煤田地质与勘探

作者：刘璞, 姚宁平, 邹祖杰, 凡东, 魏宏超, 何玢洁,

关键词：动力吸振器, 振动控制, 跟管救援钻机, 多目标优化, 结构设计, 煤矿井下,

目的针对救援钻机在煤矿井下受限空间作业时孔口振动剧烈的问题，设计一种结构紧凑的多方向被动式动力吸振器，以提升钻机工作稳定性与安全性。方法基于弹簧−质量−阻尼系统理论，针对吸振器纵、横向动力学模型，提出分步优化设计方法纵向系统采用粒子群算法进行多目标参数优化，横向系统运用定点理论进行精确设计，实现各部件参数在空间约束下的最优匹配。通过数值仿真与工程试验，验证吸振器在多维振动抑制中的性能。结果数值分析和现场试验结果表明，所设计的吸振器在结构紧凑的前提下，可显著抑制孔口部位的纵、横向共振。在设定工况(工作压力28 MPa，内管转速16 r/min，外管转速8 r/min)条件下进行现场测试，吸振器使钻机横向振幅降低60%，纵向振幅降低51.34%，验证了其在实际工程中的有效性。结论该吸振器为受限空间下救援钻机的振动控制提供了结构紧凑、性能可靠的解决方案，对类似工况下的工程装备减振设计具有参考价值。

来源：2026年第4期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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