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摘要
针对构造软煤钻进成孔困难、缺少有效钻进防塌孔工艺的问题,构建了软煤顺层钻孔钻进-排渣过程三维力学模型,系统分析了钻进压力、排渣动力、钻进速度对孔壁稳定性和排渣效果的影响机制,得出钻孔失稳的主控因素,并给出孔内煤屑积存量与钻进压力、排渣动力之间的数学关系式,进而获取了钻压与钻速、转速及钻具磨损量的变化特征曲线,最终提出了软煤中速控压钻进工艺,并在朱家店煤矿4号煤层进行实践,结果表明:钻孔终孔深度随钻压呈先增后减趋势,且随转速增加,其下降速率增大,塌孔夹钻次数与钻压呈"V"型变化;终孔深度受转速影响程度较小,在中速阶段呈现渐增趋稳的走势,在低速和高速阶段,夹钻次数明显偏高;给进压力合理范围为60～80kN,转速为130～160r/min,给压方式选择正压推进与零压空转相结合,遇糜棱状构造煤,则需采用正-负压交替的给压方式。
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单位煤炭科学技术研究院有限公司
