一种矿用钻机随钻监测装置及煤体应力测定方法

文档序号:37438196发布日期:2024-03-25 19:38阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种矿用钻机随钻监测装置,其特征在于,包括钻机、钻杆、数据监测系统、数据采集装置和防爆箱,所述数据监测系统包括拉绳位移传感器和扭矩转速传感器,拉绳传感器一端与动力头的下方相连,另一端与钻机支架相连;所述钻机的动力头连接前端联轴器,扭矩转速传感器分别与前端联轴器和后端联轴器;所述数据采集装置包括数据采集仪和防爆手机,所述数据采集仪内置蓝牙传输模块,数据采集仪连接数据监测系统,数据采集仪通过蓝牙传输模块将采集数据传输到至防爆手机内,防爆手机将采集到的钻机参数通过井下光纤交换机传输到地面监测主机中。

2.根据权利要求1所述的一种矿用钻机随钻监测装置,其特征在于,所述动力头与前端联轴器之间通过公头和母头连接,所述后联轴器与钻杆之间通过公头和母头连接,前端联轴器和扭矩转速传感器之间通过键槽连接。

3.根据权利要求1所述的一种矿用钻机随钻监测装置,其特征在于,所述钻机为矿用履带式全液压坑道钻机,钻机设置双泵系统,钻机回转参数和给进参数独立调节,变量油泵和变量马达无极调整。

4.根据权利要求1所述的一种矿用钻机随钻监测装置,其特征在于,所述扭矩转速传感器的量程最大为1500n·m,转速量程为300r/min;所述数据采集仪和供电电池放置在防爆箱内。

5.一种利用矿用钻机随钻测定煤体应力的方法,利用权利要求1至4任一项所述的一种矿用钻机随钻监测装置,其特征在于,步骤包括:

6.根据权利要求5所述的一种利用矿用钻机随钻测定煤体应力的方法,其特征在于,所述钻压扭矩和抗钻削力之间的关系式为:

7.根据权利要求6所述的一种利用矿用钻机随钻测定煤体应力的方法,其特征在于,所述煤体破裂面上的法向力和切向力的关系式为:

8.根据权利要求7所述的一种利用矿用钻机随钻测定煤体应力的方法,其特征在于,所述岩石内聚力和刀具所受的切向力和法向力的关系式为:

9.根据权利要求8所述的一种利用矿用钻机随钻测定煤体应力的方法,其特征在于,所述抗钻削力的函数表达式为:

10.根据权利要求9所述的一种利用矿用钻机随钻测定煤体应力的方法,其特征在于,所述通过钻进过程中的钻进时间、位移、扭矩、转速和钻头钻杆参数,计算确定钻进速度和单位深度钻进能量,确定钻进过程中的煤体应力变化。


技术总结
本发明提供了一种矿用钻机随钻监测装置及煤体应力测定方法,涉及矿用设备及测量技术领域,该装置包括钻机、钻杆、数据监测系统、数据采集装置和防爆箱,钻机的动力头连接前端联轴器,扭矩转速传感器分别与前端联轴器和后端联轴器;数据监测系统包括拉绳位移传感器和扭矩转速传感器,拉绳传感器一端与动力头的下方相连,另一端与钻机支架相连;数据采集装置包括数据采集仪和防爆手机,用于处理监测数据。利用该装置卸压钻孔的基础上,通过随钻监测系统获取钻进过程中的钻进时间、位移、扭矩和转速等钻进参数,通过计算确定钻进速度和单位深度钻进能量,进而得到煤体应力,以及钻进过程中煤体应力的变化规律。

技术研发人员:赵志刚,赵同彬,齐炎山,于凤海,邢明录
受保护的技术使用者:山东科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/3/24
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