基于聚类分析的煤层气二次压裂选井选层方法研究

山西沁水盆地柿庄南区块煤层气井初次压裂生产多年后整体产气量下降,迫切需要进行二次压裂以提高产能,而目标井段的选取对二次压裂的设计施工及增产效果具有极为重要的影响。针对区块二次压裂试验井数少、样本数量有限的问题,提出基于聚类分析的煤层气二次压裂选井选层方法。综合考虑地质储量、可压性和工程三方面因素建立二次压裂选井的层次聚类模型;再根据施工曲线特征设置压裂风险短路条件,排除复压风险高的井,并结合聚类集成算法,最终确定每口井的复压潜力大小。以本区块15口井为例开展了各井二次压裂改造潜力评价,优选B01井为目标井,二次压裂后取得了较好的增产效果。该研究可为井数有限条件下的二次压裂选井选层提供一种有效方法,为后续压裂生产提供依据和借鉴。     

基于MOPSO-SA混合算法的矿山微震震源定位方法

冲击矿压是一种典型的煤矿动力灾害,通过监测煤矿微震来进行冲击矿压的预防预警是一种有效的手段,其中震源位置是微震监测中需要确定的最关键和最基本的参数之一。在微震震源定位过程中,参与定位的通道个数对定位精度具有显著影响。当震动激发的检波探测器个数足够多时,不断增加通道个数并不能有效提高震源的定位精度。基于此,选取合适的震动信号参与定位对提升震源定位精度至关重要。为解决该问题,在设定均勾介质的条件下,基于走时拟合法的震源定位模型,提出一种既考虑定位通道个数、又考虑模型定位精度的微震震源多目标优化定位模型。为求解该模型,结合多目标粒子群优化算法(Multi-Objective Particle Swarm Optimization,MOPSO)和模拟退火算法(Simulated Annealing,SA)的互补优势,提出一种基于多目标粒子群-模拟退火(MOPSO-SA)的矿山微震震源混合定位方法。该方法利用多目标粒子群优化算法的全局探索性能,为实现局部搜索的模拟退火算法提供更优的初始解,同时也有效避免寻优过程陷入局部极值。试验结果表明所提算法能够有效地求解多目标震源定位模型,且具有较高的定位精度。     

基于Sigma-Optimal方法的微震监测台网设计及优化

微震监测台网设计是系统能否成功应用的关键,直接决定了微震监测系统的应用效果。本文基于Sigma-Optimal方法对新疆大明矿业天湖铁矿的微震监测台网进行了设计及优化,使重点监测区域的定位误差较小且对较小震级事件具有较高的灵敏度。优化后微震监测台网的定位误差在9m左右,灵敏度可以达到-2.6矩震级,与现场应用情况一致,应用效果良好。     

齐大山选矿厂二次磨矿工艺优化研究

齐大山选矿厂(齐选)随着生产规模的增大、设备的不断更新以及原矿性质的变化,原有的选矿工艺部分流程已不能满足生产需求.经过理论分析和现场取样考查,认为二次磨矿分级效率是制约生产的关键,对此研究制定出二次闭路分级磨矿试验改造方案及措施.     

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。     

基于到时时空分布的微震震源定位算法

为了提高微震震源定位精度和算法鲁棒性,研究了基于到时的定位算法的目标函数构建和时空区域信息使用。仿真实验基于Numpy,采用理想到时+随机扰动来模拟生产情况。结果表明:到时定位算法中常用的L₁和L₂目标函数对实际震源存在偏离且偏离现象非常普遍。为了减轻伪震源问题,使用到时偏差的似然函数作为基础函数,聚合时空邻域的单点基础函数作为目标函数;新构建的4维区域分布算法(Distribution of 4-Dimention Area Algorithm,D4DA)在2次标定炮定位中将定位误差分别降低了14%和26%。     

基于微震监测技术在矿山民采定位中的应用研究

矿山民采活动带来大量的不明采空区,使得生产作业人员生命安全受到威胁,国家矿产资源严重浪费。微震监测技术是通过检测岩体破坏产生的弹性应力波来定位其发生的震源位置。民采活动是通过凿岩爆破的方式进行开采,因此就可以通过震源定位技术找到民采作业区域。研究结果表明微震监测技术能够很好的探明民采活动区域,在具有民采活动的矿山具有重大的应用价值。     

基于TFA-DC到时拾取的双震相微震震源定位方法

针对双震相定位中S波初至到时拾取困难的问题,提出了同时使用由基于时频分析的下山比较法(TFA-DC方法)所得P波精确到时与S波峰值到时的双震相定位方法(TD-DL方法).引入计算发震时刻估计值的双震相目标函数,将其中双震相波速整合为震相传播速度,并与震源坐标一同作为未知量代入粒子群算法中进行计算,以此同TFA-DC方法...     

圆曲线巷道二次定位定向方法研究

文章介绍了研制曲线尺进行曲线巷道二次定位定向方法的原理及该工具的制作和使用方法，该简便精确的定位定向方法，有利于提高弯曲巷道成形质量和施工速度。     

石人沟铁矿微震监测系统传感器优化布置的研究

以石人沟铁矿微震监测系统传感器布置为背景,研究了在微震监测系统中将有限数量的传感器在岩体中的最佳监测位置,使用FLAC3D软件进行数值模拟,探讨了在模拟震动作用下微震监测系统传感器位置的优化布设。结果表明,围岩监测传感器的最优位置在顶板区域,可为矿山微震监测数据准确性提供有效保障,确保安全生产。     

基于能级-频度分析的微震能量预警指标优化

单个事件能量、日总能量是矿井最常用的两个微震预警指标,但其初始值设置往往不够准确,需结合大量监测数据进行优化。以葫芦素21103工作面的实际监测数据为基础,对初始指标的预警效能进行了分析,分析表明:单个事件能量的强冲击危险指标、日总能量的中等及强冲击危险指标初设不合理。进一步发展了基于能级-频度分析进行微震预警指标优化的方法:首先研究了矿井尺度下微震事件的能级-频度曲线,并将其划分为指数分布段、线性分布段和离散分布段;然后,取线性分布段末两次偏移点的能级作为矿井中等与强冲击危险的预警指标,取斜率偏移点的能级作为弱冲击危险的预警指标;最后,对基于统计数据划分的日总能量指标的能级-频度合理性进行检验。最终得到的新预警指标预警准确率明显提高,对4起大能量事件的预警基本准确。     

微震监测系统在用沙坝矿的应用

通过分析用沙坝矿区主要断层、采空区和公路影响区域以及矿区深部应力集中区域,提出建立32通道微震监测系统,并通过监测系统三维定位精度和系统灵敏度优化监测站网。分析表明：在W13~W5线,920~1 120 m中段,震源定位误差为0~10 m;在矿体及其围岩中可测事件最小震级为-1.8,大部分区域监测最小震级均在-1.4~-1.6。     

微震监测系统定位精度试验研究

以云南某铅锌矿微震监测系统为背景,对构建微震监测台网过程中的震源定位精度进行了调试试验,采用人工爆破试验校核系统定位误差,试验确定了2个矿区微震监测系统的最优震动波传播速度,即1~#采区P波波速为4400 m/s、S波波速为3810 m/s,爆破定位试验最小精度误差为8.3 m,单向最小偏差为1.2 m;2~#采区P波波速为5000 m/s、S波波速为3500 m/s,爆破定位试验最小精度误差为5.6 m,单向最小偏差为0.8 m。通过爆破定位试验,2套微震监测系统均取得了预期的监测效果,达到了矿山的监测要求。     

基于微震监测系统的矿山微震活动规律研究

矿山动力灾害事故频发,造成了大量的人员伤亡和经济损失。针对微震活动规律复杂、扰动区域大,传统微震监测系统监测范围有限、定位精度低和数据处理慢等问题,文章提出将KJ549微震监测系统应用于矿山微震活动规律的监测中。以河南某矿为施工地点,在3号煤层运输巷和行人下山各布置6个检波器,实现了整个待采区的全范围、实时、连续监测;对监测数据展开了精细化处理并进行了微震时间序列(时间-能量、时间-频次、时间-冲量)分析;基于处理分析结果绘制了破裂分布云图、冲量云图和应力场云图,实现了矿山微震活动特征展示;根据分析结果采取了合适的应对措施,有效预防了事故的发生,避免了人员伤亡和经济损失,实现了矿山安全生产。研究结果为该煤矿解决了实际生产问题,验证了KJ549微震监测系统在矿山微震监测中的实用性,为矿山微震监测开辟了新的思路,提供了有效的技术支撑和先进的监测设备。     

一种改进的震源扫描算法微震定位

震源定位是矿山微震安全监测技术十分重要的基础环节。基于一种新型的地震定位方法———震源扫描算法(Source-Scanning A lgorithm,SSA),对算法公式提出了改进,并研究了改进SSA算法用于微震震源定位的一些基本问题。通过人工爆炸实验得到的数字地震波形资料计算,进行了2种算法的对比,结果表明,改进SSA法计算结果更稳定,计算精度更高。     

基于虚拟仪器的微震实时监测系统

煤矿中发生的岩爆、煤和瓦斯突出等地质灾害与岩体中的微震现象有着必然的联系,通过监测地下微震信号可以确定地下岩石破裂的范围和程度,为矿山的地下安全监测提供有力的证据。以往基于DSP或其他单片机的微震系统,其资源的有限性很难达到理想的采集效果,并且难以完成先进算法的实现;而本系统实现了对多路微震信号采集及先进的小波变换处理算法,充分发挥了虚拟仪器的优势。该系统的监测结果与实际矿震十分吻合,得到的定位结果小于规定的误差上限,很好地完成了对微震的实时监测及分析。     

基于L1范数统计的单纯形微震震源定位方法

针对经典定位方法中存在的求解系统发散、定位精度低和定位受微震台网影响大等问题,采用L1范数统计对微震震源定位进行残差分析,推导得到了基于L1范数统计的事件残差计算公式;提出了微震震源定位的误差空间概念,它的实质是微震监测区域中事件残差对震源定位误差的反映;将震源的时间维数从误差空间中分离出去,建立了基于L1范数统计的单纯形微震震源定位方法,该方法不仅对到时和波速等输入数据中误差较大的离群点具有较高的抗干扰性,而且在震源求解时不会发生发散问题,具有很好的稳定性和强健性;通过现场爆破实验对算法的优越性进行了验证。研究结果表明:基于L1范数统计的单纯形算法震源定位结果稳定,定位精度高;而且算法受震源和微震台网相对位置影响较小,能够有效抵抗微震台网扩散效应对震源定位的影响,保证了台网边缘或外部震源定位的稳定性和精度;另外它还能够降低微震台网在方向控制上对定位精度的影响,提高了垂直方向上的震源定位精度。     

微震监测技术在矿山民采定位中的应用

矿山民采活动带来大量的不明采空区,使得生产作业人员生命安全受到威胁,国家矿产资源严重浪费。微震监测技术是通过检测岩体破坏产生的弹性应力波来定位其发生的震源位置。民采活动一般通过凿岩爆破的方式进行,岩体破坏会产生弹性应力波,因此可以通过震源定位技术找到民采作业区域。研究结果表明,微震监测技术能够很好地探明民采活动区域,在具有民采活动的矿山具有重大的应用价值。     

二次浮选工艺的优化

通过分析乌海能源有限责任公司利民选煤厂煤泥的性质,针对当前二次浮选二次脱水工艺的现状及其存在的问题,基于"载体浮选"的原理,在二次浮选二次脱水工艺的基础上,提出了分流部分一次浮选三、四室浮选精煤到二次浮选入料的技术方法,从而改善了二次浮选入料的粒度组成。生产实践表明,工艺优化后,当浮选精煤灰分约为11.48%时,浮选精煤产率提高了8.98个百分点。