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自驱修孔钻头动力参数及钻齿结构研究
1
作者
刘勇
李阳
+3 位作者
魏建平
苑永旺
代硕
李林豫
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期179-189,共11页
自驱修孔钻头是修复失效长钻孔的有效技术手段,为进一步提高修孔速度和瓦斯抽采效果,本文基于射流反冲理论,分析了射流反冲力与喷嘴参数的关系,构建了自驱修孔钻头旋转力学理论模型。采用LS-DYNA开展不同结构钻齿破煤过程,分析了不同钻...
自驱修孔钻头是修复失效长钻孔的有效技术手段,为进一步提高修孔速度和瓦斯抽采效果,本文基于射流反冲理论,分析了射流反冲力与喷嘴参数的关系,构建了自驱修孔钻头旋转力学理论模型。采用LS-DYNA开展不同结构钻齿破煤过程,分析了不同钻进压力和扭矩作用下钻齿对煤体破坏形式和钻齿破煤体积变化规律,并开展了破煤实验验证数值模拟结果。形成了自驱修孔钻头参数确定方法,设计了自驱修孔钻头,并在郑煤集团超化煤矿22煤柱面底抽巷进行了工程实验。研究结果表明:(1)喷嘴张角α和偏心角β是决定钻进压力和扭矩分配的关键参数,通过调控张角和偏心角可实现钻进压力和扭矩的最优匹配。(2)相同钻进参数条件下,钻齿结构对破煤体积影响较大,阶梯钻齿破煤效果最优。在钻进压力为120N、扭矩0.6N·m时,阶梯型钻齿结构的修孔钻头能够实现钻进压力和扭矩最优匹配。(3)确定了最优修孔钻头结构参数为:钻头外径28 mm;后置喷嘴张角20°,偏心角90°;前置喷嘴张角90°,偏心角0°。(4)工程应用结果表明:瓦斯抽采纯量提高了1.96倍,瓦斯抽采体积分数提高了3.98倍,修孔速度提高了1.2倍。通过改进钻头动力参数及优化钻齿结构,设计的自驱修孔钻头在工程实践中达到了提高修孔速度和瓦斯抽采效果的目的。
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关键词
瓦斯抽采
钻
孔修复
钻
进压力
钻齿结构
煤矿
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职称材料
反循环取样钻头对不同硬度煤体的切削试验
2
作者
张睿
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2019年第2期95-98,共4页
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...
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。
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关键词
煤层瓦斯含量
反循环取样
钻
头
钻齿结构
煤样粒度
坚固性系数
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职称材料
题名
自驱修孔钻头动力参数及钻齿结构研究
1
作者
刘勇
李阳
魏建平
苑永旺
代硕
李林豫
机构
河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地
河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
出处
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期179-189,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52174170,52374192,52374193)。
文摘
自驱修孔钻头是修复失效长钻孔的有效技术手段,为进一步提高修孔速度和瓦斯抽采效果,本文基于射流反冲理论,分析了射流反冲力与喷嘴参数的关系,构建了自驱修孔钻头旋转力学理论模型。采用LS-DYNA开展不同结构钻齿破煤过程,分析了不同钻进压力和扭矩作用下钻齿对煤体破坏形式和钻齿破煤体积变化规律,并开展了破煤实验验证数值模拟结果。形成了自驱修孔钻头参数确定方法,设计了自驱修孔钻头,并在郑煤集团超化煤矿22煤柱面底抽巷进行了工程实验。研究结果表明:(1)喷嘴张角α和偏心角β是决定钻进压力和扭矩分配的关键参数,通过调控张角和偏心角可实现钻进压力和扭矩的最优匹配。(2)相同钻进参数条件下,钻齿结构对破煤体积影响较大,阶梯钻齿破煤效果最优。在钻进压力为120N、扭矩0.6N·m时,阶梯型钻齿结构的修孔钻头能够实现钻进压力和扭矩最优匹配。(3)确定了最优修孔钻头结构参数为:钻头外径28 mm;后置喷嘴张角20°,偏心角90°;前置喷嘴张角90°,偏心角0°。(4)工程应用结果表明:瓦斯抽采纯量提高了1.96倍,瓦斯抽采体积分数提高了3.98倍,修孔速度提高了1.2倍。通过改进钻头动力参数及优化钻齿结构,设计的自驱修孔钻头在工程实践中达到了提高修孔速度和瓦斯抽采效果的目的。
关键词
瓦斯抽采
钻
孔修复
钻
进压力
钻齿结构
煤矿
Keywords
gas drainage
borehole repair
drilling force
tooth structure
coal mine
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
反循环取样钻头对不同硬度煤体的切削试验
2
作者
张睿
机构
中煤科工集团重庆研究院有限公司
出处
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2019年第2期95-98,共4页
基金
"十三五"国家大型油气田及煤层气开发科技重大专项资助项目(2016ZX05045-004-001)
文摘
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。
关键词
煤层瓦斯含量
反循环取样
钻
头
钻齿结构
煤样粒度
坚固性系数
Keywords
coal seam methane content
reverse circulation sampling bit
drill tooth structure
coal sample grain size
firmness coefficient
分类号
TD421.25 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
自驱修孔钻头动力参数及钻齿结构研究
刘勇
李阳
魏建平
苑永旺
代硕
李林豫
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
反循环取样钻头对不同硬度煤体的切削试验
张睿
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2019
0
下载PDF
职称材料
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