摘要：本文在对软岩类煤岩性质分析的基础上,探究双刃钻头在该条件下的受力情况。首先,分析了钻杆钻进煤岩时的破岩速度及受力情况。探讨了煤岩互层、孔壁间隙、钻探进给力等因素对钻孔的影响,并给出计算分析。其次,依照分析结果通过对钻机主要技术参数的确定对钻机型号进行匹配,在提出一种针对回采巷道的行走式钻探装置的条件下,对综采工作面回采媒层旋转式探顶煤坑道钻机结构及液压系统进行配套设计。最后结合ansys分析软件对配套结构进行优化,减小应力集中现象,确定结构合理性和方案可行性。

摘要：考虑到传统坑道钻机在进行掘进巷道探放水作业过程中由于体积大而不便于快速安装作业的问题,本文设计了一种掘锚一体机机载式探放水钻机。分析了掘进工作面探放水作业工况和功能需求,根据自顶向下的设计过程,提出了新颖的超前探放水钻机的整体结构和加装于掘锚机上的安装方式,设计了超前探放水钻机的机械系统。通过对本课题设计研发的掘锚一体机机载式探放水钻机在煤矿现场掘进工作面进行工业性试验,安装在掘锚机上的探放水钻机在准备工作阶段要比分离的坑道式探放水钻机能够节约80%的时间。根据现场反馈本课题研发的探放水钻机具有较好的应用和推广价值。

摘要：为保证综采工作面回采煤层煤炭资源的最大限度回收,利用现有钻探技术及装备结合井下的工作环境,设计出满足综采工作面回采煤层探顶煤厚需求的新型钻机。该综采工作面顶板探煤厚钻机的动力源为综采工作面现场的乳化液和气源。乳化液为钻机的油缸提供动力,气源为钻机和行走马达等提供动力。钻机采用架式回转机构,可以实现钻机水平与竖直在一定角度的自由回转。该钻机能进行折叠回收减小存放体积,能够在煤矿井下空间狭小的工况条件下应用。使用有限元分析软件对钻进工况下钻机的强度、变形和屈曲进行分析,结果可知机械手各工况下的强度、变形以及屈曲均满足相关工作要求。通过现场测试可知:工作面顶板探煤厚钻机测得19111工作面顶板煤厚平均值为12.8m,与前期人工钻探深度基本一致,满足工作要求。每个钻孔时间在5min左右,测试期间测试的总时长在70min左右。通常每个工作面每次钻孔仅需要钻探3-5个孔位,因此钻探需要耗时30~40min,相比传统人工钻孔效率提高30%左右。

摘要：为保证综采工作面回采煤层煤炭资源的最大限度回收,利用现有钻探技术及装备结合井下的工作环境,设计出满足综采工作面回采煤层探顶煤厚需求的新型钻机。该综采工作面顶板探煤厚钻机的动力源为综采工作面现场的乳化液和气源。乳化液为钻机的油缸提供动力,气源为钻机和行走马达等提供动力。钻机采用架式回转机构,可以实现钻机水平与竖直在一定角度的自由回转。该钻机能进行折叠回收减小存放体积,能够在煤矿井下空间狭小的工况条件下应用。通过现场测试可知:工作面顶板探煤厚钻机测得19111工作面顶板煤厚平均值为12.8m,与前期人工钻探深度基本一致,满足工作要求。每个钻孔时间在5min左右,测试期间测试的总时长在70min左右。通常每个工作面每次钻孔仅需要钻探3~5个孔位,因此钻探需要耗时30~40min,相比传统人工钻孔效率提高30%左右。

摘要：为保证巷道快速掘进系统的安全、稳定、高效进行,钻机锚固单元的结构强度及设计合理性至关重要;首先根据实际工况条件,构建锚固单元钻进过程力学模型,得到钻杆钻进阻力及阻力矩相互关系;利用Ansys对锚固单元结构强度进行可靠性分析,验证结构设计合理性;通过构建钻进过程钻杆振动学模型,利用Abaqus分析锚固单元在有预应力下的模态规律,与Matlab联合求解钻进过程横向振动位移、速度及加速度,验证钻杆钻进不同岩层时,其速度、加速度可作为判别煤岩属性的数值特征;利用DesignExploer优化模块对锚固单元结构进行优化,优化后的锚固单元在保证应力、形变及共振频率皆满足要求情况下,质量降低了6.24%,实现了锚固单元结构的优化;通过锚固钻进相似试验验证,可得到优化后的锚固部件满足强度要求;钻进不同围岩时,锚固钻进钻杆振动响应明显,该结论可作为煤岩识别的理论基础,为实现自动锚固提供先行条件。