巷道底板锚固孔排渣影响因素分析及参数优化

利用欧拉模型的固、液两相流理论中标准K-ε三维湍流模型,对不同条件下小孔径底板锚固孔内钻渣运移过程进行三维动态分析,得出不同影响因素组合条件下排渣效果.利用相关理论计算钻渣运移过程中的压力损失,与数值分析结果对比误差较小.利用正交分析中的极差分析方法,得出决定排渣效果的影响因素由高到低依次为:排渣通道压力、进水通道孔径、机具长度、进水通道压力、排渣通道孔径.确定了底板锚固孔直径为28mm,钻孔深4m时,排渣通道压力为-3.0MPa、进水通道孔径为4mm、进水通道压力为5.0MPa、排渣通道孔径为8mm是最合理参数组合.

巷道底板锚固孔钻进泵吸反循环排渣数值试验

根据循环介质(水)泵吸反循环排渣原理,建立底板锚固孔钻进排渣双壁钻杆模型,利用流体分析软件FLUENT对具有不同横截面尺寸双壁钻杆进行流体排渣过程数值试验研究,并以排渣效率为指标优选出双壁钻杆最优横截面尺寸。运用正交设计试验中方差分析法对影响双壁钻杆排渣效率的各因素进行详尽分析研究得知:随着循环介质进口水流量的增大,排渣效率不断提升;在一定范围内水渣混合物出口压力及钻孔深度对排渣效率的影响不明显;双壁钻杆泵吸反循环排渣系统的最优工况条件为:循环介质进口水流量为2 l/s、水渣混合物出口压力为-90 k Pa。井下底板锚固孔钻进排渣工业性试验取得了一定成效,说明流体排渣数值模拟方法能够实现双壁钻杆结构尺寸优化,并对现场钻进工作具有一定的指导意义。