一、钻孔钻进中吸附卡钻事故的原因及处理方法（论文文献综述）
黄长国[1]（2020）在《松软煤层钻孔施工三通道反循环排渣动力学机制研究》文中研究表明我国煤矿瓦斯灾害十分严重,煤层瓦斯大面积预抽是防治瓦斯事故的根本性措施。松软煤层由于受到地应力、煤层硬度、瓦斯等多重因素的综合影响,钻孔孔壁失稳变形过程复杂,产渣量大,目前常用的钻孔施工技术难以及时有效的排渣,钻孔施工过程中常会发生堵孔、卡钻、抱钻等现象,导致钻孔深度达不到工程需求,因此,对松软煤层钻孔排渣相关技术进行研究,提高松软煤层顺层钻孔成孔深度,对提高松软煤层瓦斯抽采效率,保障煤层开采安全具有重要的意义。本论文针对松软煤层顺层钻孔施工过程中的排渣技术难题,主要结合反循环排渣技术和外螺旋叶片排渣技术优势,采用理论研究、数值模拟、实验室实验等手段,对松软煤层三通道反循环排渣动力学机制进行了研究,论文主要包括以下几方面内容:（1）基于流体力学能量方程、等熵流动方程和气体状态方程等,分别对外螺旋排渣、压风排渣及反循环排渣的工作原理、排渣特征等进行了分析,建立了排渣过程的动力学特征模型,推导了三种排渣方式的动力学状态方程,揭示了三通道反循环钻具排渣能力与各参数之间的定量影响机制。（2）设计并构建了三通道反循环钻具排渣性能模拟实验装置,对不同的底喷孔直径、引射孔直径、引射孔倾角、引射孔数量在不同入口流量条件下的反循环钻具内的抽吸流量和抽吸负压的变化规律进行了模拟实验,实验得出:底喷孔直径为3mm,引射孔直径4mm、引射角度为20°的单排六孔式三通道反循环钻具排渣性能最佳,其中心通道的最大抽吸流量为98.9m3/h,最大抽吸负压为8.1kPa;最佳结构参数组合时,三通道反循环钻具开始工作的最低入口风量为147m3/h,随着入口流量的增加,反循环钻具系统内中心通道的抽吸流量与入口流量呈线性增加关系,而外环空流量基本保持不变,而当反循环介质的粒径越大、比重越高、气固比越小,其排渣速度也越小。（3）采用Fluent软件,利用k-ε湍流模型,分别对三通道反循环钻具在不同的底喷孔直径、引射孔直径、引射孔倾角、引射孔数量等在不同风量条件下三通道反循环钻具系统内的流速场分布、压力场分布及抽吸系数等特征进行了模拟分析,结果显示:入口风量越大,三通道反循环钻具内的流速及压力越大,底喷孔直径为3mm,引射孔直径为4mm,引射角为20°的单排六孔式反循环钻具排渣性能最佳,当入口流量分别为4m3/min和8m3/min时,反循环钻具系统内的最大流速与负压分别为199m/s、13.6kPa和439m/s、39.0kPa;反循环钻具内流速和负压最大值均位于中心通道出口附近;反循环钻具中心通道轴线方向的流速与负压总体均呈现先增大、后减小的变化规律,且最大值出现在距离喷孔出口一定位置处;随着入口风量的增加,反循环钻具系统的抽吸系数反而减小。（4）基于应力应变重构理论,根据线性摩尔-库伦屈服准则和塑性流动法则,推导出松软煤层钻孔施工过程中孔壁的充分卸压区（破碎区）、非充分卸压区（塑性变形区）分布半径及其随时间变化的关系模型,揭示了松软煤层钻孔的变形产渣机制;通过工程统计分析方法,建立了实际产渣量与钻孔深度、煤层埋深、瓦斯含量、煤层坚固性系数等的单因素及多因素定量影响函数关系。（5）结合前文研究成果,确定了三通道反循环钻具引射器的结构参数,通过对三通道反循环钻具的结构尺寸及强度进行了设计和验算,设计了三通道反循环钻具的结构参数为:中心通道直径为40mm,环空内径为71mm,环空外径为89mm,螺旋外径为133mm,引射器底采用单排六孔式均匀布置,其喷孔直径为3mm,引射孔直径为4mm,引射孔倾角为20°;设计的三通道反循环钻具的螺旋排渣、压风排渣及反循环中心通道的排渣能力分别为0.71kg/s、0.431kg/s及0.94kg/s,总设计排渣能力为2.08kg/s,能够排出200m以上松软煤层钻孔的产渣量。图[100]表[10]参[172]
李志伟[2]（2020）在《深部瓦斯煤层吸钻卡钻力学特性及冲击危险性预测研究》文中进行了进一步梳理近年来,我国煤矿已全面进入深部开采。然而随之必须面对的是深部煤层开采地应力和瓦斯压力较大的问题,在这种环境进行开采和钻探过程中,矿井动力灾害现象屡有发生,时常造成人员伤亡、设备大面积毁坏以及财产大量损失等恶性事件发生。深部冲击倾向性煤层开采过程中易因局部煤体应力较大而引发冲击地压动力灾害现象发生。高瓦斯煤层开采过程中易因瓦斯压力较大而引发煤与瓦斯突出动力灾害现象发生。而深部高瓦斯兼具冲击倾向性煤层开采过程中,在地应力和瓦斯压力的共同作用下,冲击地压、煤与瓦斯突出事故均有可能发生,严重时还有引发冲击-突出复合动力灾害现象的发生。上述三种情况均可应用钻屑法进行不同程度危险性预测,且钻屑法在预测过程中时常会出现吸钻、卡钻动力现象。而针对深部高瓦斯兼具冲击倾向性煤层应用钻屑法进行危险性预测则具有诸多弊端,如工作量大,钻屑收集误差较大,监测指标不连续导致信息收集不全面等。因此,基于上述因素及煤体应力和瓦斯压力对吸钻、卡钻影响较大的情况考虑,课题组利用自行研制的钻孔多参量测试系统进行相关钻孔试验,在探明瓦斯压力大小对煤体有效应力影响的情况下,提出以结合钻孔过程中常出现的吸钻、卡钻动力现象高效精确监测煤体有效应力的方法,进而对含瓦斯煤层冲击危险性进行有效预测。研究成果对准确获知含瓦斯煤层冲击危险性预测指标及其前兆信息具有重要的理论价值和工程实际指导意义。针对本论文主要研究内容,论文采用理论研究、实验室试验测试和现场试验验证相结合的方法,研究了钻孔各参量指标在不同瓦斯压力作用下与煤体有效应力间的关系,并通过结合吸钻、卡钻及其数据分析确立了最佳钻进瓦斯压力值及各参量的临界值。实验室试验时,由于实际情况和模拟条件所限,致令相关测试数据结果准确度不足,从而引起相关结论的得出略有偏颇,美中不足。因此,分析时需严格结合井下现场钻孔过程中出现的吸钻、卡钻动力现象加以辅助验证分析,从而增加研究结果的准确性与严谨性。研究结果表明,瓦斯压力大小对煤体有效应力的影响机制和作用不同,在最优瓦斯压力值下,既能保证煤体有效应力值较小,又能使其应力峰值相对远离工作面前端,从而使煤层冲击危险性降到最低,因此,井下钻孔预测过程中应严格掌握控制好其实际理论值;钻杆推力、钻杆扭矩和钻屑量的数据变化特征可表征煤体有效应力的大小,且呈正相关变化关系,利用此三参量在煤层钻进过程中的变化规律,可预判工作面前方煤体有效应力的大小及其分布情况;现场吸钻、卡钻现象的发生具有明显的钻孔参数特征,吸钻时,钻杆推力值明显减小,卡钻时,钻杆扭矩值急剧增大数倍;吸钻、卡钻点和煤体有效应力峰值区均相应随瓦斯压力的增大而逐渐向煤壁深部转移,且具有良好的一致对应关系。本篇论文主要有图34幅,表10个,参考文献66篇。
马国芳[3]（2020）在《基于改进多目标粒子群算法的煤矿钻杆优化方法研究》文中认为松软突出煤层的煤与瓦斯突出现象一直是威胁煤矿安全生产的重大问题,目前普遍采用肋骨钻杆在煤壁的特定位置区域钻孔排瓦斯以解决煤与瓦斯突出问题。但钻孔施工经常由于煤粉阻塞而引起卡钻,从而带来的成孔率低、钻进效率低、成孔深度受限等问题,严重影响了瓦斯治理的效率。为解决以上问题,本文对基于改进多目标粒子群算法的煤矿钻杆优化方法展开研究。针对松软突出煤层钻孔施工复杂工况,对引起卡钻的物理因素、地质因素、机械因素进行分析,得到导致卡钻的可优化因素,主要包括钻杆的结构与钻杆钻进速率。基于松软突出煤层钻孔施工工况,分析肋骨钻杆机械排粉机理。基于肋骨钻杆单位时间机械排粉量和输送能耗的计算公式建立目标函数,采用改进多目标粒子群算法对肋骨钻杆结构参数进行优化。采用EDEM软件对优化后的钻杆排粉过程进行仿真,仿真结果表明:优化后钻杆的单位时间机械排粉量增大且排粉能耗降低。采用计算流体动力学理论,分析肋骨钻杆流体排粉机理,建立流体排粉时煤粉临界速度的数学模型,并通过实验确定最优临界风速。采用气固两相流理论,建立与分析肋骨钻杆排粉过程所需的供风压力表达式,得到:供风压力等于肋骨钻杆风力排粉压力损失。基于排粉过程中的煤粉受力状况建立煤粉颗粒群的运动模型,推导出肋骨钻杆理想状态下单位时间排出煤粉质量的计算公式;建立肋骨钻杆单位时间产生煤粉质量的数学模型,根据钻杆正常钻进时单位时间内的产粉质量与单位时间内的排粉质量的数值关系,得出肋骨钻杆的理想钻进速率。根据钻孔施工实际工况,搭建肋骨钻杆排粉过程模拟实验台。通过实验对理想钻进速率进行测试并修正,得到可保证钻进效率最高的同时也能有效避免排粉通道阻塞的钻杆最优钻进速率。基于肋骨钻杆机械排粉与流体排粉的优化结果,设计并加工了一种新型肋骨钻杆,采用该钻杆在陕西省象山煤矿进行钻孔排瓦斯试验。与原钻杆钻孔施工效果相比:单位时间平均煤粉排出量提高31.5%,成孔率提高19.4%,每孔平均钻进深度提高39.8m,因此,本文所提出的钻进优化方案提高了钻进效率,极大地降低了由于煤粉阻塞引起矿井卡钻发生的几率。
冀前辉[4]（2020）在《煤矿井下碎软煤层泡沫钻进关键技术研究》文中提出顺煤层钻孔抽采瓦斯是防止瓦斯事故的有效手段,也是治理瓦斯超限、提高开采效率、保障采煤安全的有效措施。碎软煤层在我国可采煤层中占有较大的比例,由于瓦斯含量高、瓦斯压力大、煤层稳定性差,施工顺煤层钻孔时常因为排粉效率低、钻孔坍塌造成钻孔深度浅、成孔率低,严重影响瓦斯抽采效果。目前国内碎软煤层钻孔施工多采用中风压空气钻进装备及工艺,存在以下几方面的问题:压缩空气作为循环介质冷却效果差;孔壁局部坍塌引起钻杆柱回转摩擦生热后存在孔内起火隐患;当钻遇含水煤层,产生煤泥粘附在钻杆的外侧容易造成钻孔事故。结合泡沫钻进携粉能力强、孔内净化效果好、冷却效果好、适合于含水地层钻进等优点,论文依托国家“十三五”油气重大专项课题“煤矿井下煤层气高效抽采技术与装备”（编号:2016ZX05045-003）等项目,以煤矿井下碎软煤层泡沫钻进关键技术为研究对象开展研究,得出如下结论:（1）基于多相流理论,分析研究了泡沫流体在钻杆内通孔、钻头、环空间隙等部分的流动规律和煤粉颗粒群在环空间隙中的受力和运动状态,为钻进工艺技术参数的研究提供了理论基础。（2）提出通过采用矮翼螺旋钻杆辅助搅粉、增加泡沫流场紊流度来提高钻进排粉效率。结合煤粉颗粒的受力和运动分析,研究了螺旋钻杆的搅粉和辅助排粉能力,得出实现搅粉的临界转速、螺旋槽升角的计算方式,并分析了影响螺旋槽排粉能力的主要参数。（3）结合碎软煤层钻进需求,开展防塌乳液泡沫剂配方研究。提出将定向钻进用防塌乳液与泡沫剂进行复配,研制出具有较强防塌能力的乳液泡沫冲洗液体系,采用Waring-Blender搅拌法、正交试验法研究了不同防塌泡沫乳液配方的发泡体积、密度、表观粘度、动切力、流性指数、稠度系数等参数,得出碎软煤层泡沫钻进防塌泡沫乳液的最佳配方:水+0.2～0.3%防塌乳液+0.5%发泡剂K12+0.4%～0.8%粘土抑制剂 NH-1。（4）分析研究了钻进环空流场,运用流体力学模拟软件分别对外平钻杆和矮翼螺旋钻杆在泡沫作用下的携粉能力进行了数值模拟,对比研究了采用矮翼螺旋钻杆和常规外平钻杆施工时,环空内泡沫流体压力、流速变化的规律,得出了矮翼螺旋钻杆钻进环空泡沫流动压力损失修正系数。通过对碎软煤层泡沫钻进压力损失、压缩空气和泡沫液注入量等工艺参数的分析研究,提出了煤矿井下碎软煤层泡沫钻进气体体积流量的理论计算方法。（5）通过对煤矿井下防塌泡沫乳液注入、消泡等技术的综合研究,配套研制了泡沫发生器、钻进消泡装置等设备,构建了煤矿井下成套泡沫钻进装备集成。（6）在理论分析、模拟仿真和实验室研究的基础上,开展了发泡实验、消泡试验、防塌孔试验、现场钻孔试验等系列研究,分析了碎软煤层泡沫钻进工艺参数,研究了防塌泡沫乳液的防塌效果。在碎软煤层现场开展了钻进对比试验,相对于中风压空气钻进工艺,采用井下泡沫钻进工艺和矮翼螺旋钻杆在施工煤矿碎软煤层钻孔时,钻机回转阻力降幅最大达到了 48%。试验证明,碎软煤层泡沫钻进工艺适合在碎软煤层中施工深度达200m的本煤层钻孔。
张浩[5]（2020）在《构造煤层掘进工作面区域性顺层水力造穴强化瓦斯抽采机制与工程应用》文中研究说明我国含煤地层在成煤之后经历了多期强烈的地质构造运动。在构造应力作用下,煤体不断发生挤压、剪切、碎粒和揉皱等变形,其原生结构被破坏,导致构造煤广泛发育。构造煤层往往具有高地应力、高瓦斯、低力学强度和低渗透率特征,瓦斯抽采难度大,煤与瓦斯突出灾害严重。本文针对构造煤层掘进工作面煤与瓦斯突出防治和瓦斯抽采难题,以阳泉矿区新景矿、寺家庄矿和新元矿三个典型突出矿井为研究对象,通过理论分析、实验室实验和现场试验相结合的研究方法对阳泉矿区构造煤演化及突出灾害特征、构造煤体力学和渗透特性以及构造煤孔隙特征和瓦斯吸附解吸动力学特性进行了系统性研究,获得了构造煤的高效增透‐增扩‐增流途径,在此基础上提出了区域性顺层水力造穴瓦斯抽采技术,并采用数值分析方法揭示了区域性顺层水力造穴的强化瓦斯抽采机制,最后构建了钻冲一体化水力造穴技术体系,对造穴参数进行了优化,进而对新技术的瓦斯抽采效果和抽采成本进行了现场考察。本文的主要研究结论如下:1)阳泉矿区含煤地层在成煤之后主要经历了三期地质构造运动,导致褶皱构造广泛发育并相互叠加。在此过程中,含煤地层内水平应力可达垂向应力的1.42.0倍,构造煤大量发育。构造煤形成过程中微裂隙的发育使得其坚固性系数仅有0.220.48,破碎比功比原生煤低12个数量级。同时,含煤地层在中生代晚期经历了岩浆热事件,导致煤层Ro,max值高达2.0%以上。在岩浆热演化作用下,煤中生气量大增,而致密围岩则为瓦斯储存提供了有利条件,因此煤层瓦斯压力和瓦斯含量普遍较高,局部可达2.48MPa和24m3/t。此外,高地应力环境使得当前回采深度下煤层的渗透率仅有0.0030.015mD。鉴于阳泉矿区构造煤层的高地应力、高瓦斯、低力学强度和低渗透率特征,煤与瓦斯突出灾害严重。2)与原生煤相比,构造煤具有较低的力学强度和抗变形能力,单轴抗压强度、粘聚力和平均弹性模量分别为原生煤的23.62%、26.49%和15.50%;同时,常规三轴加载应力路径下,构造煤与原生煤的损伤破坏特征也截然不同,构造煤发生多重剪切破坏,而原生煤发生剪切破坏;此外,峰前卸围压应力路径下,围压卸载对煤体的力学强度产生劣化作用,构造煤和原生煤的粘聚力分别降低49.0%和38.8%,而且煤体发生拉剪破坏,损伤破坏程度明显提高。3)当应力以静水压力方式由24MPa卸载到3MPa时,构造煤的渗透率仅增加约4倍,因此无宏观损伤卸荷无法对构造煤高效增透;同时,常规三轴加载应力路径下,煤体发生损伤后渗透率仅增加约0.51.1倍,因此加载损伤同样无法对构造煤高效增透;然而,峰前卸围压应力路径下,煤体发生损伤后渗透率可增加61.6111.0倍,因此卸荷损伤才是构造煤的高效增透途径。4)构造粉煤N2（77K）吸附实验结果表明,与13mm煤样相比,<0.074mm煤样的吸附/脱附等温线倾向于闭合、孔隙结构分形维数降低2.8213.43%、且孔容和BET表面积分别增加3.079.85倍和4.0319.68倍,表明基质损伤使得构造煤孔隙结构变得较为简单,孔隙连通性显着改善,且有新生孔隙生成。伴随着基质损伤过程中基质尺度的降低以及孔隙特征的改变,构造煤的瓦斯吸附解吸动力学特性显着增强:与13mm煤样相比,<0.074mm煤样吸附常数a值增加14.3143.45%,b值增加6.259.58%,同时初始瓦斯解吸速度增加1.504.19倍,初始有效扩散系数增加6.1113.83倍。鉴于基质损伤可以有效增强煤体的瓦斯扩散特性,因此卸荷损伤不仅能对构造煤高效增透,同时也可对其高效增扩。随着煤体渗透特性和瓦斯扩散特性的增强,其瓦斯流动特性同样显着增强,因此卸荷损伤是构造煤的高效增透-增扩-增流途径。5)根据构造煤的高效增透-增扩-增流途径,提出了区域性顺层水力造穴的掘进工作面瓦斯抽采技术。数值分析结果表明,造穴过程中四周煤体的应力演化路径为最小主应力σ3卸载,中间主应力σ2和最大主应力σ1加载,对应于三轴力学和渗透实验过程中的峰前卸围压应力路径。因此,煤体发生了卸荷损伤,渗透率增幅可达23个数量级,瓦斯吸附时间可由1d降低到5min左右。鉴于煤体获得了充分的增透-增扩-增流,经过10d的瓦斯抽采,半径0.40.6m造穴洞室的有效抽采半径可达2.653.45m。此外,群穴条件下距离较近的造穴洞室之间可能发生穴间互扰,引起单穴的卸荷损伤范围增大并相互叠加,从而进一步强化了煤体的增透-增扩-增流和瓦斯抽采效果。鉴于此,区域性顺层水力造穴是通过诱导煤体发生卸荷损伤,增强其渗透特性、瓦斯扩散特性和流动特性来强化瓦斯抽采的。6)采用了先进的钻冲一体化水力造穴装备,完善了煤-水分离及出煤计量系统,建立了高、低浓度瓦斯抽采系统,从而构建了钻冲一体化水力造穴技术体系;在此基础上,在新景矿3#煤层6条巷道内进行了工业性试验,掩护巷道掘进6460m。同时,基于试验情况,一方面根据考察的临界出煤率指标对造穴间距进行了优化,在钻孔间距较小的区域内增大造穴间距,在钻孔间距较大的区域内减小造穴间距,解决了顺层钻孔发散特性所造成的掘进工作面瓦斯抽采不均衡问题,另一方面提出了前进式造穴工艺,利用造穴洞室的卸压作用来降低钻进前方煤体的地应力和瓦斯压力,解决了构造煤层顺层钻孔施工过程中喷孔、顶钻和卡钻现象频发的难题,同时打钻速度提高4.8倍,打钻距离增加20m。7)与普通顺层钻孔瓦斯抽采技术相比,采用优化后的区域性顺层水力造穴瓦斯抽采技术之后,掘进工作面的瓦斯抽采效果显着改善:钻孔工程量降低75.0%,瓦斯抽采周期由45d降低到10d,瓦斯抽采率由26.6%提高到32.5%,同时巷道掘进过程中残余瓦斯含量和K1值等有所降低。此外,加之采用前进式造穴工艺之后打钻速度的提高以及打钻距离的增加,双巷掘进情况下每个掘进队的掘进速度由58m/月提高到168m/月。与此同时,采用新技术之后,钻孔工程量的大幅降低使得掘进工作面中煤体的直接瓦斯抽采成本下降35.1%。本文中共有图127副,表51个,参考文献178篇。
田青[6]（2020）在《基于机器学习的岩心钻探工况判别模型研究》文中研究表明钻探工程具有隐蔽性,出现事故时仅凭人工经验难以第一时间察觉,容易造成经济损失,降低作业效率,产生人员伤亡,因此能够在事故发生初期将影响降至最低的工况判别系统在钻探工程中扮演着重要角色。基于机器学习的智能分类算法可将多种监测参数变化趋势映射到工况类别中,在影响因素无法用数学关系确定的钻探工况判别方面具有优势,与钻参仪结合可起到实时判别工况的效果。本文对烧钻、糊钻、卡钻、断钻和泥浆漏失五种异常工况发生时的特征参数变化趋势进行了分析,建立了异常工况-特征参数响应关系。对获得的正常钻进数据进行分析和处理后,以特征参数差值作为样本,并结合正常钻进阈值和异常工况变化趋势构建异常工况虚拟样本,解决了地质岩心钻探中用于算法训练的样本量过少的问题。工况判别在机器学习中属于分类任务,本文对比多种分类算法后,选择k近邻、支持向量机（SVM）和逻辑回归算法基于训练样本建立分类模型,并以Python作为编程语言,利用sklearn库实现整个机器学习流程。采用3个异常工况数量不同的样本进行训练和测试,获得9个分类模型,以分类评价指标对其表现进行分析,判断准确率基本可达90%以上。对分类模型的泛化能力进行验证,优选出2个k近邻分类模型、1个SVM分类模型和2个逻辑回归分类模型,将5个模型并联,以多决策分类作为最终的工况判别模块,经测试对工况的判别准确率可达90%以上,实时判别速度仅为30.5ms。
郝志勇,李志伟,潘一山[7]（2020）在《冲击倾向性煤层注水对钻进中吸钻卡钻的影响及试验》文中提出应用螺旋钻杆局部预测和评价冲击地压等动力灾害时易发生吸钻、卡钻等钻孔动力现象。为研究具有冲击倾向性煤层注水对吸钻、卡钻的影响规律,通过建立钻杆力学模型分析吸钻、卡钻动力现象产生机理,探明煤体应力和钻屑量是影响吸钻、卡钻发生的重要影响因素,推导了注水煤体的钻杆推力、钻杆扭矩等钻削力学参数计算公式,分析煤层注水后煤体应力重分布规律与钻屑量变化规律,并利用钻孔多参量测试系统,在井下对不同含水率煤体进行钻孔试验,从而研究钻杆推力、钻杆扭矩及钻屑量随煤体含水率的变化规律,并结合现场观测到的吸钻、卡钻动力现象,深入研究冲击倾向性煤层注水对煤体力学性质及吸钻、卡钻力学特性的影响。研究结果表明:吸钻时,钻杆推力值明显降低,卡钻时,钻杆扭矩值急剧升高;钻杆推力、钻杆扭矩均值增大幅度和钻屑量均值减小幅度随煤体含水率增大呈现先增大后减小的变化趋势;吸钻、卡钻点随煤体含水率的增大逐渐向煤壁深部转移;井下钻杆推力、钻杆扭矩及钻屑量的数据变化特征与煤体应力分布具有较好的对应关系。研究结果可为冲击地压预测和井下钻孔安全作业提供一定理论借鉴和工程指导。
石智军,姚克,姚宁平,李泉新,田宏亮,田东庄,王清峰,殷新胜,刘飞[8]（2020）在《我国煤矿井下坑道钻探技术装备40年发展与展望》文中研究说明煤矿井下坑道钻探在保障煤矿安全高效开采、增加清洁能源供给、实现绿色发展等方面发挥着不可替代的作用。改革开放以来,我国煤矿井下坑道钻探技术与装备实现了"由无到有"向"由弱到强"的历史性跨越,依靠坑道钻探技术与装备科技创新,支撑煤矿地质保障能力持续增强。首先从矿井灾害防治、隐蔽致灾地质因素探查、煤层气资源开发和其他工程应用等方面,全面阐述了安全高效绿色开采对煤矿井下坑道钻探的需求,并结合煤矿井下坑道钻探领域专着、专利、论文、标准规范、获奖情况,系统回顾和总结了40年来我国煤矿井下坑道钻探技术与装备的发展历程和代表性成果。在坑道钻探技术与装备方面,提出和发展了煤矿井下坑道回转钻进技术、稳定组合钻具定向钻进技术和随钻测量定向钻进技术,实现了煤矿井下钻孔施工由"无控钻进"到"受控钻进"再到"精确定向钻进"的跨越;研制了坑道钻机、泥浆泵（车）、钻杆、钻头、螺杆钻具、随钻测量系统、冲洗液循环净化系统等装备,促进了煤矿井下坑道钻探装备国产化进程及其升级换代,形成了适应于我国煤层赋存地质条件和开采条件、同时具备自主知识产权的坑道钻探技术与装备体系,尤其是大功率定向钻进和自动化、智能化钻进技术与装备研发,使我国煤矿井下坑道钻探技术装备水平跃升到新的台阶,推动了煤矿地质保障技术的进步,支撑了我国煤炭科学产能的释放和煤层气高效开发。面对新一轮能源科技革命,针对新形势下煤矿安全发展新要求,以信息化、智能化为特征的精准快速坑道钻探技术与装备的发展已迫在眉睫,在此基础上,提出了煤矿井下坑道钻探技术与装备发展方向及建议。
方俊[9]（2019）在《煤矿井下隐蔽致灾因素定向钻孔探查技术研究》文中提出随着煤矿开采规模、开采深度和开采复杂程度的逐渐提高,矿井面临的安全生产威胁越来越严重。隐蔽致灾因素是引发矿井安全事故的主要诱因和制约矿井正常有序生产的关键因素。事故预防是确保煤矿安全生产的首要手段和工作基础,通过事前的隐患排查和治理工作可主动降低灾害事故发生的概率。但现有隐蔽致灾因素探查技术仍处于发展阶段,其中物探方法具有多解性,探查距离较短,需要边开采边探查,且无法进行治理;钻探方法主要采用常规钻孔,不进行轨迹测量和控制,无法确定隐蔽致灾因素的具体空间位置,探查距离短,且易存在探查盲区,远远落后于我国规模化矿井的超前探查与治理需要。本文从我国煤矿井下事故预防及隐蔽致灾因素探查需要出发,提出采用井下定向钻孔进行隐蔽致灾因素探查的思路,利用经验总结、理论分析、数值模拟和现场试验等方法,从隐蔽致灾因素内涵与识别特征、基于定向钻孔的隐蔽致灾因素空间定位原理、探查定向钻孔轨迹测控精度影响因素与提高方法、基于自然伽马和电阻率的探查定向钻孔随钻地层识别技术等方面开展了以下研究工作。对瓦斯、水害、火灾、顶板、冲击地压等煤矿井下常见灾害的隐蔽致灾因素进行了详细分析,选定采空区、陷落柱、断层、煤层稳定性、充水水源作为主要探查对象;从定义、形成机理和分类等方面对探查对象的内涵进行了研究,并从空间特征、岩性特征和钻探特征等方面出发,总结了不同隐蔽致灾因素的探查要点,构建了探查判据。根据不同隐蔽致灾因素类型,对探查定向钻孔结构形式、布设原则、孔身结构和详细钻孔轨迹参数设计进行研究,确保探查定向钻孔轨迹设计合理;将井下定向钻孔描述模型和矿井采掘工程平面图坐标系结合,获得两种模型和坐标体系下坐标值互换方法,计算出钻孔轨迹各控制点和地质异常点在空间中的精确位置,实现煤层底板等高线实时绘制;结合煤层底板等高线、钻孔轨迹空间参数和地质异常点空间参数,推导得到了常见隐蔽致灾因素的参数获取方法,分析了探查精度的影响因素,并提出了技术保障措施。探查定向钻孔的测控精度是影响隐蔽致灾因素探查精度的主要因素。从钻孔轨迹计算、测量和控制精度三个方面,对影响探查定向钻孔轨迹测控精度的相关因素进行了研究。其中钻孔轨迹计算方面,分析了钻孔轨迹计算误差产生原因与误差值,实现井下定向钻孔的准确空间描述。钻孔轨迹参数测量精度方面,对测量精度影响因素进行了分析,建立了相应补偿计算方法,实现钻孔轨迹的精确测量;建立了煤矿井下电磁波信号传输模型,对含煤地层中电磁波信号传输特性和传输影响因素进行了分析;构建了非对称偶极子天线,采用双通道数据接收技术和自增益控制技术,实现了微弱电磁波信号精确解调处理,确保随钻测量数据的稳定高效传输。钻孔轨迹控制精度方面,考虑反扭矩作用,结合定向钻具造斜能力,提出了钻头处钻孔轨迹参数预测方法、螺杆马达工具面向角选取方法和造斜点（即工作模式切换点）的选取方法。探查定向钻孔的随钻地层识别精度是影响隐蔽致灾因素探查精度的次要因素。结合含煤地层物性特征分析,制定了基于自然伽马和电阻率相结合的随钻地层识别方案,研究了自然伽马和电阻率测量方法,分析了其测量影响因素;采用PNN概率神经网络对数据进行处理,实现了地层精确识别,为隐蔽致灾因素精准识别和探查定向钻孔施工提供了依据。研究成果在国内多个煤矿进行了井下试验和应用,其中在孟村煤矿进行了断层与煤层稳定性探查试验,在白芨沟煤矿进行了采空区与充水水源探查试验,在梅花井煤矿进行了充水水源探查试验,与传统探查方法相比,采用井下定向钻孔探查的精度高、距离远、周期短,并可进行隐蔽致灾因素治理,取得了显着应用效果,为矿井灾害事故防治提供了新的技术手段。
李江[10]（2019）在《地质岩心钻探施工中吸附卡钻事故处理分析》文中研究指明地质岩心钻探施工中吸附卡钻事故经常发生,在卡钻事故发生之后,一旦处理不当,就会导致部分钻孔被迫提前终孔,无法达到理想的地质岩心钻探施工目标。因此,本文以某地质岩心钻探施工项目ZK2562号孔为例,对该孔发生吸附卡钻事故的起因及处理方案进行了简单的分析。
二、钻孔钻进中吸附卡钻事故的原因及处理方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、钻孔钻进中吸附卡钻事故的原因及处理方法（论文提纲范文）
（1）松软煤层钻孔施工三通道反循环排渣动力学机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 松软煤层钻机及钻具研究现状 |
| 1.2.2 松软煤层钻孔排渣成孔理论研究现状 |
| 1.2.3 螺旋钻杆排渣技术研究现状 |
| 1.2.4 反循环排渣理论及技术研究现状 |
| 1.3 主要存在的问题 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法与技术路线 |
| 2 三通道反循环排渣动力学特征分析 |
| 2.1 螺旋排渣动力学特征分析 |
| 2.1.1 螺旋钻进的工作原理 |
| 2.1.2 螺旋排渣成孔机制 |
| 2.1.3 螺旋排渣动力学特征 |
| 2.2 压风排渣力学特征分析 |
| 2.2.1 压风排渣技术原理 |
| 2.2.2 压风排渣动力学模型 |
| 2.2.3 压风排渣能力分析 |
| 2.3 反循环连续排渣力学特征 |
| 2.3.1 反循环钻进的工作原理 |
| 2.3.2 反循环连续排渣特征 |
| 2.3.3 贯通式反循环排渣动力学特征 |
| 2.4 三通道反循环排渣动力学特征 |
| 2.4.1 三通道反循环排渣工作原理 |
| 2.4.2 三通道反循环排渣技术特点 |
| 2.4.3 三通道反循环排渣动力学特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 三通道反循环排渣性能模拟实验研究 |
| 3.1 三通道反循环排渣模拟实验设计 |
| 3.1.1 实验装置设计 |
| 3.1.2 钻具结构参数选择 |
| 3.1.3 循环介质物料选择 |
| 3.1.4 数据采集及处理系统 |
| 3.2 不同结构参数对反循环排渣性能影响分析 |
| 3.2.1 底喷孔直径对反循环排渣性能影响分析 |
| 3.2.2 引射孔直径对反循环排渣性能影响分析 |
| 3.2.3 引射孔倾角对反循环排渣性能影响分析 |
| 3.2.4 引射孔数量对反循环排渣性能影响分析 |
| 3.3 入口流量对反循环排渣性能影响分析 |
| 3.3.1 入口流量对抽吸负压的影响分析 |
| 3.3.2 入口流量对抽吸流量与外环空流量的影响分析 |
| 3.4 循环介质对反循环性能的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 三通道反循环排渣特性数值模拟研究 |
| 4.1 数值模拟方案 |
| 4.1.1 数学模型的选择 |
| 4.1.2 物理模型建立 |
| 4.1.3 网格划分与边界条件 |
| 4.2 不同反循环结构参数中心通道速度场分布规律 |
| 4.2.1 底喷孔直径对速度场的影响规律 |
| 4.2.2 引射孔直径对速度场的影响规律 |
| 4.2.3 引射孔倾角对速度场影响规律 |
| 4.2.4 引射孔数量对速度场的影响规律 |
| 4.3 不同反循环结构参数中心通道压力场分布规律 |
| 4.3.1 底喷孔直径对压力场的影响规律 |
| 4.3.2 引射孔直径对压力场的影响规律 |
| 4.3.3 引射孔数量对压力场的影响规律 |
| 4.4 不同反循环结构参数抽吸性能特征 |
| 4.4.1 底喷孔直径对抽吸系数的影响规律 |
| 4.4.2 引射孔直径对抽吸系数的影响规律 |
| 4.4.3 引射孔倾角对抽吸系数的影响规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 松软煤层顺层钻孔变形产渣机制研究 |
| 5.1 松软煤层顺层钻孔变形失效机制 |
| 5.2 松软煤层产渣机理及控制机制研究 |
| 5.2.1 钻头破煤产渣量分析 |
| 5.2.2 松软煤层钻孔蠕变变形产渣量分析 |
| 5.2.3 松软煤层产渣控制机制 |
| 5.3 松软煤层钻孔产渣能力预测模型 |
| 5.3.1 钻孔理论产渣量计算 |
| 5.3.2 钻孔产渣量单因素影响分析 |
| 5.3.3 钻孔产渣量预测模型建立 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 三通道反循环连续排渣钻具结构设计 |
| 6.1 三通道反循环排渣钻具结构确定 |
| 6.2 三通道反循环钻具结构参数设计 |
| 6.2.1 三通道反循环钻具尺寸设计 |
| 6.2.2 三通道反循环引射器的结构参数设计 |
| 6.3 三通道反循环排渣能力计算 |
| 6.3.1 外螺旋排渣能力计算 |
| 6.3.2 外螺旋压风排渣能力计算 |
| 6.3.3 反循环中心通道排渣计算 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读博期间主要科研成果 |
| 1. 作者简介 |
| 2. 读博期间安徽理工大学排名第一单位学术论文 |
| 3. 读博期间其他主要成果 |
（2）深部瓦斯煤层吸钻卡钻力学特性及冲击危险性预测研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 工程背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 2 瓦斯场-应力场耦合作用下钻孔破煤力学模型 |
| 2.1 含瓦斯煤层钻削理论基础 |
| 2.2 瓦斯运移理论及含瓦斯煤层力学特性 |
| 2.3 含瓦斯煤层钻头破煤刀翼受力分析 |
| 2.4 含瓦斯煤层钻杆受力分析 |
| 2.5 钻进结构动力特性分析 |
| 2.6 钻孔孔壁稳定性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 吸钻、卡钻机理及其影响因素研究 |
| 3.1 吸钻发生机理 |
| 3.2 卡钻发生机理 |
| 3.3 含瓦斯煤体有效应力分布特征分析 |
| 3.4 钻杆钻屑量与排屑量理论分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 含瓦斯煤样实验室钻进试验研究 |
| 4.1 试验目的 |
| 4.2 试验装置介绍 |
| 4.3 试验试件 |
| 4.4 试验方案 |
| 4.5 试验流程 |
| 4.6 试验结果讨论分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 钻机钻进含瓦斯煤层现场试验验证研究 |
| 5.1 现场矿区简介 |
| 5.2 现场工作面简介 |
| 5.3 现场试验设备简介 |
| 5.4 现场试验目的 |
| 5.5 现场试验内容 |
| 5.6 现场试验结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论、创新点与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于改进多目标粒子群算法的煤矿钻杆优化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 肋骨钻杆排粉技术研究存在的问题 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 矿井卡钻机理分析 |
| 2.1 卡钻物理因素分析 |
| 2.2 卡钻地质因素分析 |
| 2.3 卡钻机械因素分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 肋骨钻杆机械排粉优化 |
| 3.1 肋骨钻杆参数优化方法 |
| 3.2 肋骨钻杆结构参数优化 |
| 3.3 改进多目标粒子群算法 |
| 3.4 优化后的肋骨钻杆机械排粉研究 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 肋骨钻杆流体排粉优化 |
| 4.1 肋骨钻杆流体排粉力学分析 |
| 4.2 最优临界风速与供风压力的确定 |
| 4.3 最优钻进速率的确定 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 钻孔施工矿井试验 |
| 5.1 新型肋骨钻杆的设计 |
| 5.2 新型肋骨钻杆钻孔试验 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（4）煤矿井下碎软煤层泡沫钻进关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 碎软煤层钻进技术研究现状 |
| 1.3 泡沬钻进研究现状 |
| 1.3.1 泡沬钻进技术国外研究现状 |
| 1.3.2 泡沫钻进技术国外研究现状 |
| 1.4 研究思路与研究内容 |
| 2 煤矿井下碎软煤层泡沫钻进理论 |
| 2.1 泡沫流体的基本性能 |
| 2.1.1 泡沫质量 |
| 2.1.2 泡沫的密度 |
| 2.1.3 泡沫对的煤粉的悬浮性能 |
| 2.1.4 泡沫的流变模型 |
| 2.2 碎软煤层泡沫钻进流体流动研究 |
| 2.2.1 泡沫流体在钻杆内的流动 |
| 2.2.2 泡沫流体在钻头处的流动 |
| 2.2.3 泡沫流体在环空间隙的流动 |
| 2.3 环空间隙煤粉运动状态研究 |
| 2.3.1 煤粉单颗粒受力分析 |
| 2.3.2 煤粉颗粒群受力分析 |
| 2.3.3 泡沫钻进携粉规律研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 碎软煤层泡沫钻进矮翼螺旋钻杆 |
| 3.1 矮翼螺旋钻杆工作原理 |
| 3.2 螺旋钻杆扰动下煤粉颗粒受力分析 |
| 3.3 螺旋钻杆扰动下煤粉运动分析 |
| 3.4 搅粉及辅助排粉能力分析 |
| 3.4.1 实现排粉功能的条件 |
| 3.4.2 螺旋槽排粉能力分析 |
| 3.4.3 影响螺旋槽排粉能力的主要参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 泡沫钻进排粉模拟研究 |
| 4.1 矮翼螺旋钻杆排粉影响因素模拟研究 |
| 4.1.1 煤层泡沫钻进环空的物理模型 |
| 4.1.2 钻杆结构参数对排粉能力的耦合分析 |
| 4.1.3 模拟结果分析 |
| 4.2 泡沫钻进环空流场模拟研究 |
| 4.2.1 模型建立 |
| 4.2.2 泡沫钻进排粉的数学模型及数值计算方法 |
| 4.2.3 数值模拟结果及分析 |
| 4.3 碎软煤层泡沫钻进排粉模拟研究 |
| 4.3.1 离散相模型 |
| 4.3.2 外平钻杆环空中颗粒的运动 |
| 4.3.3 螺旋钻杆环空中颗粒的运动 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 碎软煤层泡沫钻进防塌乳液研究 |
| 5.1 泡沫冲洗液体系研究 |
| 5.1.1 泡沫剂评价实验方法 |
| 5.1.2 泡沫冲洗液性能参数 |
| 5.1.3 发泡剂优选 |
| 5.2 防塌乳液泡沫研制 |
| 5.2.1 防塌乳液泡沫配方 |
| 5.2.2 防塌乳液泡沫冲优化研究 |
| 5.3 防塌乳液泡沫冲洗液性能评价 |
| 5.3.1 流变性能 |
| 5.3.2 渗透性能 |
| 5.3.3 抗污染性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 碎软煤层泡沫钻进工艺研究 |
| 6.1 泡沫钻进注入体积流量预测 |
| 6.2 泡沫钻进的压力损失 |
| 6.2.1 泡沫钻进环空压力损失 |
| 6.2.2 通过钻头压力损失 |
| 6.2.3 通过钻杆内通孔压力损失 |
| 6.2.4 消泡装置局部压损 |
| 6.3 碎软煤层钻孔防塌乳液泡沫工艺参数 |
| 6.4 泡沫钻进钻压与转速 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 碎软煤层泡沫钻进装备及试验 |
| 7.1 煤矿井下碎软煤层泡沫钻进装备 |
| 7.1.1 防塌泡沫乳液注入系统设计 |
| 7.1.2 钻进消泡系统设计 |
| 7.1.3 钻进用其他装备配套 |
| 7.2 发泡和消泡实验 |
| 7.2.1 地面发泡试验 |
| 7.2.2 消泡系统消泡试验 |
| 7.3 防塌乳液泡沫防塌孔试验 |
| 7.3.1 无侧限线膨胀测试 |
| 7.3.2 滚动回收率测试 |
| 7.3.3 碎软煤层瓦斯抽采钻孔失稳机理 |
| 7.3.4 防塌乳液泡沫冲洗液作用机理 |
| 7.4 工业性试验 |
| 7.4.1 试验点概况 |
| 7.4.2 试验现场布置及钻孔设计 |
| 7.4.3 试验结果分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（5）构造煤层掘进工作面区域性顺层水力造穴强化瓦斯抽采机制与工程应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 2 阳泉矿区构造煤演化及突出灾害特征 |
| 2.1 含煤地层及地质构造 |
| 2.2 构造演化及构造煤成因发育特征 |
| 2.3 构造煤强度特性 |
| 2.4 构造煤层变质及瓦斯赋存特征 |
| 2.5 构造煤层突出灾害特征及瓦斯抽采瓶颈 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 构造煤体力学及渗透特性 |
| 3.1 实验设备及实验方法 |
| 3.2 煤样制取 |
| 3.3 构造煤体力学特性 |
| 3.4 构造煤体渗透特性 |
| 3.5 构造煤高效增透途径 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 构造煤孔隙特征及瓦斯吸附解吸动力学特性 |
| 4.1 构造煤基础物性参数 |
| 4.2 构造煤孔隙特征 |
| 4.3 构造煤瓦斯吸附特性 |
| 4.4 构造煤瓦斯解吸扩散特性 |
| 4.5 构造煤高效增透-增扩-增流途径 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 区域性顺层水力造穴强化瓦斯抽采机制 |
| 5.1 技术简介及造穴效果考察 |
| 5.2 理论模型及数值求解方法 |
| 5.3 单穴强化瓦斯抽采数值分析 |
| 5.4 群穴强化瓦斯抽采数值分析 |
| 5.5 强化瓦斯抽采机制及工程验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 钻冲一体化水力造穴技术体系及工程应用 |
| 6.1 钻冲一体化水力造穴技术体系 |
| 6.2 造穴参数优化 |
| 6.3 瓦斯抽采效果对比分析 |
| 6.4 瓦斯抽采成本对比分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 主要结论、创新点及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于机器学习的岩心钻探工况判别模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据 |
| 1.2 研究现状与存在的问题 |
| 1.2.1 钻参仪研究现状 |
| 1.2.2 工况判别方法研究现状 |
| 1.2.3 人工智能判别技术研究现状 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 异常工况分析 |
| 2.1 岩心钻探特点 |
| 2.1.1 钻探环境 |
| 2.1.2 钻探流程 |
| 2.2 孔内复杂情况成因分析 |
| 2.2.1 地质因素 |
| 2.2.2 工程因素 |
| 2.3 异常工况与特征分析 |
| 2.3.1 正常钻进工况 |
| 2.3.2 烧钻 |
| 2.3.3 糊钻 |
| 2.3.4 卡钻 |
| 2.3.5 断钻 |
| 2.3.6 泥浆漏失 |
| 2.3.7 异常工况参数响应关系总结 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 机器学习理论与分类算法优选 |
| 3.1 机器学习理论概述 |
| 3.2 监督学习与分类问题 |
| 3.2.1 监督学习 |
| 3.2.1.1 监督学习基本流程 |
| 3.2.1.2 模型的拟合与优化 |
| 3.2.2 分类算法的选择 |
| 3.2.3 分类算法原理 |
| 3.2.3.1 k近邻(kNN)算法 |
| 3.2.3.2 支持向量机(SVM)算法 |
| 3.2.3.3 逻辑回归(Logistic Regression)算法 |
| 3.2.4 分类器的评价指标 |
| 3.3 基于Python的机器学习算法实现 |
| 3.3.1 Python库优选 |
| 3.3.1.1 NumPy库 |
| 3.3.1.2 Pandas库 |
| 3.3.1.3 Matplotlib库 |
| 3.3.1.4 SciPy库 |
| 3.3.2 Scikit-learn(sklearn)实现分类模型的构建 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 异常工况判别模型的建立 |
| 4.1 钻探数据的分析与处理 |
| 4.1.1 原始钻探参数可视化分析 |
| 4.1.2 原始钻探数据处理 |
| 4.2 样本数据的构建 |
| 4.3 工况判别模型的实现 |
| 4.3.1 k近邻分类模型的实现 |
| 4.3.2 SVM分类模型的实现 |
| 4.3.3 逻辑回归分类模型的实现 |
| 4.3.4 三种分类模型对比 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 异常工况判别模型分析与评价 |
| 5.1 k近邻分类模型 |
| 5.1.1 k近邻模型混淆矩阵分析 |
| 5.1.2 k近邻模型评价指标分析 |
| 5.2 SVM分类模型 |
| 5.2.1 SVM模型混淆矩阵分析 |
| 5.2.2 SVM模型评价指标分析 |
| 5.3 逻辑回归模型 |
| 5.3.1 逻辑回归模型混淆矩阵分析 |
| 5.3.2 逻辑回归模型评价指标分析 |
| 5.4 分类模型优选 |
| 5.5 工况判别模型的流程化实现 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）冲击倾向性煤层注水对钻进中吸钻卡钻的影响及试验（论文提纲范文）
| 1 吸钻、卡钻发生机理及影响因素 |
| 1.1 吸钻发生机理及影响因素 |
| 1.2 卡钻发生机理及影响因素 |
| 2 注水煤层钻削力学特性 |
| 3 煤层注水对吸钻卡钻的影响 |
| 4 现场试验 |
| 4.1 试验系统 |
| 4.2 试验目的 |
| 4.3 试验内容 |
| 4.4 试验结果分析 |
| 4.4.1 吸钻、卡钻孔试验分析 |
| 4.4.2 钻削参数理论与试验结果验证分析 |
| 5 结论 |
（8）我国煤矿井下坑道钻探技术装备40年发展与展望（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 煤炭安全高效绿色开采对坑道钻探需求 |
| 1.1 矿井灾害防治对坑道钻探需求 |
| 1.2 隐蔽致灾地质因素探查对坑道钻探的需求 |
| 1.3 煤层气资源开发对坑道钻探的需求 |
| 1.4 其他工程应用对坑道钻探的需求 |
| 2 坑道钻探研究进展 |
| 2.1 专着 |
| 2.2 发明专利 |
| 2.3 期刊论文 |
| 2.3.1 论文发表期刊情况 |
| 2.3.2 论文发表机构情况 |
| 2.3.3 论文被引情况 |
| 2.4 学位论文 |
| 2.5 获奖情况 |
| 2.6 国家/行业标准 |
| 3 坑道钻探技术发展历程 |
| 3.1 回转钻进技术研究进展 |
| 3.2 稳定组合钻具定向钻进研究进展 |
| 3.3 随钻测量定向钻进技术研究进展 |
| 3.3.1 引进消化阶段 |
| 3.3.2 自主研发阶段 |
| 3.3.3 创新发展阶段 |
| 3.4 碎软煤层钻进技术发展进展 |
| 3.4.1 螺旋钻进技术 |
| 3.4.2 中风压空气钻进技术 |
| 3.4.3 空气套管钻进技术 |
| 3.4.4 梳状钻孔定向钻进技术 |
| 3.4.5 空气螺杆钻具定向钻进技术 |
| 3.4.6 筛管完孔工艺技术 |
| 3.5 坑道取心钻进技术研究进展 |
| 3.5.1 绳索取心钻进技术 |
| 3.5.2 水力反循环取心钻进技术 |
| 3.5.3 长距离密闭取心定向钻进技术 |
| 4 坑道钻探装备发展历程 |
| 4.1 坑道钻机发展现状 |
| 4.1.1 分体式钻机 |
| 4.1.2 履带式钻机 |
| 4.1.3 胶轮式定向钻机 |
| 4.1.4 自动化、智能化钻机 |
| 4.2 煤矿井下泥浆泵(车)发展现状 |
| 4.3 煤矿井下坑道钻杆发展现状 |
| 4.3.1 高强度外平钻杆 |
| 4.3.2 螺旋钻杆 |
| 4.3.3 三棱钻杆 |
| 4.3.4 有线随钻测量钻杆 |
| 4.3.5 无磁钻杆 |
| 4.3.6 打捞钻杆 |
| 4.4 煤矿井下坑道钻头发展现状 |
| 4.4.1 硬质合金钻头 |
| 4.4.2 金刚石钻头 |
| 4.4.3 PDC钻头 |
| 4.5 煤矿井下坑道螺杆钻具发展现状 |
| 4.6 钻孔轨迹测量系统发展现状 |
| 4.6.1 存储式测量系统 |
| 4.6.2 随钻测量系统 |
| 4.7 冲洗液循环净化系统发展现状 |
| 5 坑道钻探实验室平台建设 |
| 5.1 钻探工艺实验室 |
| 5.1.1 液动冲击回转钻进实验室 |
| 5.1.2 微机控制托拉姆钻机的工艺实验台 |
| 5.2 钻机实验平台 |
| 5.2.1 液压元件实验台 |
| 5.2.2 钻机综合检测检验实验台 |
| 5.3 钻具实验室 |
| 5.3.1 钻杆实验台 |
| 5.3.2 小直径螺杆钻具性能测试台 |
| 5.3.3 钻头微钻实验台 |
| 5.4 钻孔测量仪器实验室 |
| 6 坑道钻探发展方向与建议 |
| 6.1 坑道钻探基础理论与方法研究 |
| 6.2 超大直径顶板高位定向成孔技术开发 |
| 6.3 煤矿井下旋转导向钻进系统的研制 |
| 6.4 高精度随钻测量系统的研制 |
| 6.5 钻孔机器人的研制 |
（9）煤矿井下隐蔽致灾因素定向钻孔探查技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 物探探查技术 |
| 1.2.2 钻探探查技术 |
| 1.2.3 化探探查技术 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 煤矿隐蔽致灾因素内涵及识别特征 |
| 2.1 煤矿井下常见灾害及其致灾因素分析 |
| 2.1.1 瓦斯灾害 |
| 2.1.2 水害 |
| 2.1.3 火灾 |
| 2.1.4 顶板灾害 |
| 2.1.5 冲击地压 |
| 2.2 常见隐蔽致灾因素内涵分析 |
| 2.2.1 采空区 |
| 2.2.2 断层 |
| 2.2.3 陷落柱 |
| 2.2.4 煤层稳定性 |
| 2.2.5 充水水源 |
| 2.3 常见隐蔽致灾因素特征分析 |
| 2.3.1 空间形态特征 |
| 2.3.2 岩性特征 |
| 2.3.3 钻探特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于定向钻孔的隐蔽致灾因素空间定位原理 |
| 3.1 探查定向钻孔结构与空间布置设计 |
| 3.1.1 探查定向钻孔设计原则 |
| 3.1.2 探查定向钻孔空间布置形态 |
| 3.1.3 探查定向钻孔空间布置参数 |
| 3.1.4 探查定向钻孔孔身结构设计 |
| 3.1.5 探查定向钻孔轨迹参数设计 |
| 3.2 地质异常点空间坐标计算 |
| 3.2.1 钻孔相对坐标系与矿井空间坐标系 |
| 3.2.2 高程点相对坐标与空间坐标转换 |
| 3.3 基于探查定向钻孔的煤层底板等高线实时绘制 |
| 3.3.1 煤层顶底板等高线高程点计算 |
| 3.3.2 煤层底板等高线绘制 |
| 3.4 隐蔽致灾因素空间参数获取 |
| 3.4.1 采空区 |
| 3.4.2 断层 |
| 3.4.3 陷落柱 |
| 3.4.4 煤层稳定性 |
| 3.4.5 充水水源 |
| 3.5 隐蔽致灾因素探查精度影响因素 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 探查定向钻孔轨迹测控精度影响因素与提高方法 |
| 4.1 探查定向钻孔轨迹计算误差分析与修正 |
| 4.1.1 钻孔轨迹计算模型 |
| 4.1.2 测量间距 |
| 4.1.3 子午线收敛角 |
| 4.1.4 测量深度 |
| 4.2 探查定向钻孔轨迹参数高精度测量和稳定随钻传输 |
| 4.2.1 电磁波随钻测量装置整体设计 |
| 4.2.2 钻孔轨迹参数测量原理与误差补偿 |
| 4.2.3 电磁波信号传输特性研究 |
| 4.2.4 孔内信号高效发射 |
| 4.2.5 孔口信号接收与解调处理 |
| 4.3 探查定向钻孔控制精度影响因素与技术措施 |
| 4.3.1 探查定向钻孔钻头处轨迹预测 |
| 4.3.2 螺杆马达工具面向角调整与修正 |
| 4.3.3 造斜点选择 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于自然伽马和电阻率相结合的探查定向钻孔随钻地层识别 |
| 5.1 含煤地层识别基础 |
| 5.1.1 含煤地层地球物理特征 |
| 5.1.2 不同地层伽马放射性特点 |
| 5.1.3 不同地层电阻率特点 |
| 5.2 随钻自然伽马测量技术 |
| 5.2.1 随钻方位自然伽马测量 |
| 5.2.2 方位伽马强度计算与围岩影响因素 |
| 5.3 随钻电磁波电阻率测量技术 |
| 5.3.1 随钻电磁波电阻率测量 |
| 5.3.2 电磁波电阻率测量数据模拟 |
| 5.3.3 电阻率的计算与影响因素分析 |
| 5.4 地层识别模型与方法 |
| 5.4.1 地层识别模型的建立 |
| 5.4.2 PNN概率神经网络原理 |
| 5.4.3 基于PNN概率神经网络的地层识别试验 |
| 5.4.4 地层识别效果对比试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 井下定向钻孔隐蔽致灾因素探查技术现场试验 |
| 6.1 孟村煤矿断层与煤层稳定性探查现场试验 |
| 6.1.1 矿井概况与工程背景 |
| 6.1.2 探查方案设计 |
| 6.1.3 钻孔施工 |
| 6.1.4 探查效果 |
| 6.2 白芨沟煤矿采空区与充水水源探查现场试验 |
| 6.2.1 矿井概况与工程背景 |
| 6.2.2 探查方案设计 |
| 6.2.3 钻孔施工 |
| 6.2.4 探查效果 |
| 6.3 梅花井煤矿充水水源探查现场试验 |
| 6.3.1 矿井概况与工程背景 |
| 6.3.2 探查方案设计 |
| 6.3.3 钻孔施工 |
| 6.3.4 探查效果 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）地质岩心钻探施工中吸附卡钻事故处理分析（论文提纲范文）
| 1 地质岩心钻探施工中的吸附卡钻事故 |
| 2 地质岩心钻探施工中吸附卡钻事故处理方案 |
| 2.1 上提下放活动钻具 |
| 2.2 注解卡剂油泡解卡 |
| 2.3 倒扣及套铣处理 |
| 3 结论 |
四、钻孔钻进中吸附卡钻事故的原因及处理方法（论文参考文献）
- [1]松软煤层钻孔施工三通道反循环排渣动力学机制研究[D]. 黄长国. 安徽理工大学, 2020(07)
- [2]深部瓦斯煤层吸钻卡钻力学特性及冲击危险性预测研究[D]. 李志伟. 辽宁工程技术大学, 2020(02)
- [3]基于改进多目标粒子群算法的煤矿钻杆优化方法研究[D]. 马国芳. 山东科技大学, 2020(06)
- [4]煤矿井下碎软煤层泡沫钻进关键技术研究[D]. 冀前辉. 煤炭科学研究总院, 2020(03)
- [5]构造煤层掘进工作面区域性顺层水力造穴强化瓦斯抽采机制与工程应用[D]. 张浩. 中国矿业大学, 2020(01)
- [6]基于机器学习的岩心钻探工况判别模型研究[D]. 田青. 中国地质大学(北京), 2020(09)
- [7]冲击倾向性煤层注水对钻进中吸钻卡钻的影响及试验[J]. 郝志勇,李志伟,潘一山. 煤田地质与勘探, 2020(03)
- [8]我国煤矿井下坑道钻探技术装备40年发展与展望[J]. 石智军,姚克,姚宁平,李泉新,田宏亮,田东庄,王清峰,殷新胜,刘飞. 煤炭科学技术, 2020(04)
- [9]煤矿井下隐蔽致灾因素定向钻孔探查技术研究[D]. 方俊. 西安科技大学, 2019(01)
- [10]地质岩心钻探施工中吸附卡钻事故处理分析[J]. 李江. 世界有色金属, 2019(17)
标签：瓦斯气体论文;