基于神经网络的坑道近水平定向孔轨迹预测研究

当前近水平定向钻孔轨迹测量位置滞后于钻头位置,无法实时获取滞后区钻孔轨迹实际参数,施工过程中控制轨迹时需要人工预测该部分轨迹并为下一步轨迹调整提供依据。为了降低人为因素影响,提高轨迹预测的准确性,基于BP神经网络建立了用于煤矿井下近水平定向孔轨迹控制的孔底空间参数预测模型。选取随钻测量仪器位置及其之前12 m范围的倾角、方位角等13个钻孔空间和轨迹控制参数,经过变换后作为输入参数,构建了一个具有11个输入参数和2个输出参数的4层BP神经网络预测模型,该模型以不同矿区的6个钻孔502组数据为训练样本,得到了网络预测模型参数,并将12组测试数据的预测结果与24名从业技术人员的经验预测结果进行了对比分析。研究结果表明:采用logsig激活函数和(9×6)节点的双隐含层BP神经网络模型,对孔底空间参数(倾角、方位角)的预测绝对误差平均值分别达到0.51°和0.68°,且预测误差服从正态分布,预测结果绝对误差平均值较从业5年以上的技术人员低了35%,现场应用效果较好,满足煤矿井下定向钻进轨迹控制的需要,并为定向钻轨迹智能控制提供了理论与实践基础。

煤矿井下梳状定向孔钻进技术研究与实践

针对现有松软煤层瓦斯抽采孔成孔性差、抽采距离短、抽采区域小等难题,采用梳状定向孔方法在松软煤层顶底板岩层施工长距离梳状钻孔,实现对松软煤层瓦斯远距离与区域抽采。根据梳状孔在松软煤层施工特点,合理选择梳状孔布孔形式,分析出在松软煤层顶底板岩层中施工梳状定向孔面临开分支、降低钻具摩擦阻力等技术难点。现场试验表明:采用控时连续滑钻实现梳状孔在岩层开分支,通过优化钻孔设计与高精度控制钻孔轨迹可有效降低钻具摩擦阻力,提高梳状孔施工安全性,可满足最大孔深大于500 m和岩层开分支施工要求。

煤层底板超前注浆加固定向孔注浆工艺技术

煤层底板突水是矿山建设与生产过程中的主要灾害之一。底板注浆加固技术是目前我国防治底板突水的重要措施和方法。利用定向孔进行煤层底板超前注浆加固,对注浆的层位与注浆材料选取、注浆工艺制定、注浆方法和浆液配置进行了系统研究;针对定向孔的特点对注浆效果检查与评价进行了完善,并通过赵固一矿11151工作面现场进行了验证。试验表明,所采取的注浆工艺技术很好的保障了注浆和钻进施工,注浆加固效果明显,实现了工作面超前区域注浆加固的目的。

钻杆在定向孔中的疲劳破坏及造斜强度选择

通过对钻杆在弯曲孔段中受力状态及破坏方式的分析，说明疲劳破坏是其主要的破坏形式；而疲劳破坏与钻杆直径、钢材性能、造斜强度的大小及弯曲孔段处钻杆所承受的拉力负荷有关；其中钻杆在弯曲孔段处所承受的拉力负荷是疲劳破坏的主要因素；当中和点以上钻杆处于弯曲孔段工作时是较危险的；建立了危险断面处的疲劳强度条件；推导出定向孔的极限曲率ｋｍａｘ的计算公式，为定向孔安全造斜强度的选取提供了依据。

煤层底板超前注浆加固定向孔注浆工艺技术

煤炭行业是国家的重点行业,它的存在能够带动国家的经济进步,能够为广大群众的生活创造便利。然而在开采煤矿的时候,经常会遇到各种各样的问题,其中煤层地板突水是最为常见的一种问题,也是影响很严重的一类灾害。因此,作为煤炭单位一定要高度关注该问题,制定合理的应对策略和方法,其中最常用的是底板注浆法。具体来讲是运用定向孔朝底板处灌注浆液,以此来实现加固的目的。文章具体地分析了注浆相关的内容。

瓦斯抽采顺煤层超长距定向孔钻进关键技术

针对现有煤矿井下定向钻进技术与装备在钻进3000 m以上顺煤层超长距定向孔中存在的不足,提出采用ZDY15000LD大功率定向钻机和BLY460高压泥浆泵车提高装备钻进能力,通过优化钻进系统冲洗液管路和研制大通孔钻具以降低冲洗液水路压耗,合理设置泥浆脉冲无线随钻测量系统运行参数以提高超长孔工况下信号传输稳定性,利用井下冲洗液净化循环系统实现定向钻进冲洗液循环利用。创新开发了滑动钻进减阻技术、复合钻进倾角控制技术和复合钻进侧钻分支技术等超长定向孔钻进关键技术。结合神东煤炭集团保德煤矿大盘区煤层瓦斯大区域超前治理需要开展3000 m以上顺煤层超长距定向孔钻进的工程实践,创造了主孔深度3353 m的顺煤层超长贯通定向孔深度记录,实践结果表明:超长距定向孔钻进装备系统有效提高了煤矿井下深孔钻进能力,降低了钻进过程中泥浆泵压力,实现了超长孔工况下信号稳定传输,减少了定向钻进时清水用量和污水排放量;开发的超长距定向孔钻进关键技术降低了滑动定向钻进阻力,提高了滑动定向钻进深度、钻进效率和复合钻进应用比例,解决了超长孔内侧钻分支孔的难题。

煤矿井下顶板高位大直径定向孔多动力钻扩技术

为解决煤矿井下顶板高位大直径定向孔"先导孔+分级多次钻扩"成孔方法存在的扩孔工程量大,综合成孔效率低等问题,进行了先导定向孔多动力钻扩技术研究。为实现一次高效钻扩先导定向孔,开发了基于钻机与泥浆泵两种动力源、以孔口机械能、孔底压力能多动力联合钻扩大直径定向孔技术,研制了配套双钻头螺杆马达钻具。煤矿井下实钻试验结果表明:多动力钻扩技术装备能够实现孔径120mm到200mm一次钻扩成孔,典型顶板砂岩层中平均机械钻速可达10m/h以上,大幅降低了扩孔起下钻具作业量,综合成孔效率可提高25%以上。该技术丰富了煤矿井下先导定向孔大直径钻扩成孔工艺,对推动顶板大直径定向孔替代高抽巷技术发展具有重要意义。

基于三维定向孔的深部水害探查治理技术研究

为了解决深部开采水害防治问题,优化深部区域治理方案,研究基于三维定向孔的深部水害探查治理技术。以邢台矿区深部水害探查治理工程为例,分析了定向钻孔布置影响因素,介绍了三维定向孔结构和孔组分布。探查治理工程与采掘工程有序衔接,构建了深部开采水害管控体系。研究表明,深部水害探查治理技术既可治理已有突水点,降低突水概率,又可以及时封堵新发生的突水点,为采掘工程全过程提供技术支撑。研究成果可以为深部开采区域探查治理工程设计与实施提供参考。

煤矿井下近水平定向孔无孔底低速磨削悬空侧钻分支技术

分支孔是确保定向孔沿目标地层长距离钻进、提高定向钻孔覆盖范围、精准地质异常体探查的关键。分析了煤矿井下主要侧钻分支技术原理与优缺点,以无孔底低速磨削悬空侧钻分支为研究对象,建立了侧钻分支力学模型,给出了分支侧钻侧向力计算公式及影响规律;分析了无孔底低速磨削悬空侧钻分支的动态过程,总结了侧钻初期、中期和末期的钻进要点;建立分支过渡段孔壁稳定性分析数值模型,研究了煤岩体破坏深度对分支过渡段稳定性的影响,给出了分支过渡段安全钻进建议。在成庄矿和祁东矿进行了枝状煤层定向孔、底板梳状定向孔钻进应用,单孔最大分支数量达到77个,侧钻成功率100%,安全性100%,为煤矿井下近水平定向孔作用的发挥提供了技术保障。

碎软煤层顺层定向孔区域递进式精准瓦斯抽采模式与实践

针对碎软煤层矿井工作面开采和巷道掘进对瓦斯抽采治理的需要,分析了现有技术的基本原理、特点和不足,提出顺层定向孔区域递进式精准瓦斯抽采模式,介绍了其基本原理、技术内涵、技术优势,开发了顺层定向孔空气钻进技术与装备。在贵州青龙煤矿进行了工程实践,在2个钻场共完成碎软煤层顺煤层定向孔主孔及主分支孔264个,总进尺35473 m,最大孔深345 m,300 m以上钻孔成孔率超过70%;抽采初期单孔平均瓦斯抽采纯量达到0.4 m^(3)/min左右,抽采末期仍为0.3 m^(3)/min左右,是常规钻孔的10倍以上,累计抽采瓦斯纯量超过410万m^(3),取得了碎软煤层顺层钻孔施工和瓦斯抽采效果的重大突破。

井下多分枝定向孔的技术和经济效果

文中综合了部分苏联资料,说明井下运用多分枝定向钻进取得的技术和经济效益.

利用钻孔自然弯曲样板设计定向孔

文中推荐了一种利用矿区钻孔自然弯曲规律的典型曲线设计定向孔孔身轨迹的新方法.只要转动根据钻孔自然弯曲规律绘制的曲线或样板,即可求出开钻点及其顶角.方法简单,有实用价值.

初级定向孔计算机自动设计系统

【前言】钻孔弯曲度是岩心钻探六项质量指标之一。长期以来,由于钻孔弯曲严重,给钻探施工带来了严重的影响。全国每年因钻孔弯曲强度过大而报废了大量工作量,造成了很大的经济损失。为此人们进行了大量的研究工作,以求解决此问题。在孔斜严重而又有规律的矿区中,利用钻孔弯曲规律施工初级定向孔就是解决此类矿区孔斜问题的一个行之有效的办法,不少地质队的经验已证明了这一点。本文利用微机运行速度快、存贮量大的特点,研究矿区的孔斜规律,然后根据规律由计算机自动设计出初级定向孔。

定向孔在隧道软弱围岩注浆加固中应用的初探

通过传统隧道软弱围岩的注浆孔和定向孔的比较、分析,研究定向孔在隧道软弱围岩注浆加固中应用的可行性。

在大帷幕堵水工程中施工受控定向孔

在大帷幕堵水工程中施工受控定向孔化工部锦州地质工程勘察院岩土公司陈烈，李立民１９９３年，济南钢铁总厂济铁矿山大帷幕堵水工程开始施工。南线有一组Ｄ１８、Ｄ１９号钻孔，其上方横贯有历城工业区总供电高压线，不能施工直孔，必须施工定向孔，堵水孔间距１０ｍ，两...

伽玛刀三维立体定向孔的制造工艺及工装设计研究

伽玛刀是立体定向伽玛刀放射治疗系统的简称，属现代大型高科技医疗设备。其中放射球体的三维立体定向孔的加工制造是该设备最关键的因素，用普通设备按常规办法无法直接加工，加工精度也无法控制和保证。所以有必要对放射球体的三维立体定向孔的制造工艺及工装进行研究和设计，用专用工装来控制和保证加工精度。

伽玛刀三维立体定向孔的测量方法

伽玛刀是根据立体几何定向原理,将病变部位作为靶点,采用伽玛射线聚焦照射摧毁病灶。焦点越小,焦点处对病变组织的杀伤力就越强,对焦点外健康组织的伤害就越小。因此,射源出束位置的精确性是影响治疗精度的关键因素。文中介绍了伽玛刀三维立体定向孔位置精度的测量方法。

定向孔中钻杆折断分析与安全造斜强度的选择

定向孔施工只在造斜孔段使用螺杆钻具，大部分工作量仍采用常规的回转钻进。使用螺杆钻时钻杆柱不回转，受力比较简单，而常规回转钻进钻杆柱的受力情况较复杂，实际表明钻杆事故绝大部分发生于此。本文就钻杆在弯曲孔段中的工作状况、受力、破坏方式的分析及安全造斜强度的选择论述如下。

煤层底板注浆加固定向孔钻进工艺及装备研究

注浆加固技术在煤矿开采中十分有效,利用该技术能有效改造煤层底板。由于一般钻孔方式效果较差,要加强底板注浆固定定向钻进工艺设备的使用,结合案例总结技术和设备使用方法。

关于受控定向孔设计计算方法

受控定向孔设计计算方法的合理与否是定向孔施工成败的关键。根据已知条件和施工目的的不同,定向孔设计可以选择不同的计算方法。但无论哪种设计计算方法,都应遵循以下基本指导思想,即:定向孔造斜段为一圆弧段,稳斜段为造斜终点的切线,稳斜段与造斜段同在一平面内。只有在此设计思想的指导下所提出的设计计算方法才是正确合理的。目前,大多数受控定向孔是以主孔分岔点为已知条件,以中靶为目的的。为此。