Specific Energy Prediction for Circular Diamond Saw in Cutting Different Types of Rocks Using Multivariable Linear Regression Analysis

Circular diamond saw performance is affected by a variety of factors. The principal factors requiring consideration when predicting cutting rates are the type and operating features of a diamond saw and the rock characteristics. The laboratory experimental tests are carried out on three groups of rocks (16 types) cut with the help of three types of diamond disk saws with different feed rates and cutting depths at constant peripheral velocity. The quantitative determinations of a wide range of textural, mechanical, and intact properties of rocks are also made. The relationship between the specific cutting energy SE _cut of the sawblade operating parameters and rock properties is established. Applying multivariable linear regression analysis, the predictive model of SE _cut is developed based on the rock property data. Models verified by statistical tests prove their practical validity. __________ Translated from Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh, No. 3, pp. 56–80, May–June, 2005.     

刮刀型PDC钻头在煤矿瓦斯抽采钻孔中的应用

为解决煤矿瓦斯抽采钻孔粉砂岩、细砂岩层段三翼内凹PDC钻头钻进效率低、钻头寿命短的问题,对PDC钻头进行了选型并优化设计,通过选用刮刀型PDC钻头,并采用等切削的方法进行钻头布齿,并配套以一定的钻进工艺,在同种地层中取得了较好的钻进效果,解决了钻进效率低、钻头寿命短的问题。     

PDC钻头切削齿布齿设计的新思路

切削齿布齿设计是PDC钻头设计的关键。为提高PDC钻头的钻进效率,综合考虑PDC钻头切削齿的设计特点和切削先后顺序等因素,并且通过对PDC钻头单切削齿实验结果进行分析,提出了以冠部轮廓法线为基准的切削齿布齿设计方法。     

细微切削钻头损坏的力学探讨

从力学分析角度对细微切削中小直径钻头的设计与使用情况进行研究,说明了几何参数及使用方法不当对钻头强度的影响,以保证此类钻头的合理使用及被加工孔的尺寸精度和形状精度。     

深部各向异性硬岩钻进用新型金刚石钻头试验研究

我国正在进行深部地质找矿和深部矿产资源开发,"十三五"计划规定了对地下空间的利用和开发进行研究,这些都离不开深部钻探。深部钻探中遇到的岩石多为各向异性岩石,在这种岩石中钻进时,钻孔容易偏斜,影响钻探效率和质量。俄罗斯博士СкоромныхВ.В.教授等对此进行了研究,提出了钻头水口大小变化的设计思想。对比试验结果表明,这种新钻头钻进技术指标较好,值得研究和探讨。     

塔中岩石可钻性剖面建立和钻头选型研究

针对塔中地区深井构造特征,利用综合资料法(包括地震、测井、钻井和实验室资料等)进行地层抗钻特性评价、岩性预测和地层可钻性剖面的研究,得出地层的抗压强度、抗剪强度、硬度、研磨性、牙轮和PDC钻头的可钻性级值等力学参数,建立塔中Ⅰ号断裂带可钻性剖面。对101口井实钻钻头使用情况进行分析,结合地层可钻性剖面优选钻头类型。现场试验取得良好效果,证明该措施经济实用,能够有效提高深井机械钻速。     

掘进机截割头截齿排列研究

本文模拟计算掘进机截割头横摆截割时的载荷波动,以载荷波动最小化为目标,建立了截齿排列参数优化设计数学模型,用序列二次规划(SQP)进行优化设计,截割头的载荷波动明显降低。     

Empirical and Analytical Models of Cutting Process of Rocks

Problems of study of the rock-crushing member consisting of auger with cutters fixed on it are discussed. The relations are established between the effectiveness of rock crushing and the arrangement of cutters, their sizes, and forms.     

煤矿井下硬岩定向钻进PDC钻头选型及试验分析

为了提高煤矿井下硬岩定向钻进的效率,在分析硬岩定向钻进PDC钻头的结构要求的基础上,选择了3种不同类型的PDC钻头进行煤矿井下硬岩定向钻进试验。试验结果表明,平底型PDC钻头不适用于定向钻进硬岩,而三翼抛物线型钻头和四翼平角型钻头在定向钻进硬岩时,表现出长寿命、高效率等特点,适合于定向钻进硬岩地层,大大提高了煤矿井下定向钻进硬岩地层的效率。     

难刨煤层刨刀可靠性与疲劳寿命研究

针对现有难刨煤层的实际情况,使用ADAMS、MATLAB、ANSYS等仿真软件搭建了一套仿真平台,对滑行刨煤机的刨头建立刚柔结合虚拟样机仿真模型.并且对其仿真,生成三向力载荷仿真结果.在仿真结果基础上提出一种非对称方式布置的新型刨刀,将该新型刨刀和传统刨刀在实际工况下进行疲劳寿命对比研究,研究结果表明,新型刨刀在实际工况下具有更长的使用寿命.     

PDC钻头切削齿切削角度对破岩效果影响规律的研究

利用有限元数值模拟方法,研究石油钻井PDC钻头破岩过程中切削齿与岩石相互作用的规律,分析PDC钻头切削齿切削角度与破岩效果的关系,以优化切削齿的切削角度。通过数值模拟分析,得到了在不同岩性中切削齿切削角度与破岩体积、破碎比功之间的关系。     

地质PDC取心钻头切削载荷有限元分析

通过建立钻头切削岩石的力学模型,对PDC取心钻头切削齿受力进行了分析,并对钻头切削齿切削岩石受力进行了有限元分析,得出PDC钻头在载荷下的应力应变分布,为地质PDC取心钻头的优化设计和合理使用提供了理论依据。     

刮刀钻头结构及切削要素的经济性设计

通过对生产实践经验的积累总结,分析了影响刮刀钻头寿命的因素,提出了改善钻头结构及切削要素的经济性设计方案,通过实际应用,效果很好,钻井施工效率显著提高。     

钻头结构对截煤性能影响的研究

螺旋钻采煤机可以有效的对薄与极薄煤层进行开采。而螺旋钻采煤机的钻头作为采煤机的核心部分,对截煤性能有着极大的影响。主要对钻头载荷进行分析,建立钻头截齿的受力分析图,并且以钻头的不同结构对截煤性能的影响进行仿真试验,研究其对截煤性能的影响。     

矿井通风系统节能减阻研究

随着采矿设备的快速发展,矿井机械化程度越来越高,矿山年用电量也在不断增加。根据生产系统特点,用电环节主要包括提升、排水、通风、压风自救等系统。统计资料表明,矿井通风系统耗电量约占全矿总用电量的1/3左右。风机的输入功率主要消耗于总进风线路、采区网路、总回风线路中。所以,做好矿井通风系统节能减阻,应从以上三个方面综合考虑。针对某矿通风系统阻力分布特点,以经济断面法为研究手段,通过经济技术比较、计算验证,提出了某矿山总回风线路最优通风断面参数,较好地实现了节能减租的目的。经过计算,某矿山回风巷道在保持井巷通过风量不变的前提下,采用最优通风断面后,一次性增加了1 177.9万元掘砌费用,而在服务年限7 a内可减少通风费用8 827.98万元,节能减阻经济效益十分明显。     

基于人工神经网络的岩石截割参数预测

鉴于前人推导的镐形截齿破岩截割阻力和截割比能耗的理论公式计算值与实际值相差较大以及最优截槽宽没有定量表示,文中选取岩石密度、单轴抗压强度、抗拉强度、静态弹性模量等为影响因子,建立了BP预测网络模型,并利用此模型对我国常见的4种岩石镐形齿截割参数进行了预测。检验及预测的结果表明建立的预测网络运行稳定,预测结果良好,对截割力的预测优于理论计算结果,对截槽宽和截割厚度最优比值、截割比能耗的预测结果良好,相对现有理论的计算和经验公式计算精度有了很大提高,能更好的满足工程要求。     

井巷硬岩中深孔爆破掏槽方式优化与实践

根据井巷所处中硬岩石的力学特性进行分析,设计五星直眼掏槽方式并在施工实践中不断改进,提高了爆破进尺,取得了较好技术经济效果。     

反循环取样钻头对不同硬度煤体的切削试验

为了研究反循环取样钻头对不同硬度煤体的切削粒度分布规律,采用现场试验考察和实验室测定相结合的方法,对反循环定点和孔口排渣2种取样工艺进行了煤层取样对比。结果表明:反循环定点所取煤样测定的坚固性系数f值可真实反映取样位置处煤层的硬度情况;反循环所取煤样的粒径分布规律与取样深度无关,但与取样钻头钻齿的结构相关;针对不同f值的煤层,同一种取样钻头钻取的不同粒径的煤样质量分数稍有差异,但粒径的分布规律大致相同。     

针对具体材料孔加工钻头及切削用量选择

不同的材料有不同的材料性能。不同的材料上加工孔,钻头的几何参数和几何形状做改进,可提高孔的表面质量和生产率,改善其切削条件,提高钻头的寿命,介绍几种针对具体的被加工材料改进几何形状和几何参数的钻头,并对切削用量进行了选择。     

石灰岩地层PDC钻头仿生PDC齿工作角优化试验研究

在仿生耦合理论的指导下,根据贝壳的表面非光滑的结构特性设计研制一种仿生PDC齿。设计PDC钻头时,主要考虑切削齿的后倾角与侧转角,二者对钻头碎岩效率有重要影响。通过理论分析仿生PDC齿在钻头的最优安装角度,并通过钻进试验来优选仿生PDC齿在钻进石灰岩的最优安装角度。试验结果表明:在相同的转速、钻压的条件下,切削齿后倾角为20°、侧转角为0°时,钻头钻速最快。此试验结果可以为石灰岩地层用PDC钻头的设计提供参考依据。