基于未确知测度理论及层次分析法矿井通风系统安全性评价研究

为了更好地研究矿井通风系统安全,本文根据矿井通风系统特点,深入研究建立了多层次的通风系统评价因素指标体系。基于层次分析法研究并确定了20个评价指标的权值并进行了一致性检验。运用未确知测度理论构造了未确知测度模型,计算出各评价指标的未确知测度值并根据置信度识别准则进行等级判定,分析得出了评价结果。针对一个矿井矿的通风系统进行评价,评价结果与该矿的安全现状一致,结果表明本文建立的未确知测度理论和层次分析法相结合的通风安全性评价方法是可行的。     

基于未确知测度理论的矿井通风安全评价

运用未确知测度理论建立矿井通风系统安全评价指标体系,构造了未确知测度模型,计算了各评价指标的未确知测度值.根据置信度识别准则进行等级判定,得出了评价结果.该评价方法能解决矿井通风评价中诸多因素不确定性问题,还能对其进行定量分析.实例表明,用未确知测度评价模型对矿井通风安全进行评价,其计算结果与实际运行情况很吻合.     

矿井地质灾害评价的信息熵与未确知测度法

为弥补现有矿井地质灾害评价方法存在的不足,引入基于信息熵与未确知测度的评价方法.对定性指标量化的方法进行改进,建立了基于信息熵与未确知测度的矿井地质灾害度评价模型.利用信息熵算法来确定评价指标的权重,排除人为因素的干扰;利用置信度识别准则对矿井地质灾害程度进行识别,使识别结果更精确.结果表明:信息熵与未确知测度模型计算过程简单、识别精度高,适用于矿井地质灾害评价.     

基于空区结构效应的残矿开采作业环境安全辨识与协同利用

针对西部某矿山目前开采现状和大量遗留残矿的采空区结构特征,在采空区作业环境安全评价的基础上,提出协同利用空区空间的残矿开采模式,即采空区的空间直接利用作为采准过程的补偿空间和切割空间、加固处置协同利用的补偿空间、密闭封存安全保护、散体充填密闭处理和胶结充填应力环境再造等,并以R3空区作为实例提出空区协同利用的采矿方法和出矿等生产工艺.应用未确知测度理论,利用采空区结构效应的空区跨度(X1)、空区暴露面积(X2)、空区高度(X3)、空区埋深(X4)、矿柱尺寸布置(X5)5个参数,对西部某矿群空区下的残矿开采作业环境进行安全辨识和分级.研究结果表明:该方法对采空区群下残矿开采作业环境的安全评价简单可行,通过采空区的结构效应获得了残矿开采作业环境的安全分级辨识.     

基于未确知测度理论的矿井通风系统外部优化

文章基于目前煤矿通风系统外部优化研究不足的现状,应用未确知测度理论研究通风系统外部优化的不相容问题。采用计算机模拟、理论分析及现场实践相结合的方法,建立了通风系统外部优化未确知测度优选模型。通过置信度识别最优方案,明显地得到各种方案隶属级别。模型已应用于刘东煤矿通风系统外部优化上,有效地确定了最优方案。得到的最优方案已经应用于矿井实际,不但原有矿井存在的问题得到改善,而且获得了很大的经济效益。     

煤层突出危险性预测的未确知测度方法研究

基于未确知测度理论建立煤层突出危险性预测方法,构造未确知测度模型,计算各评价指标的未确知测度值.根据熵理论计算各评价指标的权重,用置信度识别准则进行等级判定,得出预测结果.该方法适用于解决煤层突出危险性预测过程中诸多因素的不确定性问题,还能对其进行定量分析.实例证明,用未确知测度理论方法对煤层突出危险性进行预测,计算结果与实际情况吻合较好.     

铁新煤矿老空区富水性的探查技术

老空区是引起矿井突水的主要地质构造,为了对铁新煤矿未知老空区进行勘察,从根本上消除安全隐患,在对比研究了各种物探方法应用条件的基础上,选择利用瞬变电磁法和SYT电磁测深技术探查矿井构造。对探查数据进行精细解释,圈定老空区的具体范围,评价富水性以及对于井下开采和掘进的影响,提出老空区防治水建议。     

基于未确知测度的矿产预测评价方法

 分析了矿产定量化预测与未确知评价的意义,针对矿产定量化预测与未确知评价存在不确定的特点,将未确知测度理论引入矿产定量化预测与未确知评价中,提出了基于未确知测度理论的矿产定量化预测与未确知综合评价模型。从实际地质条件出发,考虑影响成矿有利度的7 项因素,根据实测数据建立各影响因素的未确知测度函数。该模型针对矿产定量化预测与未确知评价中的诸多不确定影响因素,根据实际情况,分别对其进行定性、定量分析,并利用信息熵理论确定了各指标权重,依照置信度识别准则对成矿有利度进行了等级判定,并对其进行了排序。将该方法应用于青海虎头崖矿田3 个矿带的成矿有利度评价。研究结果表明,该方法科学合理,意义明确,为今后矿产定量化预测与未确知评价提供了一定的借鉴意义。     

基于未确知的矿产预测评价研究——以青海虎头崖矿田为例

从矿产预测评价中3种数据误差来源分析,归纳总结矿产定量化预测中不确定性的表现形式。针对进行矿产定量化预测与未确知评价存在不确定的特点,借鉴前人的研究成果,将未确知测度理论引入矿产定量化预测与未确知评价中,建立基于未确知测度理论的矿产定量化预测与未确知综合评价模型。将该模型应用于青海虎头崖矿田矽卡岩型铜铅锌多金属矿床4个矿带的成矿有利度评价,考虑影响成矿有利度的9项因素,建立各影响因素的直线型未确知测度函数,并利用信息熵理论确定各指标权重,依照置信度识别准则对成矿有利度进行等级判定,并对其进行了排序。研究结果表明,该方法科学合理,意义明确,为今后矿产定量化预测与未确知评价提供了一定的借鉴。     

岩体可爆性未确知测度分级模型研究与应用

基于未确知测度计算理论和熵权方法,建立岩体可爆性未确知测度分级模型.首先选取岩石抗压强度、抗拉强度、粘聚力、弹性模量、岩石质量指标(RQD)作为岩体可爆性分级指标,构建合理的未确知测度函数,然后根据测度函数,采用信息熵理论计算各岩体可爆性分级指标的未确知测度,得到可爆性综合测度;最后采用置信度判别准则对可爆性综合测度进行识别评测,完成岩体可爆性未确知测度分级评测.将该模型应用于福建上杭紫金山金铜矿岩体可爆性的分析,从而选择合理的露天台阶深孔爆破炸药单耗,为低成本规模化开采矿石资源提供理论依据.研究表明:岩体可爆性未确知测度分级模型是一种科学合理的岩体可爆性分级方法,确保了评测对象信息的完整性和评测结果的客观性、准确性、可靠性,为工程爆破岩体可爆性分级提供了一种新思维,具有工程实践指导意义.     

钻井工程中沥青与钻井液动态置换规律实验研究

钻井工程中钻遇活跃沥青层时,涌漏并发等恶性事故严重影响钻井作业的正常进行。针对中东Y油田沥青层钻井面临的严重钻井液漏失与沥青侵入问题,首先分析了沥青层特征和钻井液漏失特点,发现沥青与钻井液间的重力置换是钻井液漏失和沥青侵入的主要原因。研制了可视化沥青-钻井液动态置换模拟实验装置,分别在钻井液循环和静止状态下,模拟研究了钻井工程中钻井液与沥青的动态置换过程,分析了钻井液密度和黏度、地层裂缝宽度以及沥青黏度对置换过程的影响规律。结果表明,随着钻井液密度增加,沥青置换量呈对数增大趋势;随着地层裂缝宽度增加,置换量呈线性增大趋势;随着沥青黏度增加,置换量呈对数减小趋势;而钻井液黏度与置换量呈负相关关系。因此,钻井作业中,需合理控制钻井液密度以平衡地层压力;适当提高钻井液黏度;重点加强钻井液随钻堵漏作用,有效封堵地层裂缝,减少和堵塞钻井液漏失与沥青侵入井筒的通道。结合控压钻井技术,在该方法的指导下后续钻井作业中顺利钻穿沥青层。     

温度和压力对深水钻井油基钻井液液柱压力的影响

根据不同温度和压力下油基钻井液密度的测量结果，建立了温度、压力影响下的油基钻井液密度计算模型。在模型中引入了热膨胀系数和弹性压缩系数，利用该模型计算了不同温度和压力下的钻井液密度值。模型计算的密度与实测值之间的最大相对误差小于0．3％，平均相对误差为0．11％。利用该模型对深水钻井时不同条件下井眼内钻井液密度和液柱压力变化进行了计算和分析。结果表明，在深水钻井中，井眼内的钻井液密度通常大于井口钻井液密度；最大钻井液密度出现在海底泥线处；井眼内钻井液液柱压力的当量密度大于井口的钻井液密度。采用无隔水管钻井时的环空钻井液密度小于隔水管钻井时的钻井液密度。     

温度和压力对深水钻井油基钻井液液柱压力的影响

根据不同温度和压力下油基钻井液密度的测量结果 ,建立了温度、压力影响下的油基钻井液密度计算模型。在模型中引入了热膨胀系数和弹性压缩系数 ,利用该模型计算了不同温度和压力下的钻井液密度值。模型计算的密度与实测值之间的最大相对误差小于 0 .3% ,平均相对误差为 0 .11%。利用该模型对深水钻井时不同条件下井眼内钻井液密度和液柱压力变化进行了计算和分析。结果表明 ,在深水钻井中 ,井眼内的钻井液密度通常大于井口钻井液密度 ;最大钻井液密度出现在海底泥线处 ;井眼内钻井液液柱压力的当量密度大于井口的钻井液密度。采用无隔水管钻井时的环空钻井液密度小于隔水管钻井时的钻井液密度。     

水平定向钻穿越施工中钻井液渗透对孔壁塑性半径的影响

以大直径水平定向钻进(HDD)在实际砂土层的工况为对象,通过理论分析和实验室测试的方法推导HDD钻孔孔壁的塑性半径的计算公式,并对试验测试结果进行分析。结果表明:当压差等于零或内压大于外压时,孔壁塑性半径受到钻井液渗透的影响非常小,几乎趋近于一个定值;当内外压差小于1.0 MPa时,塑性半径受钻井液渗透影响程度呈指数增加,当内外压差大于1.0 MPa时,其理论值已经超过了实际工程钻井液渗透的半径。     

金刚石排列模式对钻进时效的影响

 研究金刚石宏观排列模式与金刚石钻头碎岩的时效关系, 不仅有助于设计有序排列金刚石钻头, 而且有利于更好地理解金刚石有序排列下岩石的破碎机理。本文应用ANSYS-LSDYNA 有限元软件对3 种不同金刚石排列模式(弧形排列、均匀排列和射线排列)的平底孕镶金刚石钻头进行孔底碎岩模拟研究, 考察金刚石的排列模式对其钻进时效的影响, 并对采用钎焊法试制的3 种有序排列金刚石钻头进行室内钻进试验。研究表明, 3 种钻头的钻进时效由高到低分别为弧形排列、均匀排列和射线排列钻头, 室内钻进试验结果与数值模拟结果吻合较好。     

冻土钻削与冲击的研究

根据冻土的性质,进行了冻土层的钻削过程和冲击过程的理论分析,讨论了钎具的排粉问题,结合实践,提出了对于不同的冻土,采用不同的钻眼设备,可提高钻凿冻土的速度.     

利用旋挖机实时钻进参数判定持力层的方法

旋挖钻机作为当前嵌岩桩成孔的一种重要的快捷施工方式,优势显著。其钻进过程中在线监控系统实时监测的随钻参数不仅仅可作为施工操作的主要依据,还可为嵌岩桩持力层的判定提供基础性数据。鉴于施工场地赋存环境的复杂性,钻进中必然导致钻进率、钻杆钻速、给进力、动力头扭矩等随钻参数的时空演化。根据采集的随钻参数数据库及理论分析,建立随钻参数随钻进深度的变化曲线,结果表明单因素变化曲线不能准确识别持力层。在此基础上,进一步提出基于多因素协同控制的持力层判定方法,建立岩体荷载强度模型进行基于随钻参数综合指标的持力层判定。采用该模型分析旋挖钻进过程中持力层岩体的强度和承载力,与地质勘测中的岩体强度测试结果对比,所判定的持力层特征符合实际。由此可见,基于随钻参数的持力层判定方法进行钻进过程中的岩层特性确定及持力层判定是可行的,可用于不同赋存环境下钻进过程中的持力层辨识。     

水平井段旋转钻进时钻头侧向力及钻进趋势试验研究

进行水平井段旋转钻进时钻头侧向力的试验研究,并将钻头侧向力分解为方位力和井斜力,以这两个力的变化规律为基础,对待钻井的钻进趋势进行预测。结果表明:随着钻压和转速的增加,方位力和井斜力的变化规律不同,增加钻压,两个力波动的频率变小,波动的能量变大,但方位力的波动频率大于井斜力的波动频率,方位力的波动能量小于井斜力的波动能量;增加转速,方位力的波动频率变大,波动能量几乎不变,井斜力的波动频率变化不大,但波动能量变大;在实际的钻进过程中,为避免"方位漂移"现象的加剧,建议使用较低钻压或者高钻压钻进;为避免井斜加剧,建议使用低钻压和低转速钻进。     

基于机械比能理论的钻井效率随钻评价及优化新方法

在原有破岩机械比能理论基础上,分析水力能量对破岩与井底净化起到的积极作用,建立水力参数条件下破岩比能模型,并完善相关理论。基于破岩比能模型与钻井参数和机械钻速的相互关系,通过分析钻进中井底工况,判断施加钻井参数的合理性,提出相应优化措施,并利用该模型预测机械钻速。结果表明:建立的破岩比能效率评价体系能够在钻前准确预测机械钻速、钻进中随钻诊断井底工况及优化参数、钻后优选钻头;该理论评价方法诊断准确率高、优化效果好且流程识别简单,具有良好的应用与推广价值。     

提高钻探设备在岩石中掘进钻井的效率

为了研究钻探设备在岩石掘进过程中的效率问题,通过综述与实验相结合的方法,阐述了钻探设备的发展过程,揭示了岩石破碎的机械原理和钻探过程的能容量由钻井掌子面承载比重的大小决定.在一定破碎条件下,保障仪器的参数及能量是提高钻探效率的目标.并通过实验证明了破碎过程能容量与单位掘进能的依赖关系和无因次准数与用于花岗石钻具单位掘进能的依赖关系.分析表明:建立新的掘进技术是研究无汽阀杆掘进.旋转装置的作用;掘进钻探碎石仪应该保证最小的岩石能容量的破碎;在设计碎石仪时必须考虑到出现摆动型波浪能量条件;在岩石一定破碎条件及定位销碎石仪有足够强度情况下,浸入式气动气锤保证将钻探速度提高50%.