煤炭工程

作者：巩永春,孙晓虎,李伟东,汪义龙,马晓强,谢苗,张鸿宇,刘治翔,李玉岐

单位：1. 庆阳新庄煤业有限公司 新庄煤矿, 甘肃 庆阳 7452032. 华能煤炭技术研究有限公司, 北京 1000703. 辽宁工程技术大学 机械工程学院, 辽宁 阜新 123000

关键词：巷道掘进,钻机,锚固单元,横向振动,数值模拟,

为保证巷道快速掘进系统的安全、稳定、高效进行, 钻机锚固单元的结构强度及设计合理性至关重要; 首先根据实际工况条件, 构建锚固单元钻进过程力学模型, 得到钻杆钻进阻力及阻力矩相互关系; 利用Ansys对锚固单元结构强度进行可靠性分析, 验证结构设计合理性; 通过构建钻进过程钻杆振动学模型, 利用Abaqus分析锚固单元在有预应力下的模态规律, 与Matlab 联合求解钻进过程横向振动位移、速度及加速度, 验证钻杆钻进不同岩层时, 其速度、加速度可作为判别煤岩属性的数值特征; 利用DesignExploer优化模块对锚固单元结构进行优化, 优化后的锚固单元在保证应力、形变及共振频率皆满足要求情况下, 质量降低了6.24%, 实现了锚固单元结构的优化; 通过锚固钻进相似试验验证, 可得到优化后的锚固部件满足强度要求; 钻进不同围岩时, 锚固钻进钻杆振动响应明显, 该结论可作为煤岩识别的理论基础, 为实现自动锚固提供先行条件。

来源：2023年第7期

《煤炭工程》期刊编辑部

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