采用理论分析、实验室试验及数值模拟等手段,研究了从能量角度评价钻孔防治冲击地压效果的方法。钻孔前后应力总量计算表明,钻孔对煤岩体的作用在于"调压",并非仅"卸压"。相对于应力角度,从能量角度评价钻孔防冲效果的过程更为简便。不同矿井煤样单轴加卸载试验发现,采用线弹性体弹性应变能计算公式的计算结果要大于实际值,且冲击倾向性越弱,计算误差越大,提出了基于弹性能量指数的修正公式。钻孔围岩弹性应变能的变化受最大主应力的做功特征主导,围岩应力调整过程中,弹性应变能能否积聚与围岩方位及侧压系数有关。在此基础上,提出钻孔耗能率的概念,可定量评价不同钻孔防冲设计之间的优劣,并通过FLAC3D进行数值模拟实现。以钻孔耗能率为评价指标得出,钻孔防冲效果与钻孔孔径呈幂函数关系,与煤层强度呈负相关。与φ100 mm钻孔相比,φ150 mm钻孔耗能效果是其2.9倍,φ200 mm钻孔耗能效果是其6.5倍。

为了能够有效杜绝煤与瓦斯突出、打钻机械伤人事故的发生,设计了一种井下瓦斯抽采钻机远程控制系统。该系统采用PLC控制技术、视频及声音监视技术和远程数据无线传输技术,操作人员利用地面操作台操作手柄和按钮,借助远程视频和声音监视完成远程控制钻机的钻进和钻杆的自动装卸,从而实现了井下瓦斯的无人化抽采。井下试运行结果表明,该系统运行稳定、可靠。

以全液压钻机的重要部件给进机身为研究对象,应用ABAQUS软件对给进机身进行模态分析及谐响应分析,得到其结构相对薄弱的部位、固有频率与各阶的振型,实现钻机给进机身的可靠设计,为全液压钻机给进装置改进设计提供基础,对其他全液压钻机进机身的优化设计具有参考价值。

针对露天矿用凿岩用LWD-200B钻机的自动钻进系统的时变、多目标性和非线性的特点,提出了利用模糊控制器对钻机主回转马达恒钻压给进的控制方案。将采样时获得基础参量的误差和误差变化信号送入模糊单元,模糊推理后对主马达的流量实施控制。LWD-200B露天矿用钻机智能控制系统采用最优决策与控制自动钻进过程,实现全面最优化自动化钻孔,调控各种工艺参数,保持着最优值钻孔,具有最好的经济效益。

介绍了液压锚杆钻机的工作原理,并对影响锚杆钻机钻进性能的因素做了简单分析。设计研究了负载敏感变量系统液压锚杆钻机,并进行加载试验,通过测试数据的对比分析得出,负载敏感变量系统液压锚杆钻机有效地解决了普通锚杆钻机在作业过程中出现的各种缺陷,提高了锚杆钻机的钻进效率。

掘进机液压系统与机载锚杆钻机液压系统组成共泵系统,液压泵采用恒功率、恒压、负载敏感,控制阀采用负载敏感液压比例多路换向阀,系统的切换用先导式二位六通换向阀完成,实现2套系统的互锁。

现役海洋石油钻机的井控系统与起升、旋转和循环等系统的控制系统相对独立,完全依靠人工进行观测、判断和处理它们之间的逻辑关系,造成误操作的情况时有发生,导致较大的经济损失。根据井控系统的特点及与其他钻机系统之间的逻辑关系,利用PLC技术及相关的网络技术,通过设计软件实现井控系统与其他钻井系统安全互锁,避免误操作,提高设备完整性、可靠性和安全性。

四臂锚杆钻机是短壁机械化成套开采设备的重要设备之一,可以有效提高矿井支护效率并降低人工劳动强度。该设备主要功能依靠液压系统实现,简单介绍了CMM25-4四臂锚杆钻机开式液压系统并详细论述了液压系统中开式变量泵的成功应用。

对坑道岩心钻机减压钻进回路进行了研究,在对比分析了节流减压钻进回路及溢流减压钻进回路的优缺点的基础上,提出恒压变量泵控减压钻进回路。结合ZDY1000G型坑道岩心钻机的减压钻进回路,利用AMEsim软件模拟不同回路的压力流量特性,得出恒压变量泵控减压钻进回路具有钻进操作方便,安全性高,负载适应性强的结论。

介绍了全断面(矩形)掘进机中液压锚杆钻机的组成及工作原理。比较分析三种锚杆钻机液压控制系统方案的优缺点，并对负载敏感液压回路在多台锚杆钻机的应用作了详细介绍。通过井下试验分析，证明负载敏感技术方案安全可靠，效率高。