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煤巷顶板锚固孔钻进钻杆振动特性数值模拟研究

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作者

付孟雄刘少伟范凯彭博康延雷贾后省
单位

河南理工大学能源科学与工程学院煤炭安全生产河南省协同创新中心四川华蓥山龙滩煤电有限责任公司国网能源哈密煤电有限公司大南湖一矿
摘要

针对煤巷顶板岩层结构复杂多变、劣化区域不易探明,易导致锚杆支护煤巷冒顶问题,利用理论分析与数值模拟相结合方法,研究煤巷顶板锚固孔钻进过程中钻杆横向、纵向、扭转振动特征。理论分析表明:钻杆横向、纵向振动速度和加速度主要由顶板岩石坚固性系数f决定,扭转振动加速度主要由岩石黏聚力C和内摩擦角φ决定。通过ABAQUS数值模拟软件做进一步分析:钻杆横向、纵向振动速度和加速度及扭转振动加速度波峰密度和峰值大小随着岩石强度的增加而增加,可作为识别顶板岩层强度、特别是岩层结构裂化区域的指标。研究结论为实时动态调整优化巷道顶板锚杆(索)支护参数,预防锚杆支护煤巷冒顶提供了理论支撑。
关键词

煤巷顶板锚固孔煤巷冒顶钻杆振动岩性识别振动速度与加速度
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51674098,51604094)；
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