本文關鍵詞：松軟煤層鉆進的關鍵技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：瓦斯災害是影響煤炭開采業(yè)安全生產(chǎn)的主要因素之一,瓦斯鉆孔預抽是治理瓦斯災害的有效措施,鉆孔深度是影響瓦斯抽采效率的主要因素。本課題依托‘十二五’國家科技支撐計劃‘深部及中小煤礦災害防治關鍵技術研究與示范’項目,針對我國西南地區(qū)煤礦可采煤層煤質(zhì)松軟、動力現(xiàn)象明顯,以致鉆進困難的問題展開研究。從分析松軟煤層煤巖性質(zhì)出發(fā),研究PDC鉆頭切削破煤機理及螺旋鉆桿輸煤機理;利用LS-DYNA顯示動力學分析軟件,實現(xiàn)PDC旋轉切削鉆頭破煤鉆進過程可視化,獲得鉆進過程中煤巖破碎規(guī)律;以Φ50螺旋鉆桿作為研究對象,對其進行輕量化設計,得到芯管內(nèi)徑最優(yōu)值,減輕鉆桿質(zhì)量,并以輸煤率最大化為目標,對螺旋鉆桿進行參數(shù)優(yōu)化,得到葉片高度、螺旋升角和螺距最優(yōu)值;最后,實地試驗結果表明優(yōu)化后L800-118型鉆桿滿足卡鉆、抱鉆等極端工況下剛度、強度等性能要求,且鉆進深度及鉆進效率較優(yōu)化前有明顯提高。
【關鍵詞】：瓦斯災害 PDC鉆頭 螺旋鉆桿 輕量化設計 參數(shù)優(yōu)化 實地試驗
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第一章 緒論7-17
• 1.1 瓦斯災害7-8
• 1.2 鉆孔預抽技術防治瓦斯災害8-11
• 1.2.1 國外鉆孔預抽技術發(fā)展9-10
• 1.2.2 國內(nèi)鉆孔預抽技術發(fā)展10-11
• 1.3 松軟煤層鉆進具和螺旋鉆進技術11-15
• 1.3.1 硬質(zhì)合金組合鉆頭和PDC鉆頭12-13
• 1.3.2 三棱鉆桿和螺旋鉆桿13-14
• 1.3.3 突出松軟煤層螺旋鉆進技術14-15
• 1.4 課題來源及意義15
• 1.5 研究內(nèi)容及方法15-16
• 1.6 本章小結16-17
• 第二章 松軟煤層煤巖機械性質(zhì)及鉆煤、輸煤機理17-27
• 2.1 松軟煤層煤巖機械性質(zhì)17-18
• 2.2 煤巖破壞準則18-19
• 2.3 PDC旋轉切削鉆頭切削機理19-22
• 2.3.1 鋼體式PDC鉆頭結構20
• 2.3.2 PDC旋轉切削鉆頭切削機理20-22
• 2.4 螺旋鉆桿輸煤機理22-26
• 2.4.1 螺紋連接式螺旋鉆桿結構23-24
• 2.4.2 螺旋鉆桿輸煤機理24-26
• 2.5 本章小結26-27
• 第三章 PDC旋轉切削鉆頭破煤鉆進動力學仿真27-46
• 3.1 ZDY-750煤礦用液壓坑道鉆機27-29
• 3.1.1 ZDY-750煤礦用液壓坑道鉆機基本結構和工作原理27-28
• 3.1.2 ZDY-750煤礦用液壓坑道鉆機主要技術參數(shù)28-29
• 3.2 PDC鉆頭結構分析和材料屬性29-32
• 3.3 PDC旋轉切削鉆頭破煤鉆進動力學仿真32-41
• 3.3.1 LS-DYNA及ANSYS LS-DYNA軟件簡介32-33
• 3.3.2 接觸-侵切問題的計算理論33-36
• 3.3.3 PDC鉆頭破煤鉆進動力學仿真有限元模型建立36-41
• 3.4 仿真結果分析41-45
• 3.5 本章小結45-46
• 第四章 螺旋鉆桿輕量化設計46-61
• 4.1 螺旋鉆桿結構分析和材料屬性46-48
• 4.2 螺旋鉆桿輕量化設計48-58
• 4.2.1 ANSYS分析軟件及ANSYS Workbench簡介48-49
• 4.2.2 ANSYS workbench基本優(yōu)化理論及設計計算流程49-52
• 4.2.3 螺旋鉆桿目標驅動優(yōu)化函數(shù)52-53
• 4.2.4 螺旋鉆桿輕量化設計有限元分析模型建立53-58
• 4.3 輕量化設計結果分析58-60
• 4.4 本章小結60-61
• 第五章 螺旋鉆桿參數(shù)優(yōu)化61-73
• 5.1 螺旋鉆桿輸煤率計算61-62
• 5.2 基于遺傳算法的螺旋鉆桿參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型建立62-67
• 5.2.1 遺傳算法簡介62-64
• 5.2.2 建立輸煤率最大化目標函數(shù)64
• 5.2.3 建立約束條件64-67
• 5.2.4 螺旋鉆桿參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型建立67
• 5.3 基于MATLAB遺傳算法的螺旋鉆桿參數(shù)優(yōu)化設計67-72
• 5.3.1 適應度目標函數(shù)M文件編輯68-70
• 5.3.2 螺旋鉆桿參數(shù)優(yōu)化結果70-71
• 5.3.3 結果分析71-72
• 5.4 本章小結72-73
• 第六章 鉆桿加工及實地試驗73-89
• 6.1 L800-118型螺旋鉆桿加工73-76
• 6.2 L800-118型螺旋鉆桿實地鉆孔試驗76-88
• 6.2.1 示范礦井簡介76-79
• 6.2.2 試驗區(qū)鉆孔布置79-80
• 6.2.3 礦方鉆孔記錄分析80-82
• 6.2.4 林華礦實地鉆孔試驗82-85
• 6.2.5 黔金礦實地鉆孔實驗85-88
• 6.3 本章小結88-89
• 第七章 結論與展望89-91
• 7.1 結論89-90
• 7.2 展望90-91
• 致謝91-92
• 參考文獻92-94

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 胡云波;董為民;劉波;周江豹;;基于LS-DYNA二合一讀卡連接器彈片的接觸分析[J];機械設計與制造;2008年06期

2 牛東民;;刀具切削破煤機理研究[J];煤炭學報;1993年05期

3 趙學斌;;螺旋葉片成形工藝新探索[J];新技術新工藝;2007年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 高坤;低透氣性煤層瓦斯抽放定向鉆進技術研究[D];遼寧工程技術大學;2005年

  本文關鍵詞：松軟煤層鉆進的關鍵技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：413025