Идентификация прочности породы при бурении на основе перкуссионного роторного бурения

Во время проходки туннеля система цифрового мониторинга процесса бурения (DPM) может быстро получать параметры прочности породы в реальном времени и своевременно направлять работы по выемке и креплению. Для оперативного определения прочности массива перед забоем в настоящем исследовании были проведены натурные цифровые испытания бурения с использованием системы DPM, установленной на пневматическом перкуссионном роторном буровом станке. Путем реального времени мониторинга, записи и анализа параметров бурения, таких как давление подачи, давление вращения, перкуссионное давление и смещение буровой штанги на всём протяжении процесса бурения, выявлены характеристики параметров бурения на различных этапах процесса. На этой основе идентифицированы отдельные этапы бурения, а параметры чистого (основного) процесса бурения выделены с помощью метода временных рядов DPM. Результаты показывают, что глубина бурения в чистом процессе бурения изменяется линейно во времени. Изменение рабочего давления бурового станка во времени относительно постоянно и оказывает ограниченное влияние на скорость проходки в различных участках с разной скоростью проходки. При этом скорость проходки уменьшается с ростом прочности породы, и установлен экспоненциальный закон зависимости между прочностью породы и скоростью проходки для практического применения.