钻孔数据处理与三维显示软件设计及应用

针对煤矿井下回转钻进用随钻轨迹仪及手持式轨迹仪测量软件功能单一、显示不直观、无法指导钻孔施工等问题,采用C#语言开发了钻孔数据处理软件;软件具有数据预处理、钻孔深度及钻孔轨迹计算、钻孔轨迹三维建模与显示及钻孔轨迹设计指导等4个功能模块,可实现钻孔数据的导入与处理、钻孔深度及钻孔轨迹可视化显示、定量计算钻孔覆盖盲区及指导后续钻孔施工;利用该钻孔数据处理软件可快速定位钻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。现场试验表明:钻孔数据处理与三维显示软件使用可靠稳定,数据处理简单有效,钻孔群轨迹及煤层分布的三维显示直观明了,可为后续钻进施工提供及时、有效的技术支撑。     

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。     

回转钻进钻孔测量系统及其在寺河矿的应用

目前,尚未在煤矿普通回转钻进工艺中见到利用钻孔测量系统对钻孔进行轨迹测量的相关报道。因现有技术无法对普通回转钻进瓦斯抽放钻孔的实际轨迹进行有效监测,导致瓦斯抽放钻孔施工不到预定位置,出现瓦斯抽放盲区,煤与瓦斯突出事故时有发生。基于以上问题,利用地球重力场和地磁场原理,首次研制了普通回转钻进钻孔测量系统,并利用该套系统对瓦斯抽放孔的施工及相邻钻孔的设计布置起到了很好的指导作用。     

基于钻孔轨迹精确测量的瓦斯抽采钻孔群空白带控制技术北大核心

在钻孔施工过程中经常由于钻杆自重、地质条件及钻进工艺的影响,造成钻孔实际成孔轨迹较设计轨迹偏差较大,钻孔的轨迹偏差导致瓦斯抽采钻孔覆盖区域空白带出现,影响瓦斯抽采效果。为掌握瓦斯预抽钻孔空白带分布情况,利用钻孔轨迹测量系统测量瓦斯预抽钻孔的轨迹,轨迹测量系统数据处理后可实现钻孔三维展示,可以从三维空间不同视角观测钻孔在不同方向上的偏移量,为钻孔空白带补孔提供数据支持;根据三维数据及三维成果展示钻孔空白带的分布,进行针对性补孔,提高瓦斯消突准确性,保证矿井安全生产。     

基于三维建模的煤矿瓦斯抽采钻孔设计

 阐述了煤矿地层体建模方法,基于煤矿地勘钻孔建立了钻孔数据库和三维地层模型。分析了煤矿巷道三维建模方法和巷道三维模型数据库的建立,利用工程数据和地测数据建立了三维巷道。基于3DMAX软件平台开发了煤矿瓦斯抽采钻孔三维设计软件;该软件可以快速、准确绘制瓦斯抽采钻孔并优化钻孔设计,减轻了工程设计人员设计工作量,提高了劳动效率;并为瓦斯抽采钻孔现场施工实现“安全钻、效率钻、经济钻”目的提供了科学参考。     

非定向近水平钻孔轨迹参数的解算及应用

为解决目前井下瓦斯抽采短钻孔、探放水钻孔及地质勘探钻孔等非受控近水平钻孔轨迹随钻测量发展缓慢问题,开展了非定向近水平钻孔轨迹参数解算及现场应用。对近水平钻孔轨迹的5种解算方法进行对比分析,选择平均角法并植入Visual C++6.0软件,开发了随钻轨迹测量数据处理及钻孔轨迹图展示软件,研发了抗地磁场干扰的随钻测量装置。该软件通过对钻孔数据进行解算,展示了钻孔二维及三维形态轨迹图;将钻孔轨迹与矿井生产图结合,形成利于管理的轨迹跟踪底图,并根据偏差量划分出瓦斯抽采空白条带区域或勘探盲区。在贺西煤矿进行工业性试验,获取了11个钻孔的钻孔轨迹,结合工作面抽采系统图对瓦斯抽采空白条带进行分析识别,绘制了钻孔轨迹图和瓦斯抽采空白区域分布图,取得了较好的现场应用效果。     

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。     

钻孔三维可视化系统构建与应用

针对当前寺河矿瓦斯抽采钻孔人工设计工作量大、效率低、精度差、易发生空白带安全隐患等突出问题,通过瓦斯抽采钻孔智能设计、钻孔三维建模,开发煤矿钻孔三维可视化分析软件系统。煤矿钻孔三维展示分析系统实现了瓦斯抽采钻孔的智能设计,自动成图和三维环境的钻孔形态展示,为煤矿瓦斯抽采钻孔设计分析提供了专业化工具。     

基于三维可视化技术底板穿层钻孔瓦斯抽采仿真系统研究

针对煤矿工程人员对钻孔瓦斯抽采工艺认识及在安全培训中的不足,以淮南矿业集团潘二矿底板瓦斯抽采场为例,基于三维可视化与虚拟仿真技术进行了底板穿层钻孔瓦斯抽采工艺仿真系统的设计与开发,利用3DMAX三维建模软件对矿区煤岩层赋存状况及钻机、注浆泵等设备进行三维模型的创建,提出了系统设计开发的工艺流程,开发了基于三维可视化及虚拟仿真技术的穿层钻孔瓦斯抽采仿真系统。     

煤矿井下回转钻孔轨迹测量系统试验

为了精确定位煤矿井下瓦斯抽放钻孔轨迹,解决瓦斯抽放盲区问题,研制了回转钻孔轨迹测量系统。测量系统包括无磁钻杆、测量探管、同步器3部分,测量系统通过磁阻传感器测量方位角,通过加速度传感器测量倾角,最后通过计算得到实际钻孔轨迹。现场应用表明,钻孔施工中钻孔轨迹都存在偏差,由于地质条件和钻孔工艺不同钻孔轨迹偏差也有所不同。通过统计钻孔轨迹偏差,就能得到瓦斯抽采盲区,采取有效措施补打抽放钻孔消除抽放盲区,确保矿井安全生产。     

三维立体瓦斯抽采钻孔程序设计及应用

针对煤矿设计部门瓦斯抽采钻孔设计繁琐、效率低等问题,提出了底板穿层钻孔和石门揭煤钻孔抽采瓦斯参数设计模型,基于3DSMAX软件平台开发了三维立体瓦斯抽采钻孔程序,将程序用于现场瓦斯抽采钻孔设计。结果表明:三维立体瓦斯抽采钻孔设计结果以三维图和参数报表输出,三维图形能方便地转换为平、剖面图,并用于现场施工,参数报表给出了钻孔施工参数及工程量。通过修改钻孔设计参数,可以优化钻孔设计,节省钻孔工程量和施工费用。     

寺河煤矿井下近水平定向钻孔工艺研究

煤矿瓦斯是影响煤矿井下安全生产的重要因素,同时作为一种新能源正越来越受到重视。为了解决煤矿井下瓦斯安全问题和新能源的开发利用,近水平定向钻孔抽采瓦斯技术得到了广泛应用。近水平定向钻孔抽采瓦斯技术的核心是钻孔施工过程中对钻孔轨迹进行精确控制。本文通过分析影响定向钻孔施工的因素结合现场钻孔施工,总结出了煤矿井下近水平定向钻孔施工的经验及规律,达到了对钻孔轨迹精确控制的目的。     

石门揭煤瓦斯抽采钻孔参数自动优化设计及应用

高瓦斯或突出矿井石门揭煤前,需要设计抽采钻孔并将钻孔位置立体展现在巷道与煤层交互面上。为解决普通AutoCAD等绘图软件无法满足大量计算的问题,本文结合煤矿瓦斯抽采的相关规定,基于Matlab软件编程,采用匈牙利算法和模拟退火算法,开发了石门揭煤瓦斯抽采钻孔参数的自动优化设计软件。应用结果表明:①自动优化设计软件可以解决基于任意煤层、巷道空间位置、抽采输入条件下的钻孔参数自动优化设计和方案对比问题,极大提高了计算效率和准确率;②图像绘制功能可以实现钻孔轨迹立体化呈现;③在确定抽采钻孔参数基础上同步设计验证钻孔布孔参数,实现抽采设计、验证的闭环控制;④实现任意补孔参数设计功能,大大提高了自动优化设计软件的实用性,解决了井下补孔参数设计问题。应用石门揭煤瓦斯抽采钻孔参数自动优化设计可以获得最优化抽采钻孔参数,极大提高了煤矿现场技术人员工作效率,为煤矿智能开采提供了重要支撑。     

关于瓦斯抽采方法及钻孔布置形式的探讨

煤矿瓦斯抽采方法及钻孔布置形式是矿井瓦斯抽采中的一项重要工作,其抽采方法与钻孔布置的合理性与否,施工质量的优劣直接关系到瓦斯抽采效果的好坏。文中希望通过对南山煤矿瓦斯抽采方法及钻孔布置形式的效果分析为矿井综合治理瓦斯提供借鉴。     

寺河煤矿瓦斯抽采钻孔三维可视化应用分析

采用虚拟现实和表面建模技术,以矿井瓦斯抽采钻孔实际数据为基础,建立瓦斯抽采钻孔三维效果展示及分析平台,可以自动分析地面钻孔、千米钻孔、普通钻孔等多种钻孔施工参数及探测数据,通过现场瓦斯钻孔三维可视化应用分析,提升了矿井瓦斯抽采技术和管理水平。     

唐口煤矿6305工作面高位钻孔瓦斯抽采技术的应用

唐口煤矿属于低瓦斯矿井,但是630采区的6305首采工作面仅靠全风压通风无法解决瓦斯超限的问题。本文以6305综采工作面为研究对象,阐述了高位钻孔瓦斯抽采的技术原理,根据工作面的实际情况对钻孔抽采参数进行了设计。现场测量表明,高位钻孔的施工有效解决了工作面回风隅角及回风流瓦斯超限的问题,保证了矿井的安全生产。     

基于ARM的煤矿井下定向钻机随钻测量系统

为实现煤矿瓦斯抽采的安全高效进行,根据煤矿井下定向钻机的施工环境和施工工艺要求,开发了一套基于ARM处理器的高精度随钻测量系统,建立了钻孔轨迹绘制的数学模型,设计了测斜探管硬件电路,编制了钻孔轨迹数据处理软件,并进行了地面试验和井下随钻测量试验。试验结果表明,该系统测量精度高,通信稳定,满足煤矿井下随钻测量的技术要求。     

煤层采动卸压瓦斯抽采顶板裂隙带定向#br# 长钻孔施工技术#br#

贵州某矿存在煤层采动卸压瓦斯抽采与上隅角瓦斯超限的难题,施工常规顶板裂隙钻孔进行瓦斯抽采时,由于顶板岩层裂隙发育多,地质条件复杂,导致钻孔深度浅、成孔率低、钻孔有效段无法准确控制在稳定岩层和裂隙带层位,严重制约影响钻孔施工质量及瓦斯抽采效果。为有效保证钻孔成孔率,提高钻孔有效段长度,准确控制钻孔轨迹,采用近水平定向钻孔施工技术,施工顶板裂隙带定向长钻孔,实现“以孔代巷”,总结出一套适合某矿高位定向钻孔成孔工艺方法和布孔参数。应用结果表明,利用定向钻进技术,钻孔单孔瓦斯抽采浓度达60%,瓦期抽采纯量为1.1 m3/min以上,效果显著,具有很好的推广应用价值。     

抽采钻孔及管路“阀门三级管控”在瓦斯抽采效果提升中的应用

煤矿治理瓦斯最有效的手段为施工瓦斯抽放钻孔进行抽放作业,但钻孔施工时会因煤体松软出现塌孔、实际施工开孔方位角误差、钻头单边离心作用偏离设计轨迹以及施工后由于煤体裂隙发育导通,地质构造影响等众多因素导致钻孔发生塌孔、窜孔等现象。为优化钻孔抽采方案,合理分配泵站系统提供的负压资源,提高钻孔抽放效果,对钻孔及抽采管路实行"阀门三级管控",取得了较好的效果。