冲击地压矿井内排式钻屑法钻屑运移规律研究及应用

卢方庆; 崔磊; 潘济安; 高学鹏; 潘一山

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2025022

矿业科学学报 ›› 2025, Vol. 10 ›› Issue (03) : 489 -499. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2025022

冲击地压矿井内排式钻屑法钻屑运移规律研究及应用

卢方庆, 崔磊, 潘济安, 高学鹏, 潘一山

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摘要

为了解决钻屑法作业过程中钻屑量采集不准确的问题，发明内排式钻屑法以及相应的钻具，其原理是通过负压将钻屑从钻具的内部通道运移至孔外，并对钻屑进行采集与称重。对负压条件下钻屑的运移规律进行理论分析，并采用CFD-DEM耦合数值模拟方法，研究钻屑运移通道的不同结构形式对钻屑-气体流动特征的影响规律，结合数值模拟结果对内排式钻屑法的钻杆进行加工，并通过室内试验验证内排式钻屑法收集钻屑的可行性。结果表明，压强差越大，钻屑运移越快；在同一负压和钻速条件下，钻具端头的流体孔截面大小与负压运输钻屑的效率呈正比；增加流体孔的个数，有利于提升负压运输钻屑的效率；当流体孔向钻头方向倾斜30°时，其负压运输钻屑的效果更好。