矿井井筒罐笼运行对井筒风流影响

在井筒中,矿井罐笼占据了部分空间.罐笼在升降运行时可能影响了周围的流场和压力场,从而导致产生动态局部阻力,进而影响井下通风系统.本文以流体动力学作为理论依据,运用nuent数值模拟软件和CFD计算模型,对井筒风速影响下罐笼停止和运行过程进行了模拟与分析.结果表明,井筒罐笼运行对井筒风流的影响很小,它产生的影响区域相对于井筒长度来说,是可以忽略的.     

基于光纤光栅传感技术的井筒在线监测应用

20世纪80年代以来,有百余个立井井筒发生了不同程度的破坏,而井壁的破坏与井筒的受力密切相关.特别是淮南矿区井筒穿越深厚的表土层,井筒受力十分复杂,因此采用有效的手段对井筒的受力情况进行实时监测、预警十分必要.板集煤矿井筒破坏修复后根据井筒所处的地层情况在井筒套壁过程中分布埋入光纤光栅传感器,建立了可以实时监测井筒不同深度和部位受力情况的在线监测系统.通过井筒在解冻过程中各部位的应力应变监测情况应用分析,该系统可实时远程在线监测且效果良好.可见,该系统为分析井筒受力特征与相关因素,预测井筒受力发展趋势、井筒的破坏预测和及时维护具有重要意义.     

钻井液凝胶对波动压力影响模型研究

为了预防起下钻时井涌、井漏等复杂工况发生，需更精确地实时监测井眼压力。以钻井液实时凝胶分解模型为基础，结合钻井液流变特性，建立了基于钻井液触变特性的动态波动压力计算模型。分析认为，井筒工况改变时，凝胶强度破坏对压力激增影响程度大，并结合实验对比，验证了该模型的可行性和准确性。研究结果表明，该模型能精确地实现钻井中井眼压力实时监测与预警作用，具有良好实用价值。     

梅山铁矿东南井井底混凝土渣石疏通技术方案

梅山铁矿东南井井筒承担着井下采矿过程中整个东区的回风任务,同时担负着向井下输送混凝土的任务。由于受到井筒地质情况变化的影响,-318 m水平东南井井筒底部出现了垮冒问题。由于采用管道输送混凝土的模式,溜灰管受到混凝土冲刷磨损易出现开裂、破损,并导致溜灰管出现漏浆问题,伴有井筒淋水问题,直接造成了该矿井下-318 m水平东南井井底被混凝土渣石堆积堵死,且东南井井筒内积聚了大量积水,影响了井下整个东区的回风效果。通过施工泄水孔来解决井筒积水隐患,同时将中深孔爆破技术与硐室爆破技术相结合应用于疏通该矿-318 m水平东南井井底混凝土渣石,最终实现了-318 m水平东南井井底渣石的爆破清理和疏通,解决了梅山铁矿井下-318 m及以下生产水平东区生产过程中的回风难题。     

千米立井的地压计算与探讨

本文在分析我国常用的立井地压计算方法的特点和存在问题的基础上,提出了孙村煤矿千米立井的地压计算方法,论述了这一计算方法的基本原理和计算程序,给出了该井筒的地压计算结果,并结合以往的工程实例和该井筒的施工情况对这一计算方法和计算结果的可信度作了理论上的探讨     

超深井水力参数设计技术及应用

以超深井小井眼水力学基本特征分析为基础,通过分析超深井、小井眼条件下环空速度分布模型、压力梯度计算模型和钻柱内速度分布模型等水力学模型影响因素,结合实钻中环空间隙大小、钻柱旋转、高温高压钻井液性能对环空压降的影响,建立了超深井高温、高压的流体的流速和压力分布计算模型。计算结果与实钻相比较具有较好的贴合度,对于超深井的钻探有着指导性意义。     

基于三维激光扫描技术的竖井井筒变形分析方法

竖井井筒变形观测传统方法效率低下,无法对井筒细部进行观测。本文以鹤岗市兴安煤矿竖井井筒为对象,采用三维激光扫描技术,对整体井筒变形进行三维分析。利用井筒点云与参考模型体间,进行基于圆柱体投影的点云距离计算,分析整体井筒变形情况。采用井筒水平切片方法,对109片点云进行2D矢量位移计算,分析每处点云切片位移情况。对井筒点云进行三维建模,并进行井筒模型与参考井筒模型间比较,井筒变形细节清晰可见。经控制测量检验,该方法精度可靠,更加真实反映井筒空间变形特征,为今后竖井井筒变形监测提供一种新方法。     

草楼铁矿主井延深贯通工程控制测量技术探讨

采用陀螺定向技术和井下控制测量技术,求解草楼矿副井井筒中心坐标,并在-410 m水平精确测设该点,计算得最大贯通误差为33.2 mm,确保了副井延深正确贯通,为井筒掘进安全快速施工提供了科学指导。     

基于粒子群算法的煤矿井下电磁波传输优化模型

由于煤矿井下环境复杂,电磁波在井下的传输会存在信号衰减,为了拟合出更准确的煤矿井下电磁波的传输模型,使其更加接近电磁波的实际传输情况,提出了一种基于粒子群算法的煤矿井下电磁波传输优化模型。该优化模型在接收信号指示强度基本模型的基础上,引入衰减系数及衰减矫正因子,利用粒子群算法较强的全局搜索能力,在实验数据中找出该优化模型的最佳衰减系数及衰减矫正因子。MATLAB仿真结果表明,采用该优化模型得到的结果相较于基本模型更接近实测值,可以更精确地描述电磁波在井下的传输情况。     

深层钻探的电磁信息传输方式研究

电磁随钻技术承载信息量大、传输速度快,便于对井下情况进行实时监控,受钻井工艺的影响小,近年来该技术的应用发展十分迅速。概述了目前井下钻探中电磁信号传输应用的基本方式,采用等效传输线方法分析了井下发射极的结构参数,并进行了初步试验验证。试验结果能部分验证理论的正确性,但仍有部分参数的计算无法根据理论模型做出合理解释,其试验结果也不甚合理,尚需进一步改善理论模型,以便更好地理解钻杆／大地电磁传输系统。     

融合无线定位技术的井下车辆管理系统设计

车辆运输是煤矿安全生产的重要组成部分,为了让煤矿井下车辆的运输情况得到实时监控,设计了一种融合无线定位技术的矿用车辆管理系统。该系统采用基于飞行时间算法的超宽带定位技术,通过双识别器定位方案,实时监控井下车辆的精确位置。实践表明,该系统采用三维仿真技术将井下车辆在巷道中的运行轨迹直观显示出来,并能够实时提供井下车辆的分布情况,使煤矿管理部门可以有效合理地调度车辆,减少车辆运输的安全事故,同时提高车辆的运输效率。     

柳泉煤矿混合立井井壁淋水治理方法

针对柳泉煤矿井筒淋水对生产影响较大的情况,采用挡水板导水法进行了治理。具体为:在井壁安设挡水设施、集水槽,通过管道将淋水引至井底车场水沟,排入主副水仓。该治理方法效果明显,成功解决了井壁淋水对井筒设施严重腐蚀的问题,改善了井下工人作业环境。     

光纤光栅技术在竖井井筒监测中的应用

为了研究复杂地质条件下竖井井筒的受力变形情况,以安徽国投新集板集煤矿风井为研究对象,采用光纤光栅技术研发的实时在线监测系统监测复杂环境条件下的竖井井筒结构,建立了运用埋入井壁混凝土中的光纤光栅传感器的波长变化来反映井筒受力的应力应变和周围温度变化的监测方法,并通过光纤传输到计算机中进行计算分析,实现远程实时在线监测。研究结果表明,基于光纤光栅技术研发的竖井井筒安全监测系统,可以对复杂地质条件下的井筒受力变形情况进行实时在线监测,对目前复杂多变地质条件下的深井开采具有重要的理论意义和现实意义。     

承压水上井筒底板隔水层加固厚度的突变分析

在薄隔水层井筒底板突水突变模型的基础上，建立了承压水上井筒底板隔水层加固层度的突变模型。利用该模型可确定井筒底板隔水层的最小加固厚度，该模型在实际工程中的应用表明，其计算结果符合实际工程的要求，可确保安全上可靠，经济上合理，本文的研究思路和结论对类似条件下圆形薄板状工程结构的突变分析具有重要的参考价值。     

井筒内煤粉对单相流煤层气井井底流压的影响

根据煤层气井井底流压的分段计算方法,考虑井筒内煤粉含量和流体流动对井底流压的影响,建立了上行气固两相压差模型和下行液固两相压差模型,给出了考虑井筒内煤粉和流体流动的井底压力计算方法,并分析了井筒内煤粉对井底压力的影响,结果表明:井筒内煤粉对煤层气井井底压力的影响不可忽略。通过实例分析,当井筒内煤粉含量为3%时,由煤粉和流体流动引起的压差最大为0.147MPa,平均压差为0.13MPa。根据实测的井底流压通过该计算方法可以反求井筒内煤粉的含量,即根据井底压力的变化可以监测井筒内煤粉浓度的变化;依据煤粉排出量,可以得到未排出煤粉的量,进而估算未排出而沉积井底的煤粉量,得到埋泵所需时间,为修井作业提供参考。     

金川二矿区 1#矿体上盘贫矿开采对14行回风井的稳定性影响研究

为探究矿体开采过程对竖井井筒稳定性的影响,选取金川二矿区1#矿体上盘贫矿为研究对象,在分析影响井筒围岩稳定性的主要影响因素和变形破坏机理的基础上,建立金川二矿区1#矿体有限元数值模型,采用数值模拟方法对1#矿体上盘贫矿的实际采充过程进行计算,得到了上盘贫矿开采过程中14行回风井井筒在水平、竖直方向位移和应力分布的情况,根据数值模拟结果推测出井筒最容易发生变形破坏的关键位置,并通过与现场地表监测数据对比分析,验证了数值模拟计算结果的可靠性。此研究可为地下矿山在开采扰动范围内竖井井筒稳定性的判定及返修支护提供有益探索。     

光纤光栅技术在井壁融化期间变形监测中的应用

针对深厚松散层冻结井筒解冻期间井壁受力特性变化复杂的难题,为确保板集煤矿副井井筒施工安全,基于光纤光栅传感技术,分析了传感力学模型,采用埋入式FBG传感器构建了在线监测系统,对井筒井壁结构进行信息化监测,获得了多方位、多层位井筒应变的实时数据。通过与传统的振弦式传感技术监测数据相比较,发现2种监测结果在时空上具有一致性,都能基本反映副井井筒弯曲段复杂受力状况。应用结果表明:光纤光栅传感监测系统可在线实时监测井壁内部混凝土的应变变化情况,可较准确地掌握整个竖井井壁的安全状况。     

煤层气井两相流多参数探测技术

为充分认识煤层气排采过程中井筒气水两相流参数变化特征及流动规律,研制了煤层气井流体参数监测仪。该监测仪可对煤层气垂直井下油套环形空间气水两相流体压力、温度、液位、流速、密度分布以及气泡形态进行实时监测,为预测井下流体参数变化特征,研究气藏及井筒气水两相流动规律提供实测值。从监测仪的原理与结构出发,建立了井筒两相流关键参数(密度分布、气泡形态、流速)的探测方法。基于此,煤层气井流体参数监测仪在煤层气/页岩气排采,智能调控排采工况方面具有应用前景。     

煤矿井下基于RSSI的多维标度定位算法

针对煤矿井下环境复杂多变,受限无线信道容易受到非视距、多径衰落及人为因素的影响,导致指纹匹配技术定位算法误差较大,提出了一种基于RSSI的多维标度定位算法。该算法根据井下巷道信号传播模型测距构建相异性矩阵,利用多维标度法计算节点相对坐标,通过平面四参数模型转换为移动节点的绝对坐标,引入粒子群算法优化节点位置坐标,实现对井下移动目标的实时定位。对比试验表明,优化后的节点定位精度有了明显的提高,满足低成本定位系统的需求。     

无隔水管钻井液回收钻井系统井筒压力分析

基于BeggsBrill两相流计算模型,结合无隔水管钻井液回收钻井系统(RMR)钻井技术特点,建立了适用于RMR浅表层钻井的环空压力计算模型。该模型考虑了:岩屑对钻井液密度的影响;气体膨胀、井筒温度、井筒压力对两相流持液率和气体密度的影响;泥线处的定压边界条件。分别讨论了钻井液排量、机械钻速、气侵量等因素对环空压力的影响。计算结果表明,随着钻井液排量和机械钻速的增加,环空压力增加;随着气侵量的增加,环空压力减小,其中气侵量对环空压力的影响较大。