矿山救援钻孔中井涌井漏事故预警预测

为解决矿山应急救援钻孔作业过程中井涌井漏事故预警预测困难等问题,建立了基于机器学习的钻进过程井涌井漏事故预警预测模型。首先对井涌井漏事故发生初期时的钻进参数进行事故表征参数分析;其次对事故表征参数进行数据清洗处理,在此基础上,通过XGBoost事故诊断预警模型对井涌井漏事故进行早期诊断识别;随后建立PSO-LSTM事故发展预测模型,对事故发生后的孔底压力参数发展趋势进行预测,提前掌握钻进事故发展状态;最后通过实际钻进数据对预警预测模型的有效性进行验证。结果表明:XGBoost事故诊断预警模型能根据总池体积、立管压力、出入口流量差和动力头负荷这4种钻进参数的异常变化,快速准确诊断钻进过程中的井涌井漏事故;PSO-LSTM事故发展状态预测模型能充分学习孔底压力参数发展规律,综合EMAP、EMA、ERMS、R2这4项误差评价指标,PSO-LSTM模型相较于BP、RNN、SVM模型的预测性能最佳,能准确预测事故发生之后的孔底压力发展趋势,提前掌握井涌井漏事故的严重程度和发展态势。研究结果丰富了钻进过程井涌井漏事故预警预测方法,提高了矿山事故地面救援的可靠性,对矿山应急救援钻孔作业过程中事故控制有着借鉴与指导作用。

ZDY1000G型全液压坑道钻机的设计

ZDY1000G型全液压坑道钻机是一款主要面向坑道勘探而设计的装备,可用于煤矿瓦斯抽放孔、探放水孔和其他工程钻孔的施工。介绍了该钻机的设计思路、机械系统和液压系统,并对具有复合缓冲张紧装置的双油缸链条倍速给进机构和具有减压钻进功能的双泵液压系统进行了详细描述。

全液压钻机夹持器的设计与分析

文章叙述了几种常见的全液压钻机液压夹持器的类型、结构及其工作原理,并对MK-3型全液压钻机采用的复合式液压夹持器的主要参数选择和设计计算作了详细地介绍。

ZMK5530TZJ100型车载钻机的研制

为解决车载钻机以往主要依赖进口,使用和维护成本高的问题,亟需研制高性价比且适宜于煤层气钻孔施工的国产车载钻机。在分析地面煤层气开发方式的基础上,总结出钻机应具备2 000 m深的钻进能力,在直井施工时应通过提高工艺适应性来提高钻进效率,定向井应满足孔底钻具角度的精确控制。在此基础上研发了ZMK5530TZJ100型车载钻机,将柴油机动力系统、电液控制系统和钻进系统等集成于车辆底盘之上,结构紧凑;设计了主轴制动功能,实现孔底钻具角度的精确控制;采用伸缩式桅杆结构的给进机构,结构紧凑,行程长;设计了具有多种电液联动保护功能,系统冷却采用恒温闭式控制。ZMK5530TZJ100型车载钻机在晋城寺河矿进行工业性试验结果表明,最大钻孔深度1 675 m,钻机具有较好的工艺适应性和可靠性。

煤矿井下水平保压取心保压触发装置研制与试验研究

瓦斯含量是煤矿安全开采和煤层气资源开发利用的重要评价指标,而保压取心技术是提高煤层瓦斯含量精确测定的有效途径。针对煤矿水平保压取心特殊工况,基于煤矿原位保压保瓦斯取心原理与技术,为提高保压煤样的采取率,研制了保压触发装置,系统设计了装置的密封保压单元、液压驱动模块和捞矛头与水平打捞器连接-脱卡机构等关键部件。搭建了保压触发装置工作性能地面试验系统,对装置性能进行试验研究。结果表明:在保压控制器阀盖5个典型的翻转方向工况下,保压触发装置的各功能模块均稳定运行,保压控制器均完成了翻转闭合;同时,钢丝绳顺利从取心钻杆内取出,有效防止取心器从孔底提至孔口过程中钢丝绳缠绕,避免引起设备故障。采用电动试压泵对已完成工作性能试验的取心器保压舱进行打压测试,结果表明:在最高压力为4.1 MPa条件下,压力表读数稳定,取心器保压舱内带压流体不发生泄漏,表明保压触发装置可触发取心器的密封保压功能。最后,在煤矿井下实际条件下对装置性能进行试验,结果表明:保压触发装置可在煤层实际工况下稳定实现取心器的密封保压功能,煤样采取率高达90%。保压触发装置的研发可促进煤矿水平保压取心技术的发展,对煤层瓦斯含量的精准测定具有重要意义。

松软突出煤层中风压空气钻进工艺及配套装备

由于松软突出煤层稳定性差、瓦斯含量高、压力大,容易出现喷孔、垮孔、卡钻等异常现象,其钻孔施工和成孔是公认的难题。国内进行了螺旋钻进和常风压空气钻进的尝试,但效果一般。提出将中风压空气钻进的钻探工艺应用到松软突出煤层瓦斯抽放孔的施工,并设计了一套成孔护孔方法,研制配套的钻机、内芯可脱式钻头和孔口除尘装置等装备。最后通过煤矿现场工业性试验,验证了该工艺的可行性和配套装备的可靠性。

ZDY1200L型履带式全液压坑道钻机的研制

为适应当前煤矿井下小直径浅孔瓦斯抽放钻进的需要,研制了ZDY1200L型履带式全液压坑道钻机。钻机带有履带行走机构,机动性强;液压系统为开式循环双泵系统,采用负载敏感技术,降低系统功耗;具有可快速方便地调整钻孔方位角的转盘;自带电磁起动器及照明灯,使用方便,安全性强,便于钻孔作业和钻机维修。现场试验表明:该钻机操作简单,移动性好,钻进效率高,性能可靠,钻孔定位和稳固快捷方便。

负载敏感技术在全液压动力头式坑道钻机上的应用

液压系统是全液压钻机的核心,对整机性能影响很大。为了提高全液压钻机的性能,分析了国内全液压动力头式坑道钻机液压系统的现状,研究了负载敏感技术的节能、流量稳定、操控简便等特性,并将该技术应用在ZDY6000L型履带式全液压坑道钻机的回转回路上。结合钻探工艺及操作控制等方面分析该回转回路的节能、启动特性好以及保护钻头等优点,经型式试验和工业性试验表明,该技术完全满足钻机回转的性能要求,在全液压钻机的回转回路上有良好的应用前景。

ZDY6000L型履带式全液压坑道钻机液压系统设计

提高全液压坑道钻机液压系统的技术水平,对于改善钻机整机性能及提高瓦斯抽采孔的成孔率具有重要意义。在对全液压坑道钻机液压系统现状分析的基础上,根据钻探工艺和液压传动控制系统节能的要求,设计了ZDY6000L型覆带式全液压坑道钻机液压系统,其功能主要包括行走回路、回转回路、给进回路和辅助回路。经型式试验和现场工业性试验表明,该液压系统设计合理、先进可靠,具备良好的机动性,且节能增效。

ZDY6000L型履带式全液压坑道钻机的研制

随着煤炭采掘技术的发展,钻掘交替矛盾日益突出,现有的分体式全液压钻机虽然可满足钻孔施工要求,但其运移性差、辅助时间长、劳动强度大,已不能很好地满足高产高效的要求。研制履带自行式钻机,提高机动性、降低劳动强,是十分必要的。详细介绍了ZDY6000L型履带式全液压坑道钻机的研制中整体式布局设计、履带底盘车体及主要部件设计思路、液压系统的设计等,并介绍了钻机的试验及推广应用情况,测试结果表明各项技术指标达到了设计要求。

基于AMESim的钻机负载敏感液压系统仿真分析

应用AMESim对采用负载敏感传动控制的钻机回转液压回路进行建模仿真,分析了液压系统的动态特性,从而得出该系统的性能特点。

负载反馈油管对负载敏感液压系统动态特性影响的探讨

应用AMESim对采用负载敏感传动控制的钻机回转液压回路进行建模仿真,分析负载敏感泵负载反馈油管的通径和长度对液压系统动态特性的影响,得出负载敏感液压系统对负载反馈油管的要求。

基于泵控液压技术的ZDY4000L履带钻机液压系统

对全液压履带钻机液压系统需要解决的问题和功能要求进行分析,详细介绍了基于负载敏感、恒压变量等泵控系统液压技术的ZDY4000L履带钻机液压系统,并结合实际使用对该液压系统主要回路的功能和特点进行阐述,最后通过生产实践应用验证了基于泵控液压技术的ZDY4000L履带钻机液压系统的先进性和可靠性。

深部煤层原位保压取心技术原理与瓦斯参数测定研究进展

煤层原位瓦斯压力与瓦斯含量是深部煤矿安全生产与煤层气资源精准评估的关键参数。针对深部煤层原位瓦斯含量精准测定的技术难题,提出了原位保压取心与原位瓦斯含量和压力测试的全新原理,推导并建立了煤层原位瓦斯含量计算方法和考虑含水率及多气体组分影响的煤层原位瓦斯压力计算方法。根据矿井深部原位应力环境特点与多向取心工程需求,分别自主研发了重力式、弹力式和磁力式保压控制器,可实现任意角度保真取心。自主研制了集低扰动保压取心与样品含气量一体化测试技术与装备,可实现与保压取心器对接并解锁的原位样品转移、破碎与测试,解决了原位取心、样品转移过程中瓦斯量损失问题,大大提高了瓦斯含量测定的准确性,为精准测定深部煤层原位瓦斯压力及瓦斯含量提供了理论和技术支撑,以期降低瓦斯事故,提高高突矿井安全开采效率。

ZDY650S型顶煤成孔钻机的研制与应用

介绍了针对顶煤弱化钻孔施工特点设计的ZDY650S型顶煤成孔钻机的设计思路、组成结构、液压系统原理及现场应用情况。

ZDY4000L型履带式全液压坑道钻机的研制

介绍了ZDY4000L型履带式全液压坑道钻机的结构特点、布局设计以及该钻机的试验和推广应用情况。

顶煤深孔快速定向成孔及输送炸药技术试验研究

针对下沟煤矿硬厚煤层的特点,试验了一种顶煤深孔快速定向成孔及快速装药的工艺方法。该法对硬厚煤层顶煤弱化提供了必要的技术支持。

液压集成块的三维设计及展望

集成式液压系统是液压系统发展的趋势,液压集成块是集成式液压系统的核心中枢,讨论了液压集成块设计中的注意事项,并通过应用实例介绍了集成块三维设计方法的诸多优点,指出了具有智能决策和优化方案功能的集成块辅助设计工具的开发和应用是液压集成块发展的方向。

全液压车载钻机给进回路负载特性分析及设计

给进装置是车载钻机的主要执行机构之一,其性能直接影响钻机技术性能的发挥。目前,全液压车载钻机的给进装置大多采用的是两根油缸通过钢丝绳带动动力头运动的伸缩桅杆式结构,结构紧凑,给进行程长。在分析全液压车载钻机给进装置主要工序和负载特性的基础上,ZMK5530TZJ100型车载钻机设计了双泵、双回路控制的液压控制系统,满足快速起下钻及精确钻压控制的正常钻进需求;通过油缸无杆腔贴装防爆阀实现给进装置的可靠悬停功能,避免管路破裂或误操作时钻具自由下落造成的顿钻事故,两个防爆阀可以同步控制油口,并联在一起使两个给进油缸的无杆腔压力相等,保证两油缸同步运行。ZMK5530TZJ100型车载钻机在晋城寺河矿完成了1 675 m的"L"形试验钻孔,验证了给进回路设计的合理性和可靠性。

独立式卸扣器卡瓦齿形分析优化

针对现有独立式卸扣器卡瓦工作过程中齿尖磨损以及钻杆表面压溃问题,应用有限元分析软件ANSYS建立了卡瓦与钻杆的接触模型,利用线性静态结构分析方法,对不同参数下齿前角α、齿后角β、齿顶宽s和齿高h进行应力分布进行分析。