淮南矿区软煤气动定向钻进技术与装备研究及应用

针对淮南矿区利用顺层定向钻孔对工作面和邻近巷道条带煤层瓦斯消突(简称“一孔两消”)的需求,提出了利用气动定向长钻孔实现“一孔两消”的技术思路。在前期气动螺杆定向钻进工艺试验基础上,开发了一款宽度仅为1.1 m、主轴倾角可在±90°范围内无级调整、具备50 m最大遥控距离的窄体全断面遥控定向钻机;优选了杆体直径73 mm、螺旋翼片外径82 mm的?73/82 mm螺旋气动螺杆钻具,最大转矩可达256 N·m;研制了集除尘系统、压风监测系统和油雾润滑系统为一体的多功能除尘车;改进了电磁波随钻测量系统供电电池,提高了系统使用时间和稳定性;开发了碎软煤层双动力复合强排渣技术和定向钻孔长距离筛管完孔技术。利用成套装备与技术在淮南矿区潘三煤矿1682(1)运输巷开展软煤气动定向钻进技术与装备的试验,先后完成16个孔深为240 m以上钻孔,试验总进尺4 548 m,煤层钻遇率达93.1%,所有定向孔全程下筛管,最大钻孔深度423 m。试验过程中即开始连抽,统计期间,抽采平均浓度(体积分数)60%,最大达到81%,抽采混合量基本维持在1.5 m3/min,平均抽采纯量0.9 m3/min,最大抽采纯量...     

碎软煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯高效抽采模式

瓦斯区域超前治理是实现煤矿安全、高效及智能化开采的重要保障,针对碎软煤层区域瓦斯高效抽采难题,以陕西韩城矿区3号煤层为研究对象,提出井下煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯抽采模式。采用理论分析、数值模拟和现场试验等多手段相结合的方法,验证模式适用性,阐明紧邻煤层顶板梳状钻孔压裂裂缝延展规律、抽采机理和压裂曲线特征,进而建立适用于500 m孔深的集地质条件动态分析、分段水力压裂、封隔器遇阻解卡和压裂范围连续探查于一体的顶板梳状长钻孔裸眼分段水力压裂关键技术体系,实现煤层顶板梳状钻孔主孔轨迹距离煤层5 m左右、多段均匀压裂、压裂范围全孔监测和孔内事故高效处理。以此为基础,在韩城桑树坪二号井开展2孔次的工程实践：压裂主孔深度588 m、距3号煤层2 m左右,单孔压裂6段,压裂范围探查深度381 m、压裂影响半径20 m以上;压裂后,钻孔抽采瓦斯平均体积分数40%以上、瓦斯抽采量1 m3/min以上,抽采效果是常规钻孔的4倍,120 d瓦斯抽采有效半径可达9 m,实现了碎软煤层瓦斯区域高效抽采。并提出了适用于碎软煤层大区域瓦斯抽采以及高瓦斯压力碎软强突煤层远程区域抽采卸压等规模化应用技术思路。     

硬岩PDC定向钻头优化设计及其表面增材技术研究

定向长钻孔是煤矿瓦斯、水害治理的主要技术手段,PDC定向钻头性能是影响坚硬地层钻进效率的重要因素。针对煤层顶底板岩层定向长钻孔施工中出现因PDC钻头体断翼、PDC崩齿等问题导致的频繁起下钻、施工效率低等现象,采用等切削布齿原则对刀翼布齿进行优化,有效降低切削齿冲击破坏;通过流体力学仿真分析,优化钻头水力参数,保证岩屑及时排出孔底,防止切削齿因重复破碎岩石导致过早损坏;通过仿真分析,优选大直径PDC异型齿,提高切削齿耐磨和抗冲击性能;引入表面增材制造技术,通过优化等离子(PTA)增材制造工艺参数,实现了兼具胎体耐磨耐冲蚀和钢体强韧性的WC基复合钻头体加工工艺。新研制的PDC定向钻头,在淮南顾桥煤矿北区底板探放水钻孔中进行了现场试验。结果表明：钻进致密、坚硬灰岩地层时,2只钻头寿命分别达到827、810 m,相对于以前的?120 mm胎体式定向钻头平均寿命300 m有较大幅度的提高,并降低了上下钻等辅助作业时间,提高了施工效率,达到了硬岩定向长钻孔提速增效的目标,为硬岩定向长钻孔用PDC钻头设计和制造工艺开发提供了新的解决方案。     

多种降阻材料搭配在变电站接地网改造中应用

在北海市三塘110KV变电站接地网系统改造工程实践中,通过不等长接地体技术及多种将阻材料搭配使用,克服了原接地网接地电阻值增大因素,并对变电站接地网改造和施工工艺进行设计。     

基于对等网络技术的气象数据共享服务应用

气象数据共享业务广泛采用了单一资料源向各个目标节点分发的方式,针对这种共享业务的特点,设计并实现了一种基于对等网络技术的气象数据共享应用,提供资料源的共享发布以及节点间的共享访问功能。该应用通过搭建的仿真平台模拟实际业务应用,验证了在全国气象宽带网络上实现共享传输的可行性。在随后的小范围业务试验中进一步证明了该应用能够在特定的业务场景中不增加中心节点资源消耗而提升数据共享的传输效率。     

气象装备保障效能评估技术

随着气象部门装备保障业务重要性的不断提高,开展装备保障评估方法的研究,对保障质量进行科学评价成为一个新的课题。就监控、维护和维修3个装备保障子业务分别建立了各自的评估体系,还利用监控、维护和维修业务的独立性,提出了根据业务单位职责的组成,使用监控率、故障率和维修率三者的加权平均值评估装备保障综合效能的方法,对建立装备保障业务的考核体系有一定的参考借鉴意义。     

物联网在安徽省人工影响天气业务中的应用

将物联网技术应用到人工影响天气业务管理中,开发了"基于物联网技术的安徽省人工影响天气智能管理系统"。系统利用物联网技术中的RFID(无线射频识别)技术,集合GPRS、GPS和GIS技术,通过作业现场与指挥中心的实时交互,构建人影业务管理服务平台,实现了对人影信息(人员、装备、弹药、气象信息等)的采集、传输、数据管理及服务的自动化、智能化管理,提高了安全效率和信息化管理水平,在实际业务中发挥了重要的作用。     

煤矿巷道掘进超前钻探技术应用与发展

随着煤矿巷道智能快速掘进的发展, 掘进工作面超前精细化探测需求日益迫切。结合巷道掘进与坑道钻探工作技术特点, 分析了煤矿智能绿色开采地质保障发展背景下巷道掘进超前钻探技术特征与技术需求。为有效解决探掘矛盾, 提升超前钻探技术装备水平, 阐述了掘探一体化、双臂超前钻探和基于定向钻孔的综合探测等技术装备创新实践。相关工程实践表明, 双臂钻机超前探施工效果明显, 试验巷道单月掘进进尺效率提升了30%;基于定向钻孔技术, 综合使用孔内多种物探手段, 在山西某矿2203工作面进行超前综合探测, 效果良好, 探明多处断层与陷落柱等地质构造情况。结合智能化矿山技术的发展趋势, 从自动化控制角度探讨了由基础自动化层、过程控制层和智能决策层组成的智能钻进闭环控制策略; 从钻探信息融合发展角度, 按照有数据、管数据、用数据的技术思路为钻探信息挖掘与管理提供了新的视角。      

煤矿区碳排放的确认和低碳绿色发展途径研究

开展煤矿区碳排放的系统评价和减排路径的综合分析,是落实我国碳达峰与碳中和愿景的具体行动。针对煤矿区碳排放源边界不清、核算模型缺乏及碳中和背景下发展方向等问题开展分析。通过文献查阅、资料收集等方法,厘清煤矿区碳排放源边界,并建立碳排放量核算模型,明确煤矿区低碳绿色发展方向。结果表明:煤矿区碳排放(CH₄和CO₂)来源可划分为自然排放和人为排放两大类,并细分为5种类型,针对不同碳排放源提出相应的数学模型;同时煤矿区要加大节能和低碳技术的投入,提高综合资源的利用程度和瓦斯的监测力度,加强绿色矿山修复和建设,积极参与碳市场和碳排放权交易及培育适应市场的管理模式等一系列措施,逐步实现低碳、绿色产业体系;此外,煤矿相关单位应高瞻远瞩,深入分析并发挥政府的低碳环保政策的作用,与相关高校加强合作,在我国碳减排目标下,大力推动煤制氢技术的发展,突破CO₂-ECBM和CCUS关键技术中的运输、封存选址、安全稳定性评价、成本降低等瓶颈问题,以期在双碳背景下碳减排过程中实现经济、环保双重效益。      

草原区露天煤矿排土场立地类型划分及生态修复技术筛选（英文）

为研究矿区立地类型与生态修复技术的对位配置,本文选取了内蒙古西部草原矿区生态修复多年的露天煤矿排土场,对其坡体防护效果、植被恢复效果、土壤改良效果和工程技术成本进行了综合评价,以期建立露天煤矿排土场的立地类型分类体系及其对位生态修复技术,为内蒙古西部草原矿区生态修复提供理论指导和技术支撑。研究结果如下：（1）覆土厚度、坡度和坡向是影响排土场立地条件的主导因子,据此将排土场划分为9种立地类型。（2）厚层陡半阴半阳坡优先推荐“植物网格护坡+植苗+撒播+喷灌”,次推荐“六棱砖护坡+浆砌石截排水沟+撒播+喷灌”;中层陡半阴半阳坡优先推荐“浆砌石骨架护坡+浆砌石截排水沟+撒播+喷灌”,次推荐“撒播+植被毯覆盖+喷灌”;薄层陡半阴半阳坡推荐“砾石压盖+浆砌石截排水沟”;厚层陡阳坡优先推荐“生态袋拦挡+植苗+撒播+植被毯覆盖+喷灌”,次推荐“生态袋拦挡+撒播+稻草帘覆盖+喷灌”;厚层急阳坡推荐“植物网格护坡+浆砌石挡墙+撒播+喷灌”;厚层陡阴坡优先推荐“生态袋拦挡+植苗+撒播+植被毯覆盖+喷灌”,次推荐“植生袋覆盖+浆砌石挡墙+喷灌”;中层陡阴坡推荐“生态袋拦挡+波纹管排水+植苗+撒播+植被毯覆盖+...