应变片测试方法在凿岩施工中的应用.pdf

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1、ISSNl()O52763矿业研究与开发第34卷第1期2014年2月(、N43一l215／TDMININGR&D，Vo1．34，No．1Feb．2014应变片测试方法在凿岩施工中的应用．～：一眦Ⅷ～-一三～一～一．_一～至一～一～一一～一～㈣㈨～一1三～一m何小平。，李东明。，闫杰。，孙春庆(1．长沙矿山研究院有限责任公司，湖南长沙410012；2．湖南有色重型机器有限责任公司，湖南长沙410205)摘要：通过对潜孔钻机偏钻卡杆机理进行研究分析，确定KeyWords：Straingagetesting，Burrowrockdrill，Simu

2、la了偏杆卡死事故发生的预兆，针对这些变化的特性，采用tionanalysis，DeviationandstickingpreventionANSYS对89FIIm的钻杆进行仿真分析，找出其应力应变的最大处．从而确定应变片的安装位置，进而测试钻杆应变0引言形，感知处理偏钻卡死异常工况。为解决应变片信号的传递采矿凿岩作业时，由于岩体构造和岩石性质的及提取问题，还进行了特定钻杆结构的设计，对感应采集的预兆变化数据进行处理与判别分析，对比事先得出的潜孔钻不同及普遍存在～的非～均质岩一层～等诸～多～原因～，当一钻头一一一一机正常凿岩参数，及时合理地调

3、整潜孔钻机的凿岩参数，有前端工作面同时接触到不同硬度的岩石时，会使其效避免钻杆偏斜卡死事故发生。受力不均匀，其合力的作用线与钻头轴线不重合，很关键词：应变片测试；潜孔凿岩机；仿真分析；防偏防卡可能造成钻杆偏斜卡死，致使凿岩作业无法正常进中图分类号：TD421．25文献标识码：A行，甚至导致钻头、钻杆、冲击器完全无法取出，导致文章编号：1005—2763(2014)01—0102—03该爆破孔报废。有效地防止钻杆偏斜卡死发生是凿岩效率的保障。在钻机凿岩作业过程中，将要出现钻杆偏斜卡死现象前，是有一些预兆的，在此时只要能及时将该信息采集到并反馈钻

4、机操作控制面板，及时调整凿岩的参数，就可以避免钻杆偏斜卡死故障的发生_】]。本文针对这一问题，通过对潜孔钻机偏钻卡杆机理进行研究分析，同时研究偏杆卡死事故发生的预兆，针对这些变化的特性，在钻机钻杆的相关部位设置应变片，感应采集钻杆中的预兆变化数据，并对采集到的数据进行处理与判别分析，根据事先得出的潜孔钻机正常凿岩时的参数，及时合理地调整潜孔钻机的凿岩参数，从而有效避免钻杆偏斜卡死事故发生。1钻杆仿真分析到目前为止，国内国外对钻杆偏斜卡死的处理还停留在纯液压控制上，很难对潜孔钻机的偏杆卡死事故进行有效的实时处理，对偏钻卡钻的处理功能非常有限。为

5、此，本项目尝试着提出一种全新的*收稿日期：2013—0l一23基金项目：围家”863”计划资助项目(2011AA060402)．作者简介：何小平(1985一)，男，湖北黄冈人，硕士，从事机械设计制造与理论研究以及钻机的防偏纠卡技术研究，Email：hexiaoping1228@l63．COlfll。104矿业研究与开发响凿岩打钻过程中的接卸杆动作，采用图6所示的卡从钻杆采集信号，为了便于数据的采集，防止钻杆钻杆结构。在钻杆外壁上距离台阶面30mm的位转动时扭伤导线，在钻杆上安装集电环，用电刷结构置成9O。设计2个沉孑L用以粘贴应变片，在钻杆的

6、公提取信号。接下来模拟在正常凿岩工作情况下和偏螺纹端面上安装上一个绝缘的橡胶套，用以隔离铜钻卡死异常工况下，检测钻杆受力的应变形变量并套环和钻杆内壁，铜套环内壁需刷绝缘防水胶，此结采集信号，用同轴电缆直接将信号采集到NI9237。构用于接杆后传递信号到信号传输钻杆上。经过具有信号调理放大功能l的NI9237数据采集模沉头孔的底部是粘贴应变片的位置见图7，孔块，将数据通过USB2．0接口接入现场计算机，分析底有走线用的通孔，粘贴好应变片以后，在孔壁上加采集到的应变数据，研究钻杆偏斜与应变之间的关装金属盖板，且用螺栓连接在钻杆上，防止打孔时系，形

7、成防卡防偏控制策略。排渣对贴片的影响，孔内还需要灌注防水胶，用来防止高风压吹起的水通过导线孔进入贴片位置。图8接杆之后的信号传输3结束语本文借助应变片测试方法，利用ANSYS软件对钻机的钻杆受力应变进行仿真分析，找出其应力图6信号采集钻杆应变的最大处，从而确定应变片的安装位置。由应变片传出应变信号，经过相关处理响应钻机异常工况，合理适当地调控轴压力和转速；必须坚持“以防为主，控斜为辅”的原则，尽量避免钻孔偏斜卡死，而且还要及时了解应变片传出的信号以响应钻孔偏斜卡死情况，以便采取相应有效的偏斜预防和控卡死处理对策。只有这样，才能保证潜孑L钻机钻

8、孔施工图7信号传输钻杆的质量，提高钻孔效率L4]。参考文献：为了不妨碍接卸杆动作，以及满足信号的传输[1]何小平，王毅，闫杰，等．潜孔钻机凿岩中钻孔偏斜控制采集需要