冲旋作用下随钻测量系统研发与应用_中国煤炭行业知识服务平台

冲旋作用下随钻测量系统研发与应用

作者

李杨王雁冰岳小磊岳中文李为
单位

中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院
摘要

硬岩巷道岩体性质是爆破参数设计的重要依据，快速获取岩体力学参数对提升巷道掘进效率至关重要。随钻参数与岩石性质有着密不可分的关系，随钻测量系统是监测钻机钻进过程中钻进参数的重要工具。通过随钻测量系统，可以实时掌握钻进过程中的钻压、转速、钻速等工程参数，进而分析实际钻进岩体性质，为爆破参数设计及优化提供参考。为了快速、准确地获取硬岩力学参数，在冲旋钻机基础上建立了具有冲击功能的智能随钻测量系统，该系统主要由智能钻进控制系统和智能感知系统组成，可对钻进速度、钻头转速、推进压力、旋转压力、冲击压力等多种随钻参数进行智能控制与实时监测。基于该系统开展了不同等级高强度岩石试样冲旋钻孔试验，讨论分析了不同钻进参数条件下钻具的响应性能以及各钻进参数之间的相互关系。试验结果表明：冲旋智能随钻测量系统控制性能稳定，智能感知系统监测数据有效可靠；随钻参数与岩石性质间响应关系具有显著规律性，不同强度岩石钻进参数响应最明显的是钻进速度，表明平均钻速与试件强度呈负相关。该系统可有效识别不同强度岩石，定量评价岩体力学参数，研究结果可为实时获取工程原位岩体力学参数提供一种新的方法。
关键词

冲旋钻进随钻测量系统研发岩体参数硬岩巷道
基金项目(Foundation)

国家重点研发计划项目(2021YFC2902103)；国家自然科学基金重点项目(51934001)；中央高校基本科研业务费专项项目(2023JCCXLJ02)；
文章目录

1 冲旋智能随钻测量系统结构组成
1.1 机械钻进系统
1.2 液压控制系统
1.3 电气控制系统
1.4 随钻参数智能感知系统
2 冲旋条件下岩石数字钻孔试验
2.1 试验方案设计
2.2 试验操作步骤
3 试验结果分析
3.1 冲击旋切智能随钻岩性识别系统稳定性分析
3.2 不同冲击压力下的随钻特征响应分析
3.3 不同转速下的随钻特征响应分析
4 结论