煤矿软弱围岩巷道锚杆孔钻扩机理与试验

锚固系统失效是煤矿锚杆支护的瓶颈问题,特别是软弱破碎围岩条件下,锚固系统锚固力低下普遍存在。针对煤矿巷道锚固系统失效问题,确定了影响软弱岩层锚固系统失效的主要因素为锚固剂黏结失效,根据理论分析成果,提出了采用改变锚杆孔底形状提高锚固力的方法。通过对普通钻孔、圆柱扩孔、正楔形扩孔和倒楔形扩孔四类锚固系统分析,以锚固体极限拉拔强度、锚固剂与锚杆黏结面应力及位移为指标,确定正楔形为最佳扩孔形状。以锚固剂与锚杆黏结面应力分布特征为依据,确定了正楔形扩孔的最优楔角为40°。设计研发了相应的扩孔机具,进行实验室锚杆孔钻扩与锚固系统拉拔试验,验证了正楔形扩孔的作用机理与提高锚固系统锚固力的有效性。

煤层顶板高位定向钻孔扩孔钻杆接头有限元分析

依据正向加压扩孔与反向回拉扩孔钻进工艺方法原理,建立顶板高位大直径定向钻孔扩孔钻 杆弯曲姿态几何模型;将钻杆弯曲与钻孔轨迹弯曲叠加,计算出2种扩孔钻进方法钻杆最大综合全角弯曲 强度分别为2°~2.5°/3 m、1°~1.5°/3 m;以此为基础建立钻杆公、母接头及装配体三维模型,通过 无缝接口导入ABAQUS有限元分析软件;依据扩孔钻进实际工况与钻杆综合弯曲强度计算结果,设置边界 条件,施加压力、拉力、弯矩与扭矩等外部载荷,开展有限元数值模拟分析;得出正向加压扩孔与反向回 拉扩孔工况条件下,造斜孔段与保直孔段钻杆公、母接头最大应力分布特征,对于顶板高位大直径定向 钻孔扩孔钻杆的合理使用具有指导意义。

煤矿巷道扩孔锚固体抗剪特性研究

煤矿巷道锚杆支护过程中,锚杆剪切破坏现象时有发生,严重影响着巷道支护的稳定性,特别是巷道周边岩层节理发育区域,其锚杆剪切破断最为频繁。针对煤矿巷道锚杆剪切破断的问题,通过现场调研锚杆破坏情况、查阅相关资料的方式,确定了造成煤矿锚杆剪切破断的主要原因。根据理论分析,提出了在剪切节理面处进行扩孔锚固的方式来增大剪切节理面处锚固体截面直径,降低剪切节理面处锚固体所承受的最大剪应力,提高锚固系统的整体刚度,进而增大锚固系统的整体抗剪切性能。采用数值模拟的方法,对普通锚固、正楔形扩孔锚固和圆柱形扩孔锚固3种锚固类型进行受力分析,以锚杆剪切位移、锚杆剪切变形影响范围及锚杆受力为指标,确定了剪切节理面的最佳锚固方式为正楔形扩孔锚固;在正楔形扩孔锚固的基础上,通过改变不同的扩孔位置,分析锚杆的剪切位移和剪切载荷,确定了扩孔位置在50 mm处最佳。设计加工相应的锚杆剪切试验装置,并从剪切载荷和剪切塑性铰的轴向间距两个方面进一步验证了正楔形扩孔锚固可有效改善剪切节理面处锚固体的受力状态,降低锚杆所承受的剪切载荷,增大剪切塑性铰的轴向间距,减小锚杆的剪切变形,增强锚杆对围岩错动剪切的适应性,进而提升锚固系统的整体抗剪性能。

复杂顶板岩层大直径高位定向钻孔装备与技术

针对目前综放工作面复杂顶板岩层定向钻进成孔困难,卡钻、塌孔事故频发,以及大直径钻孔扩孔难度大,缺乏配套专用扩孔机具,高位定向钻孔成孔深度浅、钻进效率低、有效孔段少等问题,提出基于无线泥浆脉冲随钻测量系统、螺旋型钻具组合、多动力扩孔用双级双速钻头、煤矿井下护孔膨胀管等专用设备机具的复杂顶板岩层大直径高位定向钻孔技术,实现复杂顶板岩层成孔及扩孔的可靠性,改善工作面采空区瓦斯抽采的稳定性。实践表明:大直径高位定向钻孔单孔抽采纯量3.2 m^(3)/min,是常规定向钻孔的3倍,累计抽采瓦斯纯量1 300 m^(3),应用效果显著。

超长精确造孔施工工艺

在昆明市呈贡主干道综合管沟施工中,采用“双向对拉钢套箱”的新技术暗穿昆玉高速公路,为了满足对拉工艺对索孔的要求,研究提出“粗孔内布索孔管”的造索孔方法,经实施,方案可行。

控制钻孔位置精度的探讨

在孔的加工过程中,定位精度的控制,实质上是一个孔的理想位置与实际位置之间差值的动态控制过程。钳工钻孔位置精度要求较高,而且只能是手工控制,因此加工精度受到操作者钳工钻孔技能等一系列因素影响。针对影响钳工钻孔位置精度的因素,就如何减少钻孔位置度误差这个难点,经多次实验和论证,不断改进钻孔的工艺和方法,综合分析了影响钻孔位置精度的因素,以达到完全控制孔的位置精度的目的。

某气缸盖喷油器套孔的加工工艺设计与研究

从某气缸盖的喷油器套孔加工基准选择、定位及喷油器套孔的加工方法、刀具材料的选用、切削参数等主要方面对喷油器套孔的加工工艺进行研究,解决了铰偏以及粗糙度差的问题。