刘少伟,刘栋梁,冯友良,李鑫涛,尚鹏翔

(河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454003)

应力状态对煤巷顶板锚固孔钻进速度的影响

刘少伟,刘栋梁,冯友良,李鑫涛,尚鹏翔

(河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454003)

采用有限元数值软件对煤巷顶板常见岩石在不同应力状态下模拟钻进,发现应力状态对煤巷顶板岩石锚固孔的钻进速度影响不明显。从钻进位移和实时钻进速度两方面对煤巷顶板不同类型岩石钻进结果进行分析讨论,认为平均钻进速度可作为衡量岩石类型的一个较好指标。通过各类岩石瞬时钻进速度的分析,钻头的回弹是不同岩石力学特性的反应,可通过对回弹次数、正面积和负面积等参数对不同岩层进行识别。

煤巷顶板锚固孔;钻进速度;应力状态

自20世纪90年代以来,锚杆支护以其显著的技术和经济优越性在煤巷围岩控制中获得了广泛应用,是巷道支护技术的一场革命[1－2]。煤巷顶板锚固孔钻进是锚杆支护的一个重要环节,锚固孔钻进速度不仅影响着锚固孔的成孔的速度和效率,还对煤巷的施工管理和工程进度有着重要的影响。煤巷顶板为沉积层状岩体,各层的岩性不同,多为砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、砂质页岩及石灰岩等,其中直接顶主要以粉砂岩、砂页岩、泥岩为主,基本顶以砂岩、石灰岩及砂砾岩为主[3－4]。顶板锚固孔现场钻进过程中,常出现时快时慢现象。钻进速度的变化影响因素较多,包括顶板岩层物理力学结构(顶板组合岩层的尺寸、节理发育程度、岩石类型)及应力状态等。……