径搜救孔,确定井下被困人员位置及身体状况,并及时输送给养,再构建大直径救援井,采用专用救援提升装备保障被困人员升井脱困。研究涵盖机械工程、钻井工程、电气工程、软件工程、流体力学、岩土力学、动力学、先进控制技术等多学科多领域,将理论分析、数值模拟、实验研究、型式试验、工程示范相结合,以“救援通道构建装备研制—生命保障通道构建技术开发—大直径救援通道构建技术开发—地面提升救援装备开发—技术与装备集成及工程试验”为主线,开发钻孔救援关键技术与装备。研制了3套应急救援集成装备,ZMK5550TZJF50/120型救援车载钻机最大提升力1200 kN、最大转矩50000 N·m,开发了钻机与配套机具的一体化集中控制系统,单根起下钻效率小于3 min/根;XZJ5240JQZ30型救援提升车开发了多传感器信息融合的通信监测控制系统,提升系统最大救援深度848 m;ZDG1500型井下大直径顶管机直径1630 mm,最大顶推力8541.2 kN。开发了复杂地层生命保障孔快速、精准钻进技术,地面大直径救援井精准、安全、高效钻进及透巷技术,井下大断面救援通道顶管快速施工技术3项矿山应急救援通道构建技术。在宁夏宁煤梅花井矿开展了国内首次生命保障孔及大直径救援井施工、救援提升的集成研究和工程示范,完成井径215.9 mm、井深670.5 m生命保障孔,用时46.83 h,井底水平位移偏移0.27 m,满足72 h黄金救援时间内成孔要求;完成井径830 mm、井深654.1 m救援井,井底水平位移0.19 m,介质溃入井下约7.5 m~3,并在救援井内成功进行了救援提升技术与装备试验。在广东省基础工程集团有限公司碎石场开展了顶管钻进工程模拟坍塌条件下的试验,施工长度102.5 m,日进尺43.92 m,顶进误差0.35 m。相关成果在湖南源江山煤矿、山东栖霞金矿、新疆丰源煤矿等5次矿山灾害应急救援中进行了应用。开发的3项救援通道施工技术及3套救援装备,构成了具有自主知识产权的矿山井上井下联合救援技术与装备体系,可满足600 m深度的矿山应急救援需求,为我国矿山灾害救援提供技术装备支撑。 展开更多
关键词 矿山灾害 应急救援 生命保障孔 大直径救援井 救援车载钻机 提升装备 救援顶管机
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PDC钻头岩石可钻性测定与分级新方法研究 被引量：23
9
作者 杨迎新 高翔 +2 位作者 陈红 陈军海 陈炼 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期811-819,共9页
PDC钻头作为最重要的油气钻井破岩工具,其岩石可钻性级值是进行钻头个性化设计与选型、优化钻井参数的关键依据,在中硬以上的地层价值尤为重要。然而,我国2000年颁布实施的石油天然气行业标准《岩石可钻性测定及分级方法》却存在明显的... PDC钻头作为最重要的油气钻井破岩工具,其岩石可钻性级值是进行钻头个性化设计与选型、优化钻井参数的关键依据,在中硬以上的地层价值尤为重要。然而,我国2000年颁布实施的石油天然气行业标准《岩石可钻性测定及分级方法》却存在明显的缺陷,对中硬以上的岩石经常出现测试无效、无法获得可钻性级值数据的现象。通过对不同岩性岩石试样的大量微钻头可钻性实验测试,发现标准钻压过低、PDC微钻头结构参数不合理是中硬以上岩石测试无效的主要原因。针对这些问题,首先,研究了微钻头切削齿安装角度对其干涉状态的影响规律,提出了最优的微钻头侧转角,消除了微钻头切削齿与岩石发生干涉的可能性;其次,开展了5种岩石在不同钻压下的微钻头钻岩实验,实验数据表明变压可钻性级值与钻压之间呈线性关系,提出了采用钻压分档测试、当量转化分级或分档独立分级的可钻性测试与分级新方法。该方法既能有效解决中硬以上岩石的可钻性测试问题,又能与过去的软岩测试数据相兼容。主要研究成果已经被2016版行业标准《岩石可钻性测定及分级》所采纳。 展开更多
关键词 岩石可钻性 分级 PDC钻头 钻井
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超高压双流道PDC钻头破岩机制研究 被引量：14
10
作者 汪志明 孙清德 +1 位作者 于军泉 王镇全 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期795-803,共9页
基于岩石弹塑性力学、水动力学及运动学,采用动力接触法模拟射流或机械齿与岩石的交互作用,利用Hoffman失效准则控制岩石破碎的动态边界,采用单步Houbolt算法求解动力方程,建立整体超高压双流道PDC钻头破岩的三维动态数值模型。全面、... 基于岩石弹塑性力学、水动力学及运动学,采用动力接触法模拟射流或机械齿与岩石的交互作用,利用Hoffman失效准则控制岩石破碎的动态边界,采用单步Houbolt算法求解动力方程,建立整体超高压双流道PDC钻头破岩的三维动态数值模型。全面、系统地研究岩石内部应力、岩石的破碎体积、岩石破碎所需能量以及钻压和扭矩等在岩石破碎过程中的变化规律,并对不同刀翼数及超高压喷嘴在不同位置时钻头的破岩效率进行分析,得出最佳双流道PDC钻头的结构。 展开更多
关键词 采矿工程 高压PDC钻头 岩石破碎 三维动态数值模拟
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磨料射流联合机械齿提高硬岩钻进效率研究 被引量：7
11
作者 汤积仁 卢义玉 +2 位作者 葛兆龙 夏彬伟 王景环 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第4期621-627,共7页
针对煤矿中穿硬质岩层钻孔预抽瓦斯时钻进困难这一问题,在理论分析孔底"凸台"的形成是导致传统旋转钻头钻进困难主要原因基础上,提出了磨料射流联合机械齿钻进硬岩新方法,即利用磨料射流强大的冲蚀能力,预先消除"凸台&qu... 针对煤矿中穿硬质岩层钻孔预抽瓦斯时钻进困难这一问题,在理论分析孔底"凸台"的形成是导致传统旋转钻头钻进困难主要原因基础上,提出了磨料射流联合机械齿钻进硬岩新方法,即利用磨料射流强大的冲蚀能力,预先消除"凸台",形成先导孔,进而改变传统旋转钻头钻岩机理,达到提高硬岩钻进效率目的。利用断裂力学理论与能量守恒原理揭示了磨料射流联合机械齿提高硬岩钻进效率机理。设计发明了一种破碎硬岩钻头,总成了一套联合钻进硬岩实验系统,并完成了一系列新技术与现有技术的对比实验研究。结果表明,相同条件下,钻头钻进效率较现有技术条件提高63%,承受轴向力与扭矩分别下降约15%和20%,钻头磨损明显减轻。 展开更多
关键词 硬岩 钻孔 磨料射流 机械齿 联合破岩 钻进效率
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小官庄铁矿生产矿块结构参数的试验分析 被引量：7
12
作者 张国联 邱景平 宋守志 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1092-1095,共4页
随着小官庄铁矿开采深度的增加,为降低采矿成本其分段高度由原来的10m加大到12.5m·为确定与分段高度相对应的进路间距和放矿步距,对小官庄铁矿分段高度加大到12.5m后的结构参数进行了实验室模型实验·根据实验结果,采用回归分... 随着小官庄铁矿开采深度的增加,为降低采矿成本其分段高度由原来的10m加大到12.5m·为确定与分段高度相对应的进路间距和放矿步距,对小官庄铁矿分段高度加大到12.5m后的结构参数进行了实验室模型实验·根据实验结果,采用回归分析方法,应用Matlab编程,求出了矿石回收指标岩石混入率、回收率、纯矿石回收率与放矿步距、进路间距之间的关系,并对小官庄铁矿结构参数提出了建议,即综合考虑各项矿石回收指标后认为最优的进路间距、放矿步距参数为12.5m×5～6m· 展开更多
关键词 无底柱分段崩落法 结构参数 岩石混入率 回收率 纯矿石回收率 放矿步距 进路 间距
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张家洼矿无底柱分段崩落法结构参数灰色决策 被引量：9
13
作者 张国联 邱景平 宋守志 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期454-457,共4页
以张家洼铁矿-250m中段矿体赋存条件为背景，进行了无底柱分段崩落法不同结构参数的放矿模拟试验．引入灰色局势决策理论，成功地将回收率、纯矿石回收率、岩石混入率等多目标优化问题转化为单目标优化问题．根据试验结果，采用灰色决... 以张家洼铁矿-250m中段矿体赋存条件为背景，进行了无底柱分段崩落法不同结构参数的放矿模拟试验．引入灰色局势决策理论，成功地将回收率、纯矿石回收率、岩石混入率等多目标优化问题转化为单目标优化问题．根据试验结果，采用灰色决策方法得出了张家洼铁矿-250m中段无底柱分段崩落法的最佳结构参数为分段高度12．5m，进路间距12m，放矿步距4～5m．研究结果为矿山采准设计提供了依据，研究方法为采矿工程的优化拓宽了途径． 展开更多
关键词 无底柱 分段崩落法 结构参数 灰色决策 张家洼铁矿
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地面大直径应急救援钻孔成孔工艺设计与分析 被引量：22
14
作者 郝世俊 莫海涛 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期277-284,共8页
地面大直径钻孔可作为井下被困人员的逃生通道,是矿山事故造成人员被困井下时重要的应急救援方案之一。而常规大直径工程孔以泥浆正循环、多级扩孔工艺为主成孔,无法满足救援要求。着眼于大直径孔救援逃生目的,阐明包括精准透巷、优化... 地面大直径钻孔可作为井下被困人员的逃生通道,是矿山事故造成人员被困井下时重要的应急救援方案之一。而常规大直径工程孔以泥浆正循环、多级扩孔工艺为主成孔,无法满足救援要求。着眼于大直径孔救援逃生目的,阐明包括精准透巷、优化孔身结构、高效成孔和安全透巷等四项成孔工艺设计原则;以此为指导,针对覆盖层钻进、二开基岩层钻进、下套管及固井具体施工情况,分析了全套管钻进、导向孔下导管钻进及集束式潜孔锤扩孔钻进、浮力法下套管及内插法固井等技术;借用巷道围岩松动圈及塑性区成熟理论,视透巷钻进所破坏的塑性区岩体为潜在垮落体,进行顶板稳定校核,提出了安全透巷距离及位置等关键参数设计选取方法,为地面大直径应急救援钻孔施工提供技术支持。 展开更多
关键词 大直径钻孔 应急救援 成孔工艺 安全 透巷
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微波照射对玄武岩强度的影响分析 被引量：14
15
作者 李勇 屈钧利 闫鹏飞 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第7期33-34,共2页
微波辅助破岩技术可以降低岩石强度,提高破岩效率。利用ANSYS有限元软件对微波照射下玄武岩的升温效应和热应力分布进行了仿真模拟,通过改变微波照射强度和时间,获得了玄武岩试样在不同情况下的升温效应和热应力分布规律。
关键词 微波照射 热应力 强度变化
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掘进机截割卸压岩体时截齿力学特性研究 被引量：6
16
作者 张强 张润鑫 王禹 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期34-43,共10页
钻孔卸压是提高在高地应力作用下深部岩体掘进效率的主要措施,钻孔卸压后岩体产生应力转移、强度劣化且在岩体内部呈非线性分布,导致岩体的掘进特性发生变化。为保证对钻孔卸压岩石的快速高效掘进,基于有限元分析软件研究不同参数作用... 钻孔卸压是提高在高地应力作用下深部岩体掘进效率的主要措施,钻孔卸压后岩体产生应力转移、强度劣化且在岩体内部呈非线性分布,导致岩体的掘进特性发生变化。为保证对钻孔卸压岩石的快速高效掘进,基于有限元分析软件研究不同参数作用对钻孔卸压岩体掘进效率的影响。研究结果表明:在地应力为50 MPa的工作环境下,截割角度为30°时,截齿受到高地应力的持续作用,受力较大,不适于对卸压岩石的掘进;截割角度为45°、60°时截齿三向受力明显减小,且随着截割参数的变化,截齿受力变化率在8%~54%,截割参数配比对截齿力学特性有较大影响,其中最佳掘进参数为截割角度60°、截割速度2 m/s、截割深度0.07 m;多齿模拟中截齿间距为0.075 m时,截齿受力最小,且同步截割截齿在X向和Z向受力最大特征值均小于异步截割截齿受力特征值,同步截割掘进效率高于异步截割。研究结果为高地应力卸压岩石非爆式机械化连续开采提供理论依据。 展开更多
关键词 卸压岩石 快速掘进 单截齿 多截齿 力学特性
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岩石工程中数值模拟的关键问题及其发展 被引量：15
17
作者 刁心宏 冯夏庭 杨成祥 《金属矿山》 CAS 北大核心 1999年第6期5-7,共3页
对数值模拟方法在岩石力学与工程领域的应用所存在的主要问题进行了剖析，指出输入参数和岩体的本构关系给不准是数值模拟方法的两个瓶颈问题。
关键词 岩石工程 数值模拟 人工智能 发展
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岩巷爆破振动信号的HHT分析与应用 被引量：11
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作者 孙强 王梦晓 +1 位作者 徐玉山 刘国有 《工程爆破》 2016年第1期1-7,共7页
为优化爆破参数,减少对围岩的损伤,以煤矿玄武岩双巷道楔形深孔掏槽爆破的实测爆破振动信号为例,分析对比传统傅里叶变换、小波变换、HHT变换三种变换方法,对爆破地震波信号的时频特性和能量分布特征分析。结果表明:HHT变换能够确保信... 为优化爆破参数,减少对围岩的损伤,以煤矿玄武岩双巷道楔形深孔掏槽爆破的实测爆破振动信号为例,分析对比传统傅里叶变换、小波变换、HHT变换三种变换方法,对爆破地震波信号的时频特性和能量分布特征分析。结果表明:HHT变换能够确保信号被分解后的非平稳性,且自动适应能力较强,分解效率较高。通过HHT变换得到三维图直观展示各分量随时间、频率和能量的分布情况。爆破振动能量主要分布在0.3s^1.0s时间段和0~400Hz频率段内,频带100Hz^250Hz中爆破振动分量对应的频带能量达到最大。通过分析对比爆破振动信号,得到巷道帮部、底部爆破振动信号的主振方向分别为Y(切向)和Z(垂向)方向。 展开更多
关键词 岩石巷道 爆破振动 振动信号 HHT 时频 能量
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液电脉冲激波碎煤能量转换效率分析 被引量：3
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作者 刘毅 吴敏干 +3 位作者 林福昌 孙建军 刘思维 任益佳 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期217-224,共8页
能量转换效率是煤破碎技术实际工程应用中最为关注的指标之一,液电脉冲激波碎煤作为一种新型的碎煤技术,对其能量转换效率的研究相对缺乏。为研究利用液电脉冲激波碎煤过程的能量转换效率,指导液电脉冲激波碎煤新技术的工程应用,根据液... 能量转换效率是煤破碎技术实际工程应用中最为关注的指标之一,液电脉冲激波碎煤作为一种新型的碎煤技术,对其能量转换效率的研究相对缺乏。为研究利用液电脉冲激波碎煤过程的能量转换效率,指导液电脉冲激波碎煤新技术的工程应用,根据液中高压脉冲放电产生冲击波的原理搭建了液电脉冲激波碎煤综合试验平台,从能量转换的角度分析了液电脉冲激波碎煤的物理过程。利用液中高压脉冲放电等离子体通道等效电阻、液电激波压力和煤破碎能量的数学模型,结合液电激波碎煤过程中的能量转换平衡特性,建立了放电回路参数和碎煤能量转换效率之间的关系。避免了复杂的电气、等离子体、流体力学和断裂力学等环节的分析,得到了不同电容充电电压,即不同电容初始储能条件下,液电脉冲激波碎煤过程中各能量参数及其转换效率。分析和试验结果表明:随着电容充电电压的提高,电容储能增大,煤破碎的程度越大,破碎的效果越好,即小粒度的破碎产物所占比重增加;在特定的应用条件下,液电脉冲激波碎煤能量效率存在最大值,试验条件下的液电激波碎煤最高能量效率为0.64%。综合考虑液电脉冲激波碎煤过程的能量转换效率和经济效益,低能耗、高效率的液电脉冲激波碎煤技术是未来发展的方向。 展开更多
关键词 液电脉冲激波 煤炭破碎 等离子体通道 碎煤能量 能量转换效率
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以LS-DYNA为基的重型凿岩机冲击能的波动力学分析 被引量：4
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作者 曹中一 李候清 +1 位作者 罗前星 陈卿 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2010年第8期128-131,共4页
利用波动力学从理论上分析重型凿岩机冲击凿岩系统模型,得出冲击动载参数的相关表达式,并在此基础上用非线性动力学分析软件LS-DYNA对其本构模型进行仿真计算,分析中等硬度岩石条件下重型凿岩机冲击凿岩所需冲击能的临界值问题。为以后... 利用波动力学从理论上分析重型凿岩机冲击凿岩系统模型,得出冲击动载参数的相关表达式,并在此基础上用非线性动力学分析软件LS-DYNA对其本构模型进行仿真计算,分析中等硬度岩石条件下重型凿岩机冲击凿岩所需冲击能的临界值问题。为以后钻头研究和重型凿岩机的设计提供一种有效的分析方法。 展开更多
关键词 重型凿岩机 单次冲击能 波动力学 LS-DYNA软件
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