沖擊地壓是煤巖體失穩(wěn)破壞形成的重大動力災(zāi)害,嚴(yán)重影響煤礦安全開采。沖擊地壓災(zāi)害的發(fā)生造成巨大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。為有效對其進(jìn)行準(zhǔn)確防控,國內(nèi)外眾多學(xué)者利用鉆屑法對沖擊地壓進(jìn)行預(yù)測和評價。鉆屑法是利用每米鉆屑質(zhì)量來表征煤體應(yīng)力值進(jìn)而預(yù)測沖擊地壓危險(xiǎn)性以及評價危險(xiǎn)等級的一種簡單易行的方法。然而在煤礦井下應(yīng)用鉆屑法對沖擊地壓進(jìn)行預(yù)測和評價過程中,一方面由于鉆屑收集不全以及僅依靠鉆屑量單一指標(biāo)嚴(yán)重影響測試結(jié)果,另一方面礦井工作面開采煤層因注水不利于鉆屑量的測試,最后一方面因在使用鉆屑法鉆孔過程中,經(jīng)常出現(xiàn)吸鉆和卡鉆鉆孔動力現(xiàn)象。因此,本文針對上述鉆屑法存在的不足及吸鉆和卡鉆鉆孔動力現(xiàn)象,開展鉆孔動力特性與多指標(biāo)預(yù)測沖擊地壓試驗(yàn)研究,旨在提高預(yù)測和評價沖擊地壓危險(xiǎn)等級的可靠性,探索沖擊地壓動力災(zāi)害危險(xiǎn)性和敏感性鉆孔多參量新指標(biāo),提出深部煤巖動力災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)精準(zhǔn)探測新方法與技術(shù)。本文基于礦用鉆機(jī)鉆削破煤的力學(xué)模型及產(chǎn)屑和排屑模型,通過分析鉆桿載荷特性和鉆機(jī)產(chǎn)屑速度與排屑速度動態(tài)關(guān)系來分別揭示吸鉆和卡鉆的發(fā)生機(jī)理,并定性分析了鉆孔多指標(biāo)同煤體應(yīng)力間的關(guān)系。隨后利用課題組自主研發(fā)的鉆孔多指標(biāo)測試系統(tǒng)展開...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1ZDY120S礦用架柱式鉆機(jī)Figure1.1ZDY120Stypeminecolumndrillingrig

層存在應(yīng)力集中區(qū)，區(qū)域內(nèi)煤體結(jié)構(gòu)變得極為不穩(wěn)定，應(yīng)力集中區(qū)煤體失穩(wěn)破壞的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增加，從而誘發(fā)沖擊地壓[5-9]。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國近些年發(fā)生沖擊地壓礦井?dāng)?shù)量已達(dá)132個，分布于18個省份中，其中山東省42個居首位，其余依次為黑龍江盛江蘇盛河南盛河北盛山西盛遼寧省等，每年破壞性沖擊....

圖1.2ZQS礦用手持式鉆機(jī)Fig1.2ZQStypeminehandhelddrillingrig

檔姆縵戰(zhàn)?徊皆黽櫻?傭?輾⒊寤韉匱筟5-9]。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國近些年發(fā)生沖擊地壓礦井?dāng)?shù)量已達(dá)132個，分布于18個省份中，其中山東省42個居首位，其余依次為黑龍江盛江蘇盛河南盛河北盛山西盛遼寧省等，每年破壞性沖擊地壓次數(shù)達(dá)幾百次。目前針對沖擊地壓的預(yù)測，鉆屑法是利用每米鉆屑質(zhì)量來表....

圖2.2鉆頭

hXYr1FFPψγ煤巖剪切體切削刀具與煤剪切面巖的接觸面鉆頭切削刀具F1r23Fm圖2.1切削刀具受力示意圖Fig2.1ForcesactingoncuttingtoolFpFMn1r20

圖2.4簡化的鉆屑單元受力模型

gcuttingunitcoordinatesystem通過分析鉆桿坐標(biāo)系oxyz和切削單元坐標(biāo)系1111zyxo的空間幾何關(guān)系，可以得到空間中同一點(diǎn)在兩個坐標(biāo)系間的關(guān)系為：chhhhhhzzxzzyxyzyxxcossin-sinsincoscossinsincossincos....

本文編號：3892364