ZDY3200S坑道钻机立柱断裂原因分析及优化设计

应用Unigraphics NX软件对ZDY3200S坑道钻机前立柱进行三维建模，根据钻机主机结构进行立柱受力分析，确立了立柱简化计算模型。应用有限元计算软件对导入立柱模型进行应力计算，分析了钻机立柱根部在施工过程中断裂原因。应用Unigraphics NX软件对立柱进行优化设计，优化设计后的立柱模型经有限元分析计算可以满足强度要求。     

全液压钻机机架设计与分析

对松软煤层全液压钻机机架进行了设计分析,设计完成了松软煤层全液压钻机机架组件的整体方案;对松软煤层全液压钻机机架组件调斜升降功能分析;计算了机架升降调斜机构的自由度,确定了原动件数目,计算了升降调斜机构的极限位置;建立了机架结构的有限元模型。     

ZDY12000LD型履带液压钻机机身立柱断裂分析

钻机立柱是煤矿井下设备工作重要的承载部件,其性能直接影响整车工作的安全性和可靠性。通过建立立柱三维模型,对ZDY12000LD型定向钻机立柱的有限元分析,在最大起拔力下对立柱进行强度校核。将原立柱材料Q345钢改为Q550钢,显著提高了立柱的力学性能,立柱可承受的弯曲应力提高了43%,变形量减小4%,承载能力和安全可靠性显著提高,增强了钻机运行的稳定性、安全性和可靠性。     

基于UGSNX5．0和C#．net的液压支架立柱组件库开发

在对液压支架用立柱结构合理归类分组的基础上,利用UGSNX5．0的Wave和Expression技术,建立了液压支架用立柱三维参数化模型,研究了用关系数据库表达对象模型的方法,并应用NXOpenfor．net技术,采用C#．net二次开发了NX5．0环境下的立柱参数化组件库,从而简化了立柱设计,提高了设计效率。     

基于UGS NX5.0和C#.net的液压支架立柱组件库开发

在对液压支架用立柱结构合理归类分组的基础上,利用UGS NX5.0的Wave和Ex-pression技术,建立了液压支架用立柱三维参数化模型,研究了用关系数据库表达对象模型的方法,并应用NX Open for.net技术,采用C#.net二次开发了NX5.0环境下的立柱参数化组件库,从而简化了立柱设计,提高了设计效率.     

立柱稳固滑轨油缸及油路系统设计

为了提高履带钻机在施工钻孔时整机的稳定性、平衡主机钻具自身重量和其所受外力、实现多排孔位钻孔,对钻机所需的立柱稳固滑轨油缸的结构及油路系统进行了设计。使其在结构上实现了钻机的稳固、作为主机载体的滑轨使用,其油路的创新设计解决了立柱稳固滑轨油缸在使用中的诸多不便,使钻机更稳固、承载力更大、开孔范围更广。     

煤矿井下钻机调角装置设计

为实现钻机匀速、稳定的调角功能,设计了一种回转式减速器直驱的双立柱式调角装置,具有调角范围大、输入/输出参数线性关系好、运转平稳等特点,还增加了水平开孔高度调节等功能。通过在ZDY4300LP型钻机中的配套使用,验证了双立柱式调角装置的新功能和稳定性,为智能钻机调角装置的自动化、参数化控制提供了研究思路。     

窄体履带钻机变幅装置立柱滑轨应力分析

针对窄体式双转盘变幅履带钻机变幅装置中的立柱滑轨进行三维建模,并利用有限元分析软件对该机构进行受力分析。模拟了立柱滑轨在最大受力情况下的应力分布情况,论证了立柱滑轨结构设计的合理性,为今后的相关设计提供了参考。     

液压支架用安全阀控制特性研究

根据液压支架用安全阀的工作原理和工况环境,对安全阀的控制模型进行分析,通过对O形圈压缩率、弹簧刚度、弹簧座组件质量等因素对比,分析了其对安全阀的控制特性影响;综合分析了液压支架立柱系统在突变载荷状态下安全阀和立柱系统特性,提出了在安全阀设计过程中必须兼顾立柱容积和安全阀响应特性的方法。     

有限元分析在HF30便携式钻机动力头壳研究中的应用

便携式全液压岩心钻机作为一种新型取心钻探设备,摒弃了传统的机械传动链,采用液压系统进行传动及控制,使钻机的设计和使用得到简化,随着科技的进步,机械行业的标准化水平逐渐提高,便携式全液压岩心钻机在卷扬机、机架、动力组件、液压操控系统、工作平台等方面的设计逐渐成熟,钻机的专业设计就集中于动力头等核心部件上,借助有限元分析方法来设计动力头,可以提高设计的质量、缩短设计周期,本文运用SolidWorks Simulation对动力头模型进行有限元静态应力分析,优化了结构设计。     

Enhancing Efficiency of Rock Drilling Tool in Permafrost

The development of a large-diameter (from 500 m and more) rotary drill tool (drill bit) for exploration of placers in permafrost is discussed in the article. It is shown that at the contact of drill bits and bottomhole, permafrost thaw takes place with the further adhesion and congelation of the drill tool and hole walls, which degrades coring. The dependence of heat emission at bottomhole on cutter configuration radius on drill bit is determined. The developed design of a drill bit ensures efficient destruction of bottomhole with minimized heat emission, and a prototype drilling assembly is manufactured for large-diameter rotary drilling. The in situ test data are presented.     

气液联动凿岩设备在鲁中冶金矿业集团公司的应用

气液联动凿岩设备是一种新型高效凿岩设备，兼具气动和液压凿岩设备的优点。介绍了气液联动凿岩设备的原理、结构及其在鲁中冶金矿业集团公司的应用情况。其平均延米钻速为矿山现用气动凿岩设备的235％，随孔深增大，优势表现愈明显，已实现最大钻深27．2m，可以满足我国地下矿山高分段无底柱采矿的要求。     

基于扭矩的安全钻进控制

扭矩是钻进过程中的一个重要参数,扭矩太小时破岩效率低而影响机械钻速,扭矩太大又可能会引发钻具事故,因此需要针对不同的钻具组合,探讨井口处钻柱及钻头扭矩计算方法。本文针对提供扭矩的顶驱或者电动钻机,阐述了钻柱井口扭矩值的计算。根据底部钻具组合中是否带螺杆钻具,提出了钻头处扭矩的计算方法。研究结果得出,在电机电压和负载电阻一定的条件下,井口钻柱的扭矩随其转速变化,一旦转速确定,则扭矩就确定。如果底部钻具组合中不带螺杆,则整个钻柱的扭矩值从井口到钻头向下逐渐递减;如果底部钻具组合中带有螺杆,则钻头扭矩就是此压力降下螺杆的输出扭矩值。螺杆的输出扭矩值与其负载压力降大小成正比,钻井液排量一定的情况下,一旦螺杆的负载压力降确定,其输出扭矩值确定。只要井口与钻头处扭矩差值不超过整个钻柱任意一处的抗扭强度,钻柱就不会发生因扭矩导致的事故。研究结果表明,本文提出的方法为科学选择顶驱或转盘转速及电机功率,合理匹配钻头和螺杆钻具等方面提供了理论指导。     

牙轮钻机钻孔能耗分析

通过对矿山使用的牙轮钻机实际情况调研结果的统计分析,研究了钻孔深度、岩石坚固性系数、钻孔速率、钻孔孔径对露天矿山钻孔能耗的影响。牙轮钻机在钻进过程中,延米耗电量与钻孔深度呈线性关系,而随着钻孔深度的增加,累计耗电量与钻孔深度呈指数关系增长;随着岩石坚固性系数的增大,大孔径牙轮钻机能耗增速低于小孔径牙轮钻机能耗增速,在坚固岩石中宜选用大孔径牙轮钻机;不同型号的钻机具有自己最适宜的钻孔速率,应根据实际情况进行调整;不同孔径的牙轮钻机钻孔延米耗电量不同,小直径炮孔延米耗电量明显偏低,然而由于大直径孔径延米爆破量大,其爆破单位岩量的钻孔能耗远小于小直径钻孔。研究结果对露天矿山的钻机选型及钻孔作业具有一定的指导意义。     

上保护层开采遗留煤柱对保护效果的影响北大核心

为研究上保护层开采遗留区段煤柱对被保护层保护效果的影响,以平煤四矿己;-23160联络巷下帮遗留的4 m煤柱及己_(15)-23140、己_(15)-23160、己_(16.17)-23140工作面为研究对象,采用数值模拟和现场实测相结合的方法进行了研究。研究结果表明:煤柱沿z轴负方向被压实,累计最大位移为0.289 m;煤柱两侧煤壁沿x轴移动方向不同,上壁沿x轴负方向,下壁沿x轴正方向,累计位移量分别为0.055 m和0.156 m,己;-23160工作面采掘活动对煤柱位移影响最为显著;遗留煤柱最大残余高度为0.59 m,相比原始煤柱高度降低1.01 m;深部煤体残余瓦斯含量和钻屑量变化趋势一致,最大残余煤层瓦斯含量2.63 m^(3)/t,煤层瓦斯释放率保持在50%以上,最大钻屑量为3.7 kg/m。残余煤柱影响区内煤层瓦斯得到很好地释放且无明显应力集中,保护层开采遗留4 m煤柱能够达到连续的保护效果。     

空气潜孔锤钻井工艺在煤层气井中的应用

本文主要介绍了空气潜孔锤在煤层气钻井中工作原理、钻具组合、主要技术参数的计算选择和钻进中的注意事项,并尝试采用三牙轮钻头进行冲击回转钻进第四系,提高整体钻进效率。     

牙轮钻机微机控制系统

牙轮钻机钻凿的岩层是随机分布、错综复杂的,因而钻进过程难以定义。针对这种情况本文提出牙轮钻进岩石可钻性指数,可用来连续检测牙轮钻进过程中的岩性变化,并由此而建立牙轮钻进过程的控制模型。这一控制模型可对钻具的轴压和转速进行优化匹配。微机控制系统可使钻机随着被钻岩石变化始终处于良好的钻进状态,它还具有钻进参数超限处理、钻进过程程序控制钻进深度的盘测、岩性记录和指导调平等功能。     

松软底板采煤工作面支护新技术的应用

东山井高档机采工作面底板属松软性岩层,支柱普遍钻底超过规定,尤其是两端头顶底板移近量较大,甚至出现台阶下沉,支护质量差.在长期实践中,提出了采空区侧末排支柱采用铸型尼龙大底座柱鞋,较好地解决了支柱钻底问题,为松软底板采面支护找到了一条新的途径,具有广泛的应用前景和推广价值.     

液压凿岩机回转特性分析及试验研究

液压凿岩机的回转机构一般采用独立外回转机构,较之于冲击机构,很少有人进行过这方面的研究。本研究在对液压凿岩机主要回转性能参数包括回转扭矩、回转转速、回转功率等进行理论分析的基础上,依据国家标准的要求,特制了一套液压凿岩机回转性能测试系统,并以某小型号液压凿岩机为试验样机,对其回转性能进行了试验测试,试验分别测试了小流量和大流量2种状态下的回转性能参数。通过数据分析及曲线拟合表明：回转扭矩和回转进油压力具有很好的线性关系,在一定的回转扭矩范围内,其扭矩-转速曲线保持很好硬特性（转速稳定）,负载超出此扭矩,回转转速急速下降。     

延长牙轮钻具穿孔寿命的研究与实践

论述了牙轮钻机的推广应用以及牙轮钻机与其钻具的关系,并通过对45-R牙轮钻具系列产品的开发研究与使用实践,找出了影响其寿命的原因,提出了延长牙轮钻具穿孔寿命的有效途径。