- 刘德民;尹尚先;连会青
准确圈定煤矿工作面底板突水预警重点监测区域，实现监测位置和潜在突水点位置在空间上的匹配，是突水灾害预警急需解决的问题之一。为研究煤矿工作面底板突水灾害预警重点监测区域评价技术，采用水文地质分析、GIS空间分析及ANN预测等技术手段，建立了底板突水灾害预警重点监测区域评价指标体系，提出了将不连续指标转化为连续指标的方法，建立了评价模型，研发了重点监测区域评价GIS系统，实现了煤矿底板突水灾害预警重点监测区域GIS与ANN耦合评价技术，最后以赵庄煤矿5303回采工作面底板突水监测预警为例，利用研发的系统圈定了该工作面重点监测区域。研究表明，确定预警重点监测区域的影响因素主要有含水层水压、含水层富水性、含水层防（隔）水煤岩柱厚度、老空区危险性指数、断层危险性指数、陷落柱危险性指数和封闭不良钻孔危险性指数，利用分段函数可以有效将不连续指标转化为连续指标，研发的评价系统可以实现煤矿突水灾害预警监测位置自动评价，评价结果与现场揭露及水害预警系统监测结果一致。
2019年05期 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1131K] [阅读次数：134 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：107 ] |[引用频次：0 ] - 徐路路;董书宁;戴振学;徐斌;尹尚先;周岩;陈骏骏;
渗透率是评价多孔介质导水性能的主要参数,是导水介质微观孔隙结构在宏观上的表现特征。通过扫描电镜实验和图像处理技术,统计出砂岩微观孔隙几何参数,并结合分形理论探究了砂岩微观孔隙结构对渗透率的影响。同时,以实测渗透率为约束条件,确定了对渗流起作用的最小孔隙半径r_(min)区间,该区间可作为渗透率预测时最小孔隙半径r_(min)的最优取值区间,并获取了与之对应的孔隙半径累积百分数区间。结果表明:砂岩最小孔隙半径r_(min)的取值对渗透率影响较大,随着砂岩最小孔隙半径r_(min)取值的增大,其渗透率先急剧下降,后渐渐地趋于稳定,并伴有上升趋势。在致密砂岩中,理论渗透率与实测渗透率相等时,对应的最小孔隙半径r_(min)落在孔隙半径累积百分数为15%～25%内,该孔隙半径累积百分数区间对应的孔隙半径区间可作为计算砂岩理论渗透率时最小孔隙半径r_(min)的最优取值区间,并且随着砂岩渗透率的增大,最小孔隙半径r_(min)对应下的孔隙半径累积百分数逐渐增加。
2019年05期 v.47;No.275 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K] [阅读次数：60 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：49 ] |[引用频次：0 ] - 徐斌1;2;4;董书宁1;2;4;徐路路3;周岩3;陈骏骏3;戴振学3;王皓2;4
为了探索不同配比下浆液的稳定性能及其沉积析水规律，改进了现有浆液静置析水试验装置，进行了浆液稳定性沉积析水试验，获得了水固比（0.6：1~3：1）、粉煤灰掺量（0%~90%）、水玻璃掺量（0~12%）单因素控制下的浆液样本在各时刻析水厚度值；引入浆液析水厚度生长理论，获得了不同配比条件下浆液析水厚度生长曲线；对浆液稳定性衡量法进行分类，并验证了浆液稳定性直接衡量法与间接衡量法的等效关系。结果表明：随着水固比增加，浆液稳定性减弱；粉煤灰能延长浆液最终析水时间，提高浆液稳定性；水玻璃能缩短浆液最终析水时间，降低浆液稳定性；析水厚度生长曲线呈现半"C"形；间接衡量法与直接衡量法不具有直接等效关系。研究成果为防治水注浆工程的浆液配比优化提供参考。
2019年05期 24-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 491K] [阅读次数：106 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：176 ] |[引用频次：0 ] - 潘继良1;2;3;任奋华1;2;3
本文基于广义SMP准则，综合考虑中间主应力、孔隙水压力和围岩的剪胀特性，建立了巷道围岩的理想弹塑性模型。根据弹塑性理论，推导了渗流作用下的围岩应力场、位移场和塑性区半径的统一解析解。结合具体算例对SMP准则计算得到的围岩应力分布和塑性区半径与Mohr-Coulomb（M-C）准则进行了对比，并对孔隙水压力和围岩剪胀角等影响因素进行了分析。研究结果表明：SMP准则计算得到的塑性区半径小于M-C准则，说明M-C准则相较于SMP准则更为保守；孔隙水压力对巷道围岩的位移场具有很大的影响，表现为孔隙水压力越大，巷道洞壁附近围岩位移量越大，且围岩塑性区半径和弹塑性交界面处的峰值切向应力与孔隙水压力成正比；采用相关联流动法则会低估围岩的强度，不考虑剪胀则会低估围岩的实际变形。
2019年05期 32-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 512K] [阅读次数：93 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：77 ] |[引用频次：0 ] - 汪子涛;刘启蒙;刘瑜;
为探究淮南煤田地下水的空间分布情况及各项水化学作用的强度,将淮南煤田划分为松散层较厚的北部区域与松散层较薄的南部区域,收集了两区域16个矿井主要突水含水层的水化学测试数据,综合采用离子组合法、Gibbs图、氯碱指数等方法研究了各含水层的地下水水化学特征。研究结果表明:地下水总溶解固体与松散层埋藏厚度呈正相关,其均值范围在951.92～2667.79mg/L。随着松散层厚度的增大,脱硫酸、浓缩结晶及阳离子交替吸附等水化学成分形成作用得到增强,使SO_4~(2–)不断消耗形成HCO_3~–,导致溶解度小的HCO_3~–结合Ca~(2+)、Mg~(2+)析出,并最终形成以NaCl主导的高矿化度水体。该结论将为深部煤矿区水害防治、水资源利用等提供一定借鉴作用。
2019年05期 v.47;No.275 40-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 805K] [阅读次数：56 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：88 ] |[引用频次：0 ] - 董东林1;2;李祥1;2;林刚1;2;卞建玲3;曹成龙1;2;吴恒1;2
在煤矿开采过程中，矿井水害事故频繁发生。为快速准确地找出矿井突水水源，降低矿井突水给煤矿生产带来的危害，以赵各庄矿为例，运用独立性权系数与模糊可变理论相结合的方法，选取了Na<sup>+</sup>，Ca<sup>2+</sup>，Mg<sup>2+</sup>，Cl<sup>-</sup>，SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>和HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>6种水化学指标，对赵各庄矿的20组水样数据进行分析计算。结果表明：独立性权系数-模糊可变理论模型排除了水样中各指标间冗余信息的影响，克服了水样各变量间权重难以确定以及变量对水质影响不均匀的问题，可在一定程度上保证突水水源识别模型的准确度；Cl<sup>-</sup>权重值远大于其他各项化学指标的权重值，即Cl<sup>-</sup>对突水水源的识别结果影响较大；采用本文所建模型判别赵各庄矿的8组测试水样，判别准确率达87.5%，表明该模型在矿井突水水源识别中具有重要参考价值。
2019年05期 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K] [阅读次数：102 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：108 ] |[引用频次：0 ] - 董东林;李祥;林刚;卞建玲;曹成龙;吴恒;
在煤矿开采过程中,矿井水害事故频繁发生。为快速准确地找出矿井突水水源,降低矿井突水给煤矿生产带来的危害,以赵各庄矿为例,运用独立性权系数与模糊可变理论相结合的方法,选取了Na~+,Ca~(2+),Mg~(2+),Cl~–,SO_4~(2–)和HCO_3~– 6种水化学指标,对赵各庄矿的20组水样数据进行分析计算。结果表明:独立性权系数–模糊可变理论模型排除了水样中各指标间冗余信息的影响,克服了水样各变量间权重难以确定以及变量对水质影响不均匀的问题,可在一定程度上保证突水水源识别模型的准确度;Cl~–权重值远大于其他各项化学指标的权重值,即Cl~–对突水水源的识别结果影响较大;采用本文所建模型判别赵各庄矿的8组测试水样,判别准确率达87.5%,表明该模型在矿井突水水源识别中具有重要参考价值。
2019年05期 v.47;No.275 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 541K] [阅读次数：47 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] - 姚伟华;王鹏;李明星;苏超;程思远
孔中物探方法是近几年行业研究的热点，考虑到金属矿上应用较成熟的地-孔瞬变电磁法具有径向探测距离远，数据信号不易受地面电磁干扰影响等特点，将其应用到煤矿积水采空区探查领域。采用三维时域有限差分算法对钻孔不同方位的积水采空区模型的总场响应、异常响应进行了数值模拟，总场三分量对积水采空区反映明显，异常场三分量形态组合能判别异常体的方位。采用等效涡流原理，研究了利用异常场三分量来反演异常体的位置、倾角和规模等参数的空间定位算法。通过不同方位的理论模型测试，不同时刻的反演等效电流环大小、位置的组合能反应含水采空区的空间位置及规模。最后在陕北某矿针对已知含水采空区开展地-孔瞬变电磁法探测试验，采集的三分量信号光滑可靠，且异常反应明显，并对不同时刻的异常场三分量数据进行反演处理，反演结果与实际采空区位置和规模基本一致，证明该方法可作为煤矿钻孔中探查积水采空区的有效手段。
2019年05期 54-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1775K] [阅读次数：169 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：101 ] |[引用频次：0 ] - 姚伟华;王鹏;李明星;苏超;程思远;
孔中物探方法是近几年行业研究的热点,考虑到金属矿上应用较成熟的地–孔瞬变电磁法具有径向探测距离远,数据信号不易受地面电磁干扰影响等特点,将其应用到煤矿积水采空区探查领域。采用三维时域有限差分算法对钻孔不同方位的积水采空区模型的总场响应、异常响应进行了数值模拟,总场三分量对积水采空区反映明显,异常场三分量形态组合能判别异常体的方位。采用等效涡流原理,研究了利用异常场三分量来反演异常体的位置、倾角和规模等参数的空间定位算法。通过不同方位的理论模型测试,不同时刻的反演等效电流环大小、位置的组合能反应含水采空区的空间位置及规模。最后在陕北某矿针对已知含水采空区开展地–孔瞬变电磁法探测试验,采集的三分量信号光滑可靠,且异常反应明显,并对不同时刻的异常场三分量数据进行反演处理,反演结果与实际采空区位置和规模基本一致,证明该方法可作为煤矿钻孔中探查积水采空区的有效手段。
2019年05期 v.47;No.275 54-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 2057K] [阅读次数：64 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ]
- 杨兆中;韩金轩;张健;何睿;路艳军;李小刚;
利用分子模拟软件Materials Studio(MS)建立了一定温度、压力条件下,考虑含水煤层、泡沫压裂液起泡剂、稳泡剂相互作用的狭缝孔分子模拟模型。基于分子扩散理论计算并评价了分别在常见的4种起泡剂以及4种稳泡剂影响下的甲烷分子扩散能力大小。结果表明,与原始含水煤层相比,加入起泡剂十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和甜菜碱后,甲烷自扩散系数分别降低了71.3%、74.7%、56.3%和54.0%。相比于仅加入起泡剂(十二烷基苯磺酸钠)的情况下,加入稳泡剂聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇和羧甲基纤维素后,甲烷自扩散系数分别降低了63.2%、57.9%、55.3%和71.1%。据此可知,起泡剂是降低含水煤层中甲烷扩散能力的主要因素,而稳泡剂的使用会进一步降低甲烷扩散能力。在起泡剂和稳泡剂的共同影响下,甲烷自扩散系数降低超过了80%,这对煤层气产出极为不利。建议在保证泡沫压裂液泡沫性能前提下,通过优化起泡剂分子结构、减少用量以减小起泡剂和稳泡剂对甲烷扩散的影响,并尽量避免使用大分子稳泡剂。
2019年05期 v.47;No.275 94-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 8174K] [阅读次数：108 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：40 ] |[引用频次：0 ] - 贾慧敏;胡秋嘉;祁空军;刘春春;樊彬;何军;
我国煤层气井普遍产量低、开发效果差,主要原因是增产改造措施与地质条件匹配性差。通过分析沁水盆地南部郑庄区块直井的低产原因,提出针对性增产措施,并分析相关措施的增产机理及地质适应性,优化增产措施施工参数,并开展实践验证。研究和实践结果表明,埋深大的地区,裂缝开启困难,实施重复压裂可使裂缝转向并增加裂缝长度,增产效果较好。为了充分释放应力,实现裂缝偏转,重复压裂前排采时间至少应在1 000 d以上,重复压裂施工应降低支撑剂用量,且细砂应分段加入;碎裂煤–碎粒煤整体发育的煤层,直接压裂时裂缝延伸较短,实施间接顶板压裂可获得高产,压裂层位顶界至煤层顶板间隔距离为0.5～1.5 m,压裂液排量为5.0～5.5 m~3/min,射孔段长度为1.5～2.0 m,单位射孔层段压裂液量为200～300 m~3/m时增产效果最好;天然裂缝发育区,实施投球压裂实现裂缝转向,可大幅提高产量,该工艺适应于施工压力下降且低于15 MPa、日产水量为2～5 m~3的低产井,其增产措施为先实施以细砂为主的小型预压裂封堵原裂缝,然后投球封堵部分原射孔孔眼,双重封堵可大幅提高重复压裂时的施工压力,形成新裂缝。研究成果对高煤阶煤层气井低产原因分析及增产治理具有指导和借鉴作用。
2019年05期 v.47;No.275 104-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1209K] [阅读次数：46 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：31 ] |[引用频次：0 ]
- 王雪冬;李世宇;孙延峰;叶果;
为了研究冻融循环条件下排土场土料的非饱和土水特征,选取元宝山露天矿内排土场土料为对象,研究不同体积含水率状态下土料在经历不同冻融循环次数后的基质吸力与宏细观结构的变化规律。结果表明:经历相同冻融循环次数时,基质吸力随含水率的减小而增加,且增加的幅度逐渐增大,土水特征曲线可划分为敏感阶段、亚敏感阶段和不敏感阶段;随着冻融次数的增加,土水特征曲线的曲率呈先增大后趋于稳定的规律,且基质吸力对冻融循环次数增加的敏感程度逐渐降低;冻融循环作用破坏土颗粒的均匀程度,且初次冻融循环影响最为显著;Van-Genuchten模型能较好地预测土料土水的特征曲线。因此,矿山排土过程中应重视冻融循环作用对排土场边坡稳定性的影响。
2019年05期 v.47;No.275 138-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1261K] [阅读次数：41 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：22 ] |[引用频次：0 ] - 谷拴成;孙冠临;苏培莉;李金华;
水灰比与注浆压力是动水注浆设计中的关键因素,基于自主设计的模拟裂隙动水注浆室内试验平台,开展了裂隙动水注浆试验,探讨了浆液在裂隙中的扩散方式,分析了纯水泥浆液扩散半径与注浆压力和水灰比之间的联系,并通过计算流体力学软件模拟对试验结论进行了验证。研究结果表明:浆液的扩散方式为分区扩散,注浆压力不变时,扩散半径与水灰比成反比;水灰比不变时,扩散半径与注浆压力成正比。
2019年05期 v.47;No.275 144-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1951K] [阅读次数：28 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：22 ] |[引用频次：0 ] - 宋彦琦;王石磊;孙川;郝亮钧;
基于相似理论制作符合实际地层力学性质的先存断层模型试件,分析在一定地应力条件下试件破坏过程;利用断层端部应力场理论,揭示先存断层构造产生相应破坏模式的机理。结果表明,随着载荷的增加,微裂纹逐渐发育扩展,扩展路径逐渐趋向于加载方向,在裂纹扩展的过程中会伴随产生多条分支路径,随后裂纹相互汇合贯通使试件破坏,利用断层端部应力场理论可以判定新产生的破裂方向,其与先存断层产生的主要破坏的角度具有一致性。
2019年05期 v.47;No.275 150-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 2389K] [阅读次数：25 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：20 ] |[引用频次：0 ] - 陈军涛;李明;程斌斌;杨帆;门会理;邵珠娟;
结合当前我国矿井高强度快速推采的现状,系统分析了双轴加载速率对大尺寸岩体破裂的影响规律。以山东能源济宁矿区深部岩体所处的复杂环境为背景,确定了与深部岩体力学特性相似的混合砂浆材料的最优配比。采用自主研发的岩石应力–渗流耦合真三轴试验系统和美国生产的PCI-2声发射系统,分析了双轴加载下加载速率对大尺寸试样破裂的影响规律,揭示了加载过程中单裂隙和双裂隙试样的破裂和声发射行为特征。研究表明:当加载速率为1.5kN/s时,单裂隙试样在剪切作用下易起裂形成反翼裂隙;试样双裂隙的岩桥倾角越大,越有利于试样的加速破坏,产生的声发射事件数较少,表现出岩体破裂的突变性。
2019年05期 v.47;No.275 163-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 3274K] [阅读次数：49 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：57 ] |[引用频次：0 ] - 方宏伟;吴建勋;侯振坤;
基于滑移线场理论(SLFT),提出了一种边坡双折减系数强度折减法失稳判据:当由滑移线场理论计算得到的极限状态下的边坡坡面(简称"极限稳定坡面")与原坡面相交于坡脚时,判断边坡处于极限状态。基于提出的失稳判据构建了双折减系数倒数空间的临界曲线,并推导了整体安全系数计算公式。边坡算例计算结果表明:初始点和临界曲线的3种相对位置关系(点在曲线上方,点属于曲线,点在曲线下方)对应3类边坡整体安全系数(FS>1,FS=1,FS<1),整体安全系数计算结果与边坡状态相符合,确定的临界滑裂面形状以及在边坡中的位置都与已有结论一致。提出的失稳判据适用于计算配套系数和整体安全系数,实现了失稳判据的客观标准定量化。
2019年05期 v.47;No.275 173-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 618K] [阅读次数：45 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：29 ] |[引用频次：0 ] - 张树光;常剑;王宏伟;
为了研究高温巷道下围岩–隔热支护体系温度场的分布情况,基于围岩散热、能量守恒原理和异步长有限差分计算方法,建立了围岩–支护体系一维非稳态下的有限差分方程,编制相应解算程序,探讨了通风时间、围岩导温系数、温差、隔热层厚度和导热系数对围岩调热圈温度场的影响规律。研究结果表明:隔热层能延缓围岩散热和减少巷道风流对围岩的扰动,加快巷道降温;调热圈半径随通风时间增加、围岩导温系数增加、隔热层导热系数增加和厚度减少而增加。围岩温度梯度随通风时间增加而降低,随风流和原岩温差增大而增大;研究提高了对高温巷道调热圈特性及隔热结构的认知,对合理安排隔热支护有一定指导作用。
2019年05期 v.47;No.275 179-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 530K] [阅读次数：41 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：32 ] |[引用频次：0 ]
- 陈本池;王超;陈常兴;时磊;
煤层具有强波阻抗差、低阻抗的特性,对地震勘探来说是一种典型的薄层。因为其黏弹性和速度各向异性导致薄层反射波场异常,为了定量分析黏弹性和速度各向异性对薄层地震反射的影响,针对强波阻抗差薄层模型,基于波动方程数值模拟方法,正演得到弹性速度各向同性、黏弹性速度各向同性及黏弹性速度各向异性的地震波场,并对比分析了3种模型的弹性波地震反射特征。研究结果表明:黏弹性对薄层的反射产生不可忽略的影响,会明显降低薄层弹性波的反射振幅,但黏弹性速度各向同性与各向异性对薄层的弹性波反射影响差异不大。相比于弹性各向同性情况,黏弹性会引起反射纵波(PP波)瞬时频率最大可达8%的改变量,而对转换横波(PS波)仅有3%的改变量,可以忽略不计。上述研究为利用构造煤品质因子极低的特征来预测构造煤提供了可能。
2019年05期 v.47;No.275 186-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1228K] [阅读次数：27 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：20 ] |[引用频次：0 ] - 唐传章;程见中;严良俊;冯广业;周磊;徐凤姣;
可控源音频大地电磁法(CSAMT)正演具有计算耗时、精度低的特点;常规的反演方法边界处理简单,占用内存大,搜索方向也难以精准,严重影响反演效果。为了实现CSAMT快速高精度正演,改善边界处理方法以减少内存占用,优化搜索方向以减少迭代反演次数,提出基于边界约束有限内存的拟牛顿CSAMT一维反演方法。首先,在CSAMT正演中基于高斯积分与并行算法实现了一维介质模型条件下有限长导线源激发的水平电场快速高精度计算。其次,在反演方法中,分别构建了基于相对误差和绝对误差的两种目标函数,并引入光滑模型约束,采取自适应正则化策略更新正则化因子,并采用基于边界约束的有限内存拟牛顿算法(LBFGS_B算法),实现了CSAMT一维准确快速反演。以含低、高阻薄层的多层地电模型的水平电场Ex振幅为反演数据进行直接反演和模型检验。结果表明,该方法能够反映出地层电阻率随深度变化的趋势,并对高、低阻薄层有较好的分辨能力,低阻薄层分辨效果更佳。实际CSAMT资料的反演剖面的分辨率优于常规的连续介质反演方法,地质效果明显,表明该方法具有良好的应用前景。
2019年05期 v.47;No.275 193-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 1223K] [阅读次数：24 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：34 ] |[引用频次：0 ] - 付国红1;2;张前丰1;程辉1;2;3;谢天财1
为提高传统频率域激电信号接收机的通用性，设计了一种可采集和处理变频信号、双频信号和伪随机多频信号等多种频率域激电信号的采集平台。该平台以STM32微控制器为核心设计硬件电路，实现低通滤波、程控放大、模数转换以及数据通信等功能；在LabVIEW中设计上位机，进行参数设置、数字滤波、频谱分析、幅值测量、求值计算等处理，得到幅频率等目标参数，并具有波形显示与回放、数据存储与查看等功能；设计了阻容网络模拟实验，3种激电法幅频率实测值与理论值绝对误差均小于0.5%。实验表明，平台能够灵活选取不同方法进行采集和处理，测量精度较高，在资源勘查以及煤矿水害探测等方面具有良好的应用前景。
2019年05期 201-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 651K] [阅读次数：67 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：80 ] |[引用频次：0 ] - 王小龙;蒋必辞;汪凯斌;
为有效识别煤层及其顶底板,针对煤矿定向钻孔施工需求,开发了矿用电磁随钻伽马测井仪。通过自然伽马测井刻度获得仪器刻度系数,采用标准井测试及煤矿井下穿层孔试验,获得矿用电磁随钻伽马测井仪多种测量曲线。通过与标准井伽马曲线对比及穿层孔地质资料分析,验证了矿用电磁随钻伽马测井仪测量结果的准确性。山西伯方煤矿井下应用试验表明,矿用电磁随钻伽马测井仪在定向钻孔施工中不仅能进行钻孔轨迹测量同时可有效识别煤层顶底板界面,对于指导煤矿井下定向钻孔施工、提高目的层钻遇率具有重要意义。
2019年05期 v.47;No.275 208-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 328K] [阅读次数：33 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：18 ] |[引用频次：0 ] - 徐行;翁玲;李士强;刘国强;
地下采空区的存在极易造成电力杆塔倾斜、沉降,是电网安全稳定运行的重大隐患。因此,探测输电走廊下的采空区意义重大。接地网的存在会对测量的数值产生一定的影响,导致探测结果不准确。而且在实际探测中,有些探测位置不可避免地遇到有电力杆塔的位置,而杆塔下侧埋有接地网。对接地网存在时采空区的探测进行研究,利用电磁场理论建立了数学模型,并且进行了仿真研究,通过不同探测方式下接地网对探测数据的影响分析,考察了接地网对采空区探测数据的影响规律。同时,针对影响较大的区域进行了划分,提出了合理化的建议,可以为输电走廊下的采空区探测的实际工程工作提供参考和指导。
2019年05期 v.47;No.275 213-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 546K] [阅读次数：42 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：19 ] |[引用频次：0 ]
- 韩毅;张绍和;白锐;孙平贺;舒彪;曹函;张鑫鑫;
由于现有的普通绳索取心钻具缺乏隔水与护心装置,在松散、软弱、破碎等复杂地层取心钻进时,破碎岩心易被冲蚀,提钻过程中岩心易脱落,使岩心采取率和取心质量达不到设计要求,甚至无法采取到岩心。针对上述问题,设计了一种囊袋多节捆绑式绳索取心钻具。该钻具在普通绳索取心钻具基础上增加了多节捆绑式囊袋总成结构,并与超前侧喷钻头配合使用。囊袋可以隔绝冲洗液,有利于取得原状岩心,通过分段捆绑,可以有效包裹住岩心,防止其在提钻过程中脱落。超前侧喷钻头改变了冲洗液流向,起到隔水与护心的作用。现场应用表明,该钻具能够完成在松散、软弱、破碎等复杂地层的钻探工作,岩心采取率达90%以上,取心质量也得到明显提高。
2019年05期 v.47;No.275 220-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 578K] [阅读次数：45 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：31 ] |[引用频次：0 ] - 王四一;李泉新;刘建林;赵江鹏;杨冬冬
针对常规单弯螺杆马达钻进硬岩层效率低、钻头和钻具消耗大的问题，采用在马达万向轴与钻头之间增加冲击机构的方法，研制了冲击螺杆马达，其具有冲击和定向双重功能。介绍了冲击螺杆马达冲击机构结构组成和工作原理、关键零部件设计、分析了冲击螺杆马达的特点。对<i>φ</i>89 mm冲击机构进行了室内试验，测得其冲击力峰值达到5 000~9 000 N，与理论计算结果基本一致，由硬质合金与轴承钢组成的复合结构的冲锤和砧体的耐磨性能达到了工业性使用要求。在晋煤集团寺河煤矿进行了现场工业性试验，钻进效率较常规单弯螺杆马达提高20%~30%。
2019年05期 225-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 1197K] [阅读次数：103 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：227 ] |[引用频次：0 ] - 孙吉伟1;沈立娜2;杨甘生1;叶纪超1
针对孕镶金刚石钻头在坚硬岩石中的低钻速、高能耗问题，提出以体积破碎的碎岩方式来提高钻进效率的方法。为了进一步探究孕镶金刚石钻头的体积破碎形式，首先设计了单颗金刚石压入岩石全过程的室内实验。通过分析试验数据发现，金刚石压入岩石发生首次局部体积破碎即为金刚石钻头的体积破碎类型。然后，建立了金刚石压入岩石发生首次体积破碎时钻头的钻压和钻速计算模型，并通过对比理论值和实际值，进一步验证了单颗金刚石压入岩石试验结果以及计算模型的正确性。最后，通过分析计算结果，提出了在小粒径金刚石钻头中添加大颗粒金刚石来实现部分体积破碎的方法，并推导出钻头中应添加大颗粒金刚石的制品浓度，确定了大小粒径金刚石的添加量，并对大颗粒金刚石在钻头中的分布情况以及碎岩方式进行了探讨，可为实际中钻头参数设计提供参考依据。
2019年05期 232-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 1979K] [阅读次数：102 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：85 ] |[引用频次：0 ]