基于工况自适应的露天钻机钻具结构优化研究

摘要

随着矿业资源开采强度的不断提高，露天钻机作为现代采矿作业的核心设备，其钻具结构优化对于提升钻孔效率、
降低能源消耗和延长设备寿命具有重要意义。受地质环境复杂性、钻孔参数多变性及作业条件动态波动等因素影响，传统
的钻具结构设计难以满足当前露天采矿对高效、低耗、智能化的综合需求。本文从工况自适应的理论出发，系统梳理露天
钻机钻具结构的优化设计需求，分析了钻具在不同岩性、孔深、钻进速度等多工况下的力学响应与失效机理。结合多学科
协同设计方法，提出基于工况自适应的钻具结构参数优化策略，构建了集多源数据采集、工况识别、结构仿真与优化决策
为一体的智能分析平台。通过多场景仿真和现场应用验证，所提方法能够有效提升钻具在复杂工况下的适应性和作业效率，
显著降低钻具失效率和运营成本。研究成果为露天钻机钻具的高效开发与智能升级提供了理论基础和技术支撑。最后，对
工况自适应钻具结构优化的未来发展方向进行了展望。