反井钻井镐形镶齿滚刀破岩试验研究

根据反井钻井在坚硬岩石钻进中出现的滚刀破岩效率低、使用寿命短等问题,研制了新型镐形刀齿。通过破岩试验,镐形镶齿滚刀有较好的破岩效果,适合于在硬岩及中硬岩层中推广应用。     

反井钻井硬岩滚刀研制与开发

针对目前反井施工钻进硬岩出现的破岩效率低、滚刀寿命短、成本高等问题,研制了适用于硬岩钻进的新型镐形镶齿滚刀,并通过镐形刀齿与锥形刀齿的对比试验及工程应用,分析了破岩效果,验证了该齿形破碎硬岩的合理性,对于反井钻井法的推广应用起到积极的作用。     

反井钻机球形镶齿滚刀破岩数值分析

利用有限元软件,建立球形镶齿滚刀三维数值模型,分析了滚刀破岩原理、岩石应力和滚刀受力情况,研究了刀齿间距和刀齿排距对滚刀破岩效果的影响,得到了滚刀结构参数与岩石破碎特性的规律。数值模拟结果表明:1滚刀破岩力具有明显的阶跃特征,从而证实了岩石的跃进破碎特性。2刀齿间距较大时,破岩比能变化较小;破岩比能总体随刀齿间距的减小而减小。3破岩比能随刀齿排距的增加,先减小,后增大。在35~45mm范围内,球形镶齿滚刀排距存在1个最佳值。     

新型硬及极硬岩石反井镶齿盘型破岩滚刀的研究

对新型硬及极硬岩石反井镶齿盘型破岩滚刀的总体设计方案、CrMnMo空冷耐磨钢调质处理以及力学性能、镶嵌固齿和过盈量的确定等滚刀设计关键技术,进行了分析、试验和研究,并取得了相应的结论。     

镶齿滚刀的破岩机理及分形研究

反井钻机在水电行业的施工应用中,遇到了岩石坚硬,施工进度较慢的问题,通过对镶齿滚刀破碎花岗岩粒的分形研究,找出镶齿滚刀破碎花岗岩的规律,为滚刀的设计开发提供理论指导。     

煤矿反井钻机滚刀破岩模拟试验台设计研究

为研究滚刀破岩机理和岩石可钻性与滚刀破岩的效果,研制了煤矿反井钻机滚刀破岩模拟试验台.该试验台能够实现滚刀直线方向运动下破岩过程的模拟,研究滚刀刀齿截距、法向压力、滚刀运转速度以及不同类型、型号的滚刀对破岩效果的影响.滚刀破岩模拟试验台采用液压伺服系统,可根据程序以及预先设置好的数据自动调整试验参数;利用高速摄像机拍摄滚刀破岩过程的具体细节;通过岩渣筛分得到岩石破碎过程中实际消耗的能量值,实现试验过程的可视化和智能化.试验运行证明,该机符合进行反井钻机滚刀破岩试验的要求.     

采煤机镐形齿与刀形齿截割力试验分析

为分析镐形齿与刀形齿的截割力的关系 ,自制试验台并建立试验测试系统 ,通过对试验数据、理论的分析获得镐形齿的数学模型。     

镐形截齿破煤截割力的计算及影响因素分析

根据煤岩体的抗压强度，给出了镐形截齿破煤过程中截割力的计算公式。煤岩截割试验结果证明了截割力公式基本正确，在此基础上对破煤过程中镐形截齿截割力的影响因素进行了分析。     

镐形截齿截岩过程的温度场研究

为研究不同运行参数下镐形截齿的温度分布及其变化规律,在ABAQUS软件中建立截齿截割岩石有限元模型,并进行热力耦合仿真分析,得到不同运行参数下截齿的温度分布云图以及截割过程的温度随时间变化曲线。研究结果表明:其他条件一定时,随着截割速度的增大,齿尖升温速度及平衡温度增大,但温度分布无明显变化;截割深度的变化对平衡温度及温度分布二者皆有明显的影响,随着截割深度增大,高温区域由齿尖逐渐向齿体扩展;锥角的变化对温升速度和平衡温度无明显影响,但对温度场有明显影响,温度分布面积随着锥角的增大而增大。为进一步研究截齿磨损及失效提供理论依据。     

镐形截齿截割磨损研究

为了研究镐形截齿截割夹矸煤岩时截齿磨损的关键因素,对镐形截齿磨损形式进行分析,得出镐形截齿截割夹矸煤岩的磨损机制,根据夹矸煤岩的物理特性配制试验煤样,通过对镐形截齿结构的分析,并在牛头刨床上进行镐形截齿截割试验。试验结果表明,镐形截齿截割夹矸煤岩时齿身上部磨损较剧烈,有明显的磨损划痕,且划痕偏向基本一致,合金头一侧有大块崩落,其余部分有可见裂纹。试验得出镐形截齿截割夹矸煤岩的磨损特性,对镐形截齿的设计及应用具有指导意义。     

新型分段复合镐形截齿试验研究

镐形截齿的各种失效形式中磨损失效占比最大为80%~90%,而其他形式失效仅占10%~20%,由于硬质合金刀头与支承硬质合金刀头的齿体在硬度和耐磨性上差异过大,使得实际使用中硬质合金刀头只产生较少磨损而支撑硬质合金刀头的齿体部分却产生了大量磨损,支承强度急剧下降,最终导致硬质合金刀头脱落,是镐形截齿磨损失效的主要原因。为解决磨损失效问题提出了新的分段复合镐形截齿的解决方案并给出了制造工艺方法,初步实验结果表明,分段复合镐形截齿较传统截齿使用寿命提高约1.6倍。     

掘进机镐形截齿的结构优化分析

为了优化镐形截齿结构,实现自身的性能最优,针对复杂煤层开采条件,基于变密度法的拓扑优化理论,以截齿轻量化为优化目标函数,以满足强度和使用寿命要求为约束条件,对掘进机镐形截齿的刀杆进行拓扑优化、结构改进和参数优化,并对参数优化后的镐形截齿进行强度和疲劳寿命验证。     

采煤机镐形截齿负荷的数学模型建立分析

根据镐形截齿锋利程度的不同、截煤工况及镐形齿截煤时在圆锥头破落轨迹建立2种不同的数学模型,并分析各种模型的特点。从而确立镐形截齿负荷的数学模型合理性,为镐形截齿设计打下基础。     

采煤机镐形齿受力的计算机模拟分析

采煤机截齿由于负荷较大,容易发生磨损等现象,影响使用寿命。对镐形截齿与刀形截齿进行截割试验,获得频谱曲线,利用计算机软件进行截齿模型建立,提出截齿阻力计算公式,深入了解截齿破坏机理,为截齿的设计提供参考。     

肋板形镐形截齿的优势分析

肋板形镐形截齿是普通镐形截齿在形式上的改变,通过对普通镐形截齿和肋板形镐型截齿的静力分析,证明了肋板形镐形截齿的可行性;并通过理论分析,说明了肋板型镐形截齿相对于普通镐形截齿具有的优势。     

采煤机镐形截齿截割力模拟

利用LS-DYNA对采煤机镐形截齿的截割过程进行了模拟,在给定不同的截割速度的情况下,得到了截割力3个方向分力的变化规律。模拟结果表明:在截割过程中随着截割速度的增大,截割阻力、牵引阻力和侧向力的平均值表现出不规则的变化趋势。     

钎焊层厚度对镐形截齿整体力学性能的影响研究

硬质合金头脱落是矿用镐形截齿失效的主要表现形式之一,脱落的主要原因与钎焊层的钎焊质量有关。模拟并分析钎焊层厚度对截齿整体力学性能的影响规律,得出合理的钎焊层厚度范围,对截齿生产制造工艺的改进具有一定的参考意义。     

我国大直径井筒机械破岩钻井技术与装备新进展

目前以钻孔爆破破岩为主的地下工程井筒施工,形成了伞形钻架钻孔、人工装药、抓岩机装岩、吊桶提升、整体模板砌壁的短段掘砌的普通凿井方法,然而爆破破岩凿井法存在作业工序不连续、作业人员多、职业伤害严重等问题,普通凿井法工序繁杂,难以向无人化和智能化方向发展,亟需突破由不连续的爆破破岩向连续的机械破岩技术转变,实现以机械破岩为...     

反井钻井井孔偏斜机理的研究

论述反井钻井施工井孔偏斜机理，分析偏斜原因，找出偏斜规律，提出防偏纠偏措施。     

采煤机镐形齿受力的计算机模拟分析

以试验数据为基础,对采煤机镐形截齿实际工况的煤层和镐形截齿受力建立数学模型;对镐形齿受力进行计算机模拟,且模拟的曲线反映截齿随不同参数的变化。从而为分析截齿的失效形式、截齿加工和设计打下基础。