煤矿井下钻孔群在线监测系统设计与应用

设计了煤矿井下钻孔群在线监测系统,开发了基于全数据分析法的钻孔群数据处理软件。矿井钻孔群在线监测系统利用随钻轨迹仪测量钻孔轨迹,利用水压传感器测量钻孔深度,借助矿井工业环网实现钻场钻孔测量数据的实时上传,利用地面钻孔群数据处理软件快速定位钻场孔群轨迹及终孔落点,准确判定钻进盲区及钻孔与煤层的位置关系。试验表明:煤矿井下钻孔群在线监测系统运行稳定,数据处理简单有效,钻孔群轨迹及煤层位置的三维显示直观明了。     

钻孔随钻三维轨迹测量技术研究

煤矿井下钻孔施工中,在缺少控制钻孔轨迹偏移测量技术的情况下,施工钻孔轨迹与钻孔设计轨迹偏差较大,无法满足煤矿瓦斯抽采的设计需求。阐述了随钻钻孔三维轨迹测量技术,目的是通过对随钻三维轨迹测量技术的研究,精确控制瓦斯钻孔轨迹,解决瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题。钻孔随钻三维轨迹测量技术是通过对钻机开孔角度和钻孔轨迹的精确测量,使用三维轨迹成图方法显示。通过大量的数据采集与施工验证证明,该方法成为预抽钻孔煤层保安全、促生产过程中的重要环节,避免了钻孔设计及施工的盲目性,提高了抽采钻孔的利用率及施工速度。     

矿井随钻三维轨迹监测技术研究

煤矿井下钻孔施工中,在缺少控制钻孔轨迹偏移测量技术的情况下,施工钻孔轨迹与钻孔设计轨迹偏差较大,无法满足煤矿瓦斯抽采的设计需求。分析了随钻钻孔三维轨迹测量技术,通过对随钻三维轨迹测量技术的研究,精确控制瓦斯钻孔轨迹,解决瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题。钻孔随钻三维轨迹测量技术是通过对钻机开孔角度的精确测量和对钻孔轨迹的精确测量,使用三维轨迹成图方法显示。大量的数据采集与施工验证表明,该方法成为预抽钻孔煤层保安全、促生产过程中的重要环节,能够避免钻孔设计及施工的盲目性,提高了抽采钻孔的利用率及施工速度。     

煤矿井下定向钻孔轨迹计算与误差分析

煤矿井下随钻测量定向钻进技术由于能够精确控制钻孔轨迹,目前得到广泛应用。针对钻孔轨迹的测量方法和测量误差问题,介绍了定向钻孔轨迹的计算方法,分析了钻孔轨迹误差产生的主要原因以及造成的影响,通过提高仪器测量精度、校正子午线收敛角、准确计量孔深以及降低磁干扰等措施,可以减少误差,提高钻孔轨迹精确度。     

煤矿井下定向钻孔轨迹计算与误差分析

煤矿井下随钻测量定向钻进技术由于能够精确控制钻孔轨迹,目前得到广泛应用。针对钻孔轨迹的测量方法和测量误差问题,介绍了定向钻孔轨迹的计算方法,分析了钻孔轨迹误差产生的主要原因以及造成的影响,通过提高仪器测量精度、校正子午线收敛角、准确计量孔深以及降低磁干扰等措施,可以减少误差,提高钻孔轨迹精确度。     

钻孔深度测量仪在方位伽马测井中的应用

为了满足煤矿井下随钻方位伽马测井在顺煤层钻进地质导向的应用需求,设计开发了矿用钻孔深度测量仪,为随钻方位伽马测井的数据资料解释提供精确深度数据支持。从组成、工作原理、结构设计、现场试验等几个方面介绍了钻孔深度测量仪在随钻方位伽马测井中的应用情况。通过在地面勘探孔及煤矿井下实钻孔中的试验,表明钻孔深度测量仪测量的深度数据稳定、可靠,可以满足煤矿井下方位伽马测井对钻孔深度测量的需求。     

矿井多煤层瓦斯穿层抽放钻孔轨迹测量技术

针对煤矿井下钻孔群轨迹测量及监测技术研究及应用较少,无法实现瓦斯抽采盲区的分析与显示、无法指导后续钻孔设计施工等问题,利用钻孔轨迹监测技术及数据处理软件,实现钻孔群轨迹实时测量与三维绘图。该技术硬件由钻孔轨迹测量系统组成,软件功能包括钻孔轨迹计算、巷道及钻孔三维建模与显示。钻孔数据处理实现钻孔轨迹的计算,钻孔轨迹三维建模将钻孔轨迹、煤层走向等信息通过三维方式显示,钻孔轨迹设计指导模块给出钻孔抽采盲区,实现了煤矿地质透明化。实践表明:利用随钻轨迹监测技术对钻孔轨迹进行监测,可有效控制或消除了钻孔瓦斯抽采盲区,利于煤矿瓦斯抽采与施工安全。     

钻孔随钻轨迹测量及三维可视化技术研究

针对矿井钻孔轨迹测量中存在的随钻测量技术落后、数据传输效率低、钻孔轨迹测量结果成图效果差等问题,提出了钻孔轨迹随钻测量、数据实时传输及数据三维可视化成图技术。该技术主要由钻孔随钻轨迹测量、钻孔轨迹实时监测装置、数据三维可视化成图及数据处理组成。钻孔随钻轨迹测量使用先进的无线随钻存储式测量方法,数据实时传输使用蓝牙或无线网络传输方式,利用CAD钻孔数据成图及利用专用处理软件进行钻孔数据三维可视化成图。研究表明,该套钻孔轨迹测量及数据处理方法可提高钻孔测量质量,提高数据处理效率及可视化效果。研究为煤矿安全服务提供了新的技术手段。     

YZG7矿用钻孔轨迹仪在朱家店煤矿的应用

以随钻轨迹测量为研究对象,针对传统的回转钻机钻进测量钻孔空间轨迹的方式,造成钻孔实际轨迹与设计出现较大偏差为研究背景,结合矿井现场应用,提出了采用进行钻孔轨迹测量。阐述了YZG7矿用钻孔轨迹记录仪结构与原理以及施工方法,并在朱家店煤矿进行现场应用。实践得出实钻终孔位置和设计终孔位置上下偏差2.28 m,左右偏差7.62 m,掌握了实钻钻孔轨迹钻进情况。     

上斜孔不同孔径的定位穿层孔钻探轨迹的探讨

近年来煤矿井下钻探工程已经较为普遍,但对钻孔成孔质量及钻孔轨迹的理论研究相对较少。以庞庞塔煤矿750水平轨道大巷和胶带大巷之间定位穿层输料孔施工工程为例进行研究,利用钻孔测井技术,对不同孔径大小的钻孔轨迹进行测量,分析测量数据。结果显示,在进行上斜孔钻探施工时,钻孔实测轨迹与设计相比均有明显向上偏移现象,且钻头直径越大,偏移量越大。通过分析岩层交替互层结构,对比各钻孔轨迹数据,总结钻孔偏移规律,对提高钻探成孔质量有指导意义。     

原始钻孔轨迹模型的建立及模拟方法的精度对比

建立原始钻孔轨迹模型,可以为各种轨迹模拟方法计算精度分析及误差因素量化分析提供数据基础。测点要素间的关系可以看作顶角、方位关于深度的函数关系,将这种函数关系模型化,可获得模型曲线的切向量关于深度的函数关系。以此为基础,用微分方法得到曲线三维坐标关于深度的导函数,再用积分方法即可得到原始钻孔轨迹模型曲线。该模型提供了不同弯曲强度条件下的原始钻孔测点要素和三维坐标,对全角半距法和最小曲率法2种模拟方法进行误差计算、对比和分析,验证了在计算精度上最小曲率法优于全角半距法。根据计算结果得出了2种方法在计算误差上的差异,并针对勘查钻孔和定向钻孔2种实际应用条件得出相应的计算精度。     

城郊煤矿底板改造钻孔偏斜规律研究

目前煤矿钻孔中容易被忽视的钻孔偏斜问题日显突出,影响钻孔施工的安全和效果.城郊煤矿存在着复杂的地质特征,断层构造带、含水组以及隔水组等发育.为查明钻孔终孔位置,降低钻孔偏斜,通过分析矿用回转钻机测斜仪工作原理,对城郊煤矿钻孔实施过程中的测斜数据进行采集,并对钻孔测斜的环境影响因素和系统误差影响因素进行了分析.对钻孔左右...     

基于无线测量技术的煤矿工程随钻设备设计

为实现针对井下钻进设施的实时控制，研究设计了一套基于无线测量技术的煤矿工程随钻设备，综合运用倾角传感器、工具面向角传感器、磁方位角传感器等小型传感设备来采集钻井设施当前的姿态参数，通过防爆计算机对各项参数实施编码与计算，并在视频器上实现钻进轨迹参数的图形化显示。经应用试验后发现，研究所提出的煤矿工程随钻设备信号传输距离长、解调准确率高，可充分兼容结构较为简单的钻杆，控制过程稳定。     

高地温矿井巷道围岩调热圈温度分布规律试验研究

矿井热害给井下作业人员健康和安全生产带来威胁。为了掌握高地温矿井巷道围岩调热圈温度分布规律，提出了巷道围岩测温钻孔及感温光缆的布置方式，通过分布式光纤测温系统的工业性试验，得出以下结论:随巷道围岩钻孔的延深，温度增长率不断减小，先上升后趋于平稳；通过加权平均与数据拟合方法，确定了巷道围岩温度和孔深的定量关系，测出1号、2号、3号钻孔的调热半径分别为30.95，30.25，30.75 m，实测巷道围岩调热圈半径最大为33 m；通过巷道围岩调热圈计算软件，验证了预测值与围岩钻孔实测结果基本一致。研究结论对矿井热害科学防治、保障职工身体健康和提高矿井热害防治技术水平具有重大的现实意义。     

顺层钻孔打钻偏斜规律研究及防范措施

通过对顺层钻孔打钻偏斜规律研究,掌握了矿井施工顺层钻孔期间偏斜规律,从而提高打钻质量。利用测斜技术测得施工钻孔偏斜数据,并对数据整理分析,结果表明:偏斜与钻孔倾角之间并无一般变化规律,但是整体来看,钻孔一般向上偏斜,一些钻孔产生上下偏斜（基本处于开孔位置）;偏斜与钻孔夹角之间无一般变化规律,但由于车轮效应钻孔一般向钻头旋转方向偏斜,由于稳钻误差、开孔反向作用力影响在开孔位置产生偏斜;利用加权平均计算方法得到钻头直径为75 mm与92 mm,上下偏斜度分别为2.176 m与3.483 m,左右偏斜度分别为4.144 m与5.081 m;孔深超过60 m以上钻孔,设计施工倾角时,根据等高线计算结果上下调2°~3°。     

双U型水平井技术在保德煤矿瓦斯抽采中的应用研究

在保德煤矿首次采用了双U型井技术实施瓦斯抽采,该工程根据煤矿的瓦斯抽采需要,在实现了矿区瓦斯地质研究的同时,解决了本煤层的预抽、下煤层的试采及双煤层的合采等技术目标。同时,创新性地在井斜角大于45°的造斜段下入玻璃钢套管,解决了煤矿后续掘进巷道的安全需求。通过实践验证了随钻预测及随钻定向监控的技术思路和工程措施,取得了良好的技术效果。同时还可以抽采相邻工作面开采的卸压瓦斯及部分采空区瓦斯,其技术思路先进,可供同类矿井参考借鉴。     

子午线收敛角在煤矿测量中的应用

子午线收敛角在煤矿测量中应用广泛,特别是在矿区跨度范围较大的情况下,子午线收敛角尤为重要。煤矿测量中通常需要加测陀螺定向边来提高井下巷道测量精度,主要参数有陀螺方位角、坐标方位角、子午线收敛角、仪器常数等。采用中天法,通过对豫省东部某煤矿实测数据的计算和精度评定,测定所求井下陀螺定向边的坐标方位角,根据定向边的坐标方位角指导煤矿顺利贯通,保证煤矿安全生产。点位坐标决定子午线收敛角大小。实测中必须精确计算子午线收敛角,并对仪器常数和陀螺方位角进行精度评定。