井眼轨道的软着陆设计模型的改进解法

井眼轨道的软着陆设计模型的求解可以归结为一个七元非线性方程组的求解问题.前人给出了数值迭代求解算法,然而并没有证明该迭代算法的收敛性,并且该算法是否收敛严重依赖于用户给出的迭代初始值.通过一系列的消元、化简的数学技巧,将七元非线性方程组化简为一元多项式方程,并在此基础上给出了软着陆设计模型的一个新算法.理论分析和实际算例表明,新算法的主要计算工作量是求多项式方程的非负实数根,其他未知数与实数根是简单的函数关系,计算量很小.新算法克服了迭代算法的初值依赖性以及迭代过程可能发散等缺陷,并且在设计模型有多个解的情况下,可以同时求出这些解.     

大位移井悬链线剖面设计的数值计算

悬链线剖面是大位移井轨道的经典类型,在进行设计时需要求解一个以悬链线初始井斜角为未知数的非线性方程。由于未知数包含在多个三角函数和对数函数中,计算工作量较大,而且常用的迭代求解方法存在一些问题。通过数学变换将该方程转换成一个只包含对数函数和多项式函数的新方程,对新方程的函数性态做了几何分析,进而提出了寻找求解区间的步长搜索算法和自适应步长搜索算法。利用二分法在求解区间上能够快速求出新方程的数值解。利用大位移井设计实例验证了本文算法的有效性,并对圆弧井段井眼曲率与方程解的关系进行了讨论。本文提出的算法可用于大位移井轨道设计的计算机软件开发中。     

闭合排队网络的扩展求和算法及其应用

介绍了闭合排队网络的扩展求和算法(Extended Summation Algorithm, ESUM）原理和迭代计算过程,就一个露天矿装运系统建立了闭合排队网络模型,并分别应用ESUM算法和随机模拟方法对模型进行了计算分析.结果证明,在分析露天矿装运系统时,采用ESUM算法能够以较高的精度有效地对系统的非负指数排队网络模型进行求解.ESUM方法是比计算机模拟法更简便的露天矿装运系统分析方法.     

岩土边坡稳定的机动极限分析方法

提出了一种基于上限分析的岩土边坡稳定有限元数值分析方法。基于Mohr-Coulumb屈服准则,将塑性极限分析中的机动极限定理以及有限元方法运用到岩土边坡稳定分析中,通过把外载或自重的超载系数作为目标函数,最终将上述问题归结为求解一个带等式约束的非线性规划问题。借助数学规划中的非线性理论,可构造出上述问题的直接迭代求解算法。最后给出了相关算例的分析,计算结果表明该方法能为岩土边坡的工程设计和分析提供一种有效计算手段。     

基于时差定位线性算法和Geigei迭代算法的某铁矿声发射源定位精度分析

时差线性定位算法主要参考时间差时，波速等参数构建线性方程组进行代数方法的求解，该法原理和计算过程都较为简单，但缺点是方程组可能会出现无解导致定位计算失败。Geiger迭代定位算法在选取了合适迭代初值的基础上进行多次迭代，得到定位结果，其在原理上比时差线性定位算法更精确，本文对时差定位中的线性定位和Geiger迭代定位两种算法结合云南某大型铁矿的声发射监测系统监测到的声发射事件进行了分析,通过两种定位算法得到的定位结果误差对比分析来具体说明两种方法对于工程实际的适用性和精确度。     

大地电磁非重叠型区域分解算法子域边界条件比较

区域分解算法已成为大规模工程数值模拟的有力手段,也开始应用于地球物理多维问题上,该文采用非重叠型区域分解算法进行大地电磁(MT)二维正演模拟,将MT问题的求解区域划分为2个非重叠子域,子域间分别采用Dirichlet-Neumann条件与Neumann-Neumann条件进行迭代求解,比较了2种条件的迭代误差变化情况。结果表明,2种边界条件的迭代误差随迭代次数呈指数衰减,Neumann-Neumann条件衰减速度相对较快,Dirichlet-Neumann条件的误差值相对较低,先达到最小误差值。     

混凝土配合比设计计算系统的开发与应用

在混凝土配合比试验过程中,各种原材料的用量计算过程是一种较为复杂的计算工作,介绍了混凝土配合比设计计算系统的开发过程和应用,系统开发在算法实现上采用绝对体积法,求解构造的线性方程采用高斯消去法.     

基于网格搜索-牛顿迭代法的微震震源定位算法

利用最优化算法对微震定位进行求解时,为了保证全局且快速收敛,结合网格搜索法的 全局收敛性和牛顿迭代法的快速准确性,提出一种基于网格搜索-牛顿迭代法的微震震源定位反 演算法。 新算法首先通过对监测区域进行稀疏的网格划分,利用网格搜索法得到初步的定位结 果,再以此结果作为牛顿迭代法的初始迭代值进行准确的定位计算。 通过模拟实验,研究了地下 介质速度各向异性和实际工程中测速误差对定位结果的影响,并与牛顿法、网格搜索法和模拟退 火法对比新算法在定位准确度、稳定性以及计算效率方面的表现。 结果表明:该算法在理论上可 以相对高效、准确、稳定地定位微震事件。 最后利用实例验证新算法定位效果,定位误差约 为4m。 该算法在微震定位中具有一定的实用价值。     

基于改进的花粉算法的抽水试验数据分析

以花粉算法为基础,采用立方映射产生的混沌序列,模拟花粉配子初始化提高算法的全局搜索能力,加入单纯形算法提高计算精度,建立改进的花粉算法.分别采用基本花粉算法和改进的花粉算法,分析直线供水边界含水层抽水试验数据,确定含水层参数.就种群规模和待估参数初值范围等因素对算法收敛性的影响,进行了数值实验.结果表明,改进的花粉算法能够有效地应用于求解分析抽水试验数据,确定含水层的计算问题;种群规模越大,算法精度越高,但耗时太长;待估参数的取值范围对收敛性有一定的影响,范围较小收敛性更好.较基本的花粉算法,改进的花粉算法具有搜索能力强,计算精度高,收敛速度快等优点.     

通风网路单孔解算法及其应用

通风网路单孔解算法,是在单孔通风网路的条件下导出的一种非线性方程法,故简称单孔法.对于单孔通风网路,单孔法可以直接解算.同时,也可将复杂通风网路解体为若干个网孔——单孔通风网路,利用单孔法解算式逐孔迭代计算,也能收到较好效果.     

可膨胀管技术实验方法与仿真分析

可膨胀管技术是钻井工程领域的一项新兴技术,应用该技术可以简化井身结构,降低钻探成本。论述了该技术研究现状和地面实验的一种方法,并且利用非线性有限元技术对膨胀过程进行了仿真分析,得到了有效数据。     

大直径竖井钻井钻速多元回归模型分析及应用

分析了地层可钻性系数K、钻压P、转速n、井深H和洗井液冲洗量Q等5个因素对钻速的综合影响,建立了大直径竖井钻井钻速多元非线性回归模型。选用历史录井数据作为样本数据,利用多元线性回归的方法,获取了该类大直径竖井钻井对应的钻速回归方程。通过模型检验和残差分析,结果表明,所建立的钻速回归方程合理并具有实际意义,方程对样本数据的拟合精度较高。使用该钻速方程进行钻速预测,预测钻速与实际钻速间的平均相对误差为7.66%,预测效果较好,在优化钻井工艺和提高钻井效率方面具有现实意义。     

液压式振动钻削系统研究及试验

在煤矿钻井发展过程中,一些矿用精密仪器,诸如测斜仪、轨迹仪等精密仪器需求量越来越大,在仪器加工过程中,钻孔对整个仪器的精度影响很大,传统的仪器钻孔加工采用的是普通钻床,采用普通钻床进行加工导致的直接后果就是加工精度极低,这使得国内仪器的精度很差,而振动钻削的出现则解决了这一问题,但目前国内对该技术尚处于研究阶段,因此,设计了一种液压式振动钻削设备,加工完成后对其进行了试验,试验结果显示该设备可行。     

适用于井下狭窄巷道的铰接自行式天井钻机智能化研究

为解决现有天井钻机尺寸大、转场难、自动化程度低、控制精度差等问题，通过采用中心铰接式底盘结构、浮动车架设计、PLC程序控制和远程智能遥控操作等系统集成与控制技术，对天井钻机的整机结构、动力匹配、智能行走、自动凿岩等核心问题进行了研究，最终开发设计出了一款适用于无轨矿山井下狭窄巷道的铰接自行式天井钻机。该钻机通过履带牵引和轮胎拖挂的方式实现设备的行走和转向，行走、定位、施工全过程无需任何拆装，简单方便。现场应用表明，相比传统天井钻机，本文设计的铰接自行式天井钻机整机尺寸小、巷道通过性好、凿岩速度快、成孔精度高、施工成本低，无论是在施工效率上、还是在智能化程度上都有了很大的提升，很好满足了矿山机械化换人、智能化减人的发展需求，更加高效、智能。     

平煤十矿本煤层深孔施工装备及工艺研究应用

为解决本煤层打钻施工过程中,钻杆发热、瓦斯涌出形成喷孔、卡钻和成孔率低等问题,研发CMS1-1200/30 J新型煤矿用液压深孔钻车,其由主机液压系统、履带行走部、工作机构、机架、泵站和钻具等6部分组成,通过在钻孔设计、新型钻具和打钻工艺的研究试验表明,使用螺旋钻杆避免了钻杆壁与同一处煤粉长期摩擦而起热,减少了钻孔口产尘量,有效孔径大,完全实现由钻杆旋转的自排粉的功能,平均孔深83.5 m,提高了突出煤层中钻孔施工深度,成孔率在65%以上,提高煤层瓦斯释放和抽放效果,消除松软煤层瓦斯突出,实现安全生产。     

根据钻速方程分析提高钻速的有效途径

在安全条件下,提高钻井速度是钻井工程技术人员追求的目标和紧迫任务。根据大庆长垣通用钻速方程,分析影响钻速的主要因素及提高钻速的有效途径,以供钻井工程设计及现场工程技术人员参考,并用莺深1井、达深2井实钻数据在通用钻速方程中验证,其预测钻速与实际钻速误差仅为4.3%和4.8%,取得较好的符合率。     

三棱钻杆在中软煤层顺层瓦斯抽排钻孔的应用

为了解决传统钻杆在中软煤层或煤与瓦斯突出煤层顺层钻孔时的卡钻、埋钻、排渣效率低、瓦斯突出严重、机械化程度不高等问题,采用了使钻杆形成3个半圆形的间隙,扩大排出煤粉和瓦斯的通道,随着钻杆边的搅动,钻渣被压力风悬浮起来,同时在风量、风速的作用下向孔口传输运移,据此研制了新型三棱钻杆,根据丁集矿的大量试验,对已应用的三棱钻杆的不足之处进行了改进,结果表明,三棱钻杆在中软煤层顺层抽排瓦斯钻孔施工中能够高效成孔。     

煤矿井下复杂岩层跟管定向钻进技术研究

为了解决煤矿井下复杂岩层破碎定向钻进出现孔壁坍塌而成孔难题,创新发明出复杂岩层跟管定向钻进技术护住复杂破碎孔段。该技术先采用中心定向钻具外跟套管穿过复杂地层,然后提出中心定向钻具利用外部套管护住复杂岩层孔段,最后在外部套管内下入下一级定向钻具施工。本文通过开展跟管定向钻具设计、跟管定向钻进工艺研究,并将该技术应用于淮北某矿高位定向钻孔试验。试验中该技术成功护住了由2层煤线、1层泥岩组成的103.5 m复杂岩层孔段,最终定向钻进成孔孔深530 m。试验表明,本技术可有效护住复杂地层孔段,提高复杂岩层定向钻孔深度和保护抽采通道。     

ZDY4000L履带式钻机大坡度巷道钻孔施工实践

为解决ZDY4000L履带式全液压坑道钻机在大坡度巷道钻孔施工难题,以新桥煤矿2301工作面顺槽深孔煤层注水钻孔施工为研究对象,指出了钻机行走、打钻期间存在下滑风险,并进行了受力分析,提出了大坡度巷道钻孔施工方法和针对性安全措施,实现了安全、高效打钻,有效保证工作面回采速度。