深立井大水工作面注浆堵水技术

结合山东菏泽龙固煤矿主井井筒在穿过高压、大水量含水层时的现场工程条件,提出了注浆堵水综合治理方案。方案采用"一个关键,四条原则"的设计施工方针。利用综合超前预报手段为先导,确定含水区域的位置、水量与裂隙通道的分布情况。为确保井壁和注浆安全,先进行井壁和止浆垫外围注浆,在井壁周围形成帷幕后再进行工作面注浆。对高压、大水情况下的注浆,采取"分次注浆,逐步降水"的方案。同时对分次注浆、钻孔布置等注浆技术参数的设计依据进行了阐述。总结了集"地质分析、综合探测、理论设计、施工反馈"于一体的注浆设计理念和技术经验,不仅成功封堵了涌水,而且对注浆施工期间的安全控制有显著效果。

深立井连接硐室群围岩稳定性分析及支护对策

针对深立井连接硐室群围岩稳定性控制和支护技术难题,在工程地质调查的基础上,结合室内岩石力学试验,基于广义的Hoek-Brown强度准则取得了岩体力学参数,进而采用数值模拟方法对硐室群在开挖过程中的围岩位移规律和塑性区范围进行了分析。根据数值模拟结果优化了硐室群的支护结构设计方案,并通过深浅孔方式的滞后注浆技术对围岩做进一步加固,围岩变形规律和支护结构受力的现场实测结果验证了优化支护结构的合理性,形成了深立井连接硐室群围岩失稳的控制对策。

深立井井壁破裂的力学机理及破裂预测研究

分析了深立井井壁破裂的力学机理,研究了深立井井壁的应力分布规律在井壁破裂预测方面的具体运用,结合混凝土井壁的强度准则和矿区地下水下降的规律,建立了立井井壁破裂的预测理论。研究表明:立井井壁破裂的危险位置与发生破裂的具体时间与矿区地下水的沉降规律及季节的变化有密切的关系。最后通过对具体实例的分析,验证了上述理论的正确性和适用性。对工程现场及井壁设计均具有较大的指导意义。

深立井突水淹井治理及恢复技术研究

结合黑龙江鹤岗鸟山煤矿副井突水淹井的特征和现场工程条件,提出了井筒恢复与突水治理的综合技术方案。方案在"先探后治,靶向注浆"设计施工的框架下,以地面和井下物探手段为先导,确定矿井突水水源和涌水通道。为确保井壁和注浆安全,先实施控制性排水,分段完成分部耦合的伞状壁后注浆后,再进行工作面置换注浆。壁后注浆时,在"先固后注,注泄结合"的原则下,确定了孔位布置、浆液选配和施工工艺。之后,结合止浆垫的受力特征,提出下部滤水上部分层浇筑的水下止浆垫施工方案,同时详细阐述了于工作面先进行置换清淤后维护井壁的分段注浆施工工艺。壁后安全注浆和工作面清淤堵水有序结合的立井突水治理方案,技术与经济效益显著,为深部立井快速安全施工积累了实践经验。

我国深立井冻结法凿井安全现状与思考

在收集大量相关文献基础上,深入分析了我国中东部和西部地区水文与工程地质特点和采用人工冻结凿井法施工深立井的安全现状及存在问题,认为对于中、东部地区,深冻结井冻结管断裂、井筒破坏、冻结壁冻融后井筒出水、井筒连接硐室失稳破坏等是威胁冻结井筒安全的主要危险源;西部地区则是对其特殊地层认识不足,在冻结壁形成规律、井壁结构设计理论、施工工艺等诸多方面缺乏深入研究和工程实践,导致井壁破裂、淹井等事故时有发生。最后,针对引起安全事故的原因,提出急待解决的关键技术及技术途径。

深立井井壁结构设计中存在问题及解决对策

文章的主要目的是指出目前深立井井壁结构设计中存在的问题、该方面研究的现状,同时给出了解决的对策。文章明确了挡土墙平面地压公式和重液理论计算公式,在井壁结构设计中的存在问题,指出了表土沉降过程中立井次生地压的存在,井壁破裂的力学机理等内容,最后从改变井壁受力状态角度给出了井壁结构优化的对策。

深立井井壁图像的卷积神经网络去噪方法

为了实现井壁缺陷的自动检测,提出去除井壁图像噪声的卷积神经网络(CNN)模型(ELU-CNN)。该模型为深28层的全卷积网络模型,由5个特征提取模块(FEM)和跳跃连接组成;跳跃连接将第一卷积层的输出特征与每一个FEM的输出特征串联融合,保证图像特征的充分提取;使用残差学习来缓解梯度消失并提高收敛速度,保证训练后的去噪模型学习到的非线性映射是图像噪声;选用ELU作为激活函数,它具有软饱和性且输出均值接近于零,能增强模型对输入噪声的鲁棒性并加速模型收敛。在标准测试集BSD68、set12及实际井壁图像上,验证ELU-CNN模型的去噪性能并和先进方法作比较,实验结果表明:与FFDNet模型相比,ELU-CNN模型的平均峰值信噪比,在含噪声浓度σ为(15,25,35,50,75)的BSD68、set12测试集上分别提高了(0.17,0.11,0.08,0.05,0.03)dB、(0.18,0.16,0.08,0.06,0.07)dB。在去除井壁图像盲噪声时,ELU-CNN模型能更好地保留缺陷的纹理信息。

大直径深立井井筒基岩段快速施工技术

鸡西建设工程公司在淮南望峰岗矿主井井筒施工中,采用短段掘砌混合作业,充分发挥机械化配套设备能力,推广应用伞钻凿眼深孔爆破,双中心回转抓岩机装岩等凿井新技术,连续5个月,月成井破百米,为大直径深立井井筒快速施工积累了经验。

深立井基岩段井壁地压应力研究

揭示深立井及超深立井基岩段井壁地压应力的理论分析方法,为基岩段立井井壁的优化设计奠定基础。首先将立井基岩段井筒及围岩均按照轴对称受力状况建立力学模型,依据井筒开挖前后围岩受力状态的分析,通过围岩内表面与井筒外壁环向或径向应变相等原理,然后依据轴对称原理、弹性理论、静不定问题的求解方法等理论,求解出基岩段井壁地压应力的分布规律。所举算例得到的结果较为充分地反应了井壁中地压应力在井壁结构设计中的作用。其结果对深立井井壁结构的优化设计具有极为重要的指导作用。

大直径深立井井筒基岩段快速施工技术

鸡西建设工程公司在望峰岗矿主井井筒施工中,采用短段掘砌混合作业,充分发挥机械化配套设备能力,推广应用伞钻凿眼深孔爆破,双中心回转抓岩机装岩等凿井新技术,2005年连续7个月月成井破百米,为大直径深立井井筒快速施工积累了经验。

深立井摩擦提升井底安全稳罐技术

为解决在深立井中,由于提升绳弹性伸长较大,提升重物时罐笼反弹较大,经常造成罐笼掉道事故的问题,首先建立容器在井底的力学模型,借助Matlab的数学功能对提升绳弹性力进行分析;通过对井底稳罐技术进行分析,提出采用限力补偿方式可以消除或控制住反弹力,利用容器定位锁定的方法,可实现容器的定位问题。并研制出相应的装备,经试验验证可以达到设计要求。

深立井刚性井筒装备的发展与展望

本文对目前尚无定论的立井井筒深度的划分，提出了分浅井、中深井、深井、超深井和特深井的五级划分界限；对深立井刚性井筒装备从材料、截面形式、层格结构、设计依据、计算模型、计算方法等方面进行了详细的理论分析和展望评述。

深立井揭穿多层突出煤层技术与实践

为了缩短了揭煤工期、加快成井速度,在淮北桃园煤矿扩建工程新副立井井筒、揭穿多层深水平突出煤层的施工中,采用突出煤层快速掘进施工技术,实施探、测一体化,扫孔冲煤等新工艺,实现快速测报、消突,安全顺利揭穿共10层煤,工程实践表明:距煤垂距10 m的探、测煤一体化工艺提高了测定的准确度,节约了5 m的测压工序及指标钻测时间;扫孔冲煤工艺是立井井筒揭穿突出煤层钻孔排放措施的制胜环节。

蒙西矿区超大直径深立井机械化快速施工技术

针对蒙西矿区复杂水文地质条件,在应用冻结法施工基础上,通过优化立井机械化配套混合作业法,采用3套大型立井提升设备、新型双联FJD-6G型12臂伞钻配合YGZ-70型凿岩机同时凿岩综合配套施工,完成了最大净直径10.5 m、掘进直径15.5 m的井筒施工,实现该地区平均月成井超百米,最高月成井120 m,充分发挥机械化配套设备能力,在保证工程安全和质量前提下加快了施工速度,有效降低了成本。

深立井硬岩深孔钻爆参数的研究与应用

通过岩石坚固性系数f=4～20的深立井井下现场试验,研究了硬岩深孔爆破的空气冲击波、上抛飞石和地震波在井筒内产生的原因及其对尚未达到设计强度的井壁混凝土与井内悬吊设施的严重危害,优化设计了深立井硬岩低抛掷深孔减冲爆破参数.在宣东二矿主井钻爆实践中曾连续4个月创月掘砌成井96 0,141 0,133 1和110 0m的高水平,井筒基岩段754m,平均掘砌成井速度达108 9m/月,建井速度是煤炭立井工期定额(23 7m/月)的4 6倍.

深立井多层位自动监测研究与应用

分析了影响深立井井壁应力、应变分布规律和井筒稳定性的主要因素,根据正交实验的“均匀分散性和整齐可比性”原理,运用矢量分析理论,在t阶有限域上(t为素数或素数主幂),构造出ut(u为向量的维数)个独立的空间向量,作为实验的序号,构造出适应深立井安全监测的正交实验表。配合智能化测试系统,克服了井筒穿越多种地层,受力状态复杂、含水量大、温度变化大、活动空间窄小等诸多困难,在多个煤矿深立井中实现了全深度、多层位、长时间智能化监控,达到了用最少的测点获得最多的有效信息的目的。

深立井揭煤消突方法与安全爆破技术

针对传统揭煤方法的不足,结合潘北矿揭煤突出的实际问题,在仔细分析国内外关于消突措施的基础上,通过优化钻孔设计,取得了理想的消突效果;并采取了切实可行的远距离爆破措施,使井筒安全快速揭过突出煤层。

深立井、大荷载、高速度提升刚性罐道与罐道梁设计选型探讨

文章结合高河矿井主井箕斗提升罐道与罐道梁的设计选型,对深立井、大荷载、高速度条件下的刚性罐道与罐道梁受力分析、设计选型等现状进行了分析总结,得出一些有益结论,对相似条件下的罐道与罐道梁设计选型具有一定的参考意义。

一种深立井井筒数据采集及分析系统设计

目前用于深立井井筒数据采集的罐道巡检机器人能够搭载的传感器数量较少,且没有安全保护装置,存在安全隐患,此外,深立井井筒数据可视化方案大多采用3D GIS进行渲染和显示,存在不易移植、开发周期长等问题。针对上述问题,设计了一种深立井井筒数据采集及分析系统。对罐道巡检机器人进行改进,通过增加车轮锁装置保证机器人运行过程中的安全性,以带车轮锁的罐道巡检机器人作为移动平台,通过搭载红外摄像头、光电编码器、超声波测距模块及各种传感器实现深立井井筒数据采集。采用云服务器加前端可视化面板的方式进行数据处理和显示,通过云服务器接收罐道巡检机器人发送的各类数据,并对数据进行分类处理:温湿度传感器和气体传感器数据直接存储在相应文件夹内;视频数据采用卷积神经网络(CNN)进行处理,分析罐道和井壁是否出现裂缝、形变等,再将分析结果存储在相应文件夹内。对前端可视化面板进行轻量化处理,采用异步JavaScript和XML(Ajax)从云服务器定时读取数据,并采用JavaScript编写上位机界面显示程序,以提高系统的便携性和可移植性。测试结果表明:以带车轮锁的罐道巡检机器人作为数据采集装置,提高了数据采集的可靠性和安全性;可视化面板加云服务器的数据处理和显示方式将上位机软件所占内存缩小至5 MB以内,页面刷新快,可移植性强。

超深立井凿井吊盘结构设计研究

简要介绍了普通立井凿井吊盘结构设计计算方法,以及超深立井凿井吊盘荷载及结构设计优化和改进措施。对超深立井和普通立井凿井吊盘结构设计,从荷载、工况、结构计算3个方面作了比较。