基于电磁波传输随钻测量参数的技术

针对现有煤矿对所施工的钻孔空间轨迹控制的要求越来越高,钻孔施工过程中,由于地球引力、岩层因素以及工艺技术等方面的影响,实际钻孔轨迹都存在于设计轨迹偏离的现象,提出一种基于电磁波传输随钻测量参数的方案,以钻杆为传输介质将随钻测量参数以电磁波的形式发送给主机。给出了随钻测量系统的整体设计方案、信号传输处理方式、信号发送和接收关键硬件电路设计、软件总体处理流程。通过样机的试用情况来看,样机能够准确地将钻头处的参数传递到主机,并能够实时地显示钻孔轨迹参数,即时了解钻孔施工情况,指导工作人员及时调整钻具组合方式和钻孔工艺参数,使钻孔尽可能的按照预定方向延伸,节约了大量的人力和物力,取得了良好的经济效益。     

钻孔无线摄影仪的研究

针对有线钻孔摄影仪在实际应用中无法对水平钻孔或仰角孔进行测量以及使用不便等问题,提出了钻孔无线摄影仪,并论述了其组成及工作原理,介绍了探头单元的硬件电路设计和软件编程、主机单元的硬件电路设计和软件编程,详细论述了以STM32F4单片机为核心、通过图像采集OV7670摄像头模块,将采集图片存储在探头中,通过主机进行图像的取舍,并通过TFT液晶显示屏将图像显示出来,从而完成无线摄影过程。实验结果表明,以无线方式设计的钻孔摄影仪,能全方位进行钻孔摄影,直观快速地观测井下状况,为矿井工程设计及施工提供了可靠数据,其使用方便、适用范围广。     

矿用钻孔深度声波测量装置设计与应用

针对目前煤矿井下钻孔施工的质量验收,主要依靠退钻时人工数钻杆的方式计量钻孔深度,效率低且人为因素大的问题,通过研究基于钻杆柱中声波反射原理设计了便携式钻孔深度测量装置,利用声波在钻杆柱中的传播的速度和声波在钻杆柱中往返传播一个周期的时间计算出钻孔中钻杆柱的长度,确定钻孔深度。设计的矿用钻孔深度测量装置主要由3部分组成：激震源、探头和主机,关键的数据处理和人机交互等功能通过主机的软硬件实现。在大佛寺煤矿和寺河煤矿进行的现场试验,验证了该装置的测量深度大于200 m,最大误差不超过10 m,能够满足煤矿井下孔深测量的迫切需要。     

煤矿井下孔内事故可视处理技术在青龙煤矿的应用

钻具掉落是煤矿井下定向钻孔施工中一种常见的孔内事故,针对现有处理措施存在过程不可视、措施盲目性和易发生二次孔内事故问题,提出了一种煤矿井下孔内事故可视处理技术。在分析试验事故钻孔情况的基础上,介绍了孔内事故可视处理技术的技术原理和配套装置,选用了合理的事故处理钻具组合,并制定了事故可视化处理流程。在青龙煤矿钻具掉落事故钻孔进行了应用试验,成功打捞出孔内落鱼。应用试验表明:矿用钻孔成像仪人工推送深度达143m,顺利获取了孔内落鱼的图像和视频信息,对孔内情况进行了辅助判断,满足孔内事故处理可视化的要求。     

立柱稳固滑轨油缸及油路系统设计

为了提高履带钻机在施工钻孔时整机的稳定性、平衡主机钻具自身重量和其所受外力、实现多排孔位钻孔,对钻机所需的立柱稳固滑轨油缸的结构及油路系统进行了设计。使其在结构上实现了钻机的稳固、作为主机载体的滑轨使用,其油路的创新设计解决了立柱稳固滑轨油缸在使用中的诸多不便,使钻机更稳固、承载力更大、开孔范围更广。     

矿井穿层钻孔群智能设计技术研究

针对常规钻孔群施工中存在的诸多问题,提出钻孔群智能设计的方法解决目前钻孔在设计中存在的问题。对穿层钻孔群在瓦斯防治技术的作用进行了分析,对钻孔群设计影响因素进行了分析,对钻孔设计、钻孔施工方法等进行了研究。钻孔群轨迹智能设计是建立在分析成孔钻孔轨迹偏移规律的基础上,通过数据计算、统计、分析的方法智能设计开孔方位,使设计钻孔施工能够达到合理抽取瓦斯的要求。通过现场的实际使用证明,巷道钻孔群智能设计系统的使用使瓦斯抽放钻孔施工效率得到了极大提高,智能化设计钻孔利用效果得到了加强。     

φ175 mm电磁随钻测量系统的研制及试验研究

在深孔、定向孔钻进过程中,对钻孔轨迹的控制十分重要。电磁随钻测量系统能够监测钻孔状态参数并通过无线电磁波实时传输至地面,具有信号传输速率高、不受钻井液影响等优势。详细阐述了一种自主研发的电磁随钻测量系统及试验情况,试验最大孔深为609 m,此时地面接收信号高达200 mV。试验研究表明：该系统性能可靠,完全能够满足随钻测量近钻头处钻孔状态及环空压力、温度等参数的需求。     

分体式履带钻机的研制与应用

目前常用的分体式钻机和整体式履带钻机存在这样的缺陷：不能将井下机动性高、外形尺寸小、操作人员安全性高等特点融合在1台设备上,使瓦斯抽采钻孔施工效率低,钻机对复杂钻场和矿井条件适应性差。分体式履带钻机是一种新型瓦斯抽采钻孔施工装备,由于采用分体式履带结构,新型钻机外形尺寸小、井下移动灵活,工人可远离孔口和主机对钻孔施工进行控制和操作。结合复杂条件矿井煤/岩层赋存条件与钻场施工条件,通过分析和研究分体式履带钻机的结构特点、主要功能、关键技术和液压系统,设计了适用于不同工况和施工环境的分体式履带钻机系列。工业性试验表明,分体式履带钻机外形尺寸小适中、井下机动性能强、综合钻进效率高、工艺适应范围广,在复杂条件矿井具有良好的应用前景。     

矿用孔-巷瞬变电磁系统在煤矿的试验应用

设计了一种矿用孔-巷瞬变电磁设备。与传统的矿用瞬变电磁仪器相比,此次研制的设备在探测精度上有较大的提高,采用了井下巷道发射,钻孔接收的方式,借助钻孔岩层的屏蔽作用能够很大程度上降低接收信号时工作面的外部干扰,提高探测的精度,确保安全高效的开采。介绍了矿用孔-巷瞬变电磁系统在煤矿的探测应用,主要介绍整个系统的工作原理、及试验测试情况,试验结果表明矿用孔-巷瞬变电磁系统能够更精准的反映地质异常的位置。     

基于开放式框架的交叉开发环境设计与实现

文章论述了一种基于开放式框架的交叉开发环境的设计思路,开发环境主机端和目标机端分别采用开放式框架Eclipse/CDT和RedBoot;结合具体应用硬件,设计了调试代理结构,详细论述了主机端开发环境的设计和修改。测试结果表明,该实现不仅提高系统的开放性、可移植性,而且大大降低的软硬件研发成本。