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基于随钻参数响应特征的巷道顶板岩层界面识别方法研究
1
作者
李点尚
刘灿灿
+3 位作者
王传兵
任波
任帅
康志鹏
《矿业科学学报》
北大核心
2025年第1期95-104,共10页
为实现煤矿地质透明化,促进煤矿智能化发展进程,解决传统岩层界面识别方法速度慢、成本高以及精度差的难题,围绕岩层界面智能识别进行研究。首先,在实验室内浇筑地层模型,通过自主研制的随钻装置开展位移、转速、扭矩和声压级等参数的...
为实现煤矿地质透明化,促进煤矿智能化发展进程,解决传统岩层界面识别方法速度慢、成本高以及精度差的难题,围绕岩层界面智能识别进行研究。首先,在实验室内浇筑地层模型,通过自主研制的随钻装置开展位移、转速、扭矩和声压级等参数的实时采集;其次,采用指数加权损失函数自动过滤位移数据异常值,提出钻速计算方法;然后,用变点检测算法、RStudio软件的Strucchange模型和决策树算法分析钻速、转速、声压级和扭矩等参数,对比分析其识别岩层界面的准确性;最后,在2种典型的地质条件下进行岩层界面随钻识别效果分析。结果表明:以钻速为输入参数,决策树算法是快速准确识别岩层界面的最佳方式;现场试验中煤岩界面位置预测的平均误差为0.04 m,但对于复合顶板岩层界面识别准确性相对较低。
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关键词
巷道顶板
钻进参数
岩层界面
随钻探测
煤岩
界面
钻孔
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职称材料
煤系岩层真三轴水力压裂裂缝扩展规律研究
2
作者
马军强
李学华
+4 位作者
张佳琦
姚强岭
种照辉
杨森
袁钰鑫
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2025年第4期28-53,共26页
为掌握水力裂缝遇到岩层界面时由于岩性突变引起的裂缝扩展轨迹变化规律,通过真三轴水力压裂试验和直流电阻率法反演,研究了不同岩性组合模式下煤系岩层水力裂缝的扩展行为,揭示了地应力、岩性强度差异和岩层界面强度对水力裂缝扩展轨...
为掌握水力裂缝遇到岩层界面时由于岩性突变引起的裂缝扩展轨迹变化规律,通过真三轴水力压裂试验和直流电阻率法反演,研究了不同岩性组合模式下煤系岩层水力裂缝的扩展行为,揭示了地应力、岩性强度差异和岩层界面强度对水力裂缝扩展轨迹的影响机制。研究结果表明:煤系岩层水力裂缝形态具有明显的非对称特征,有单一、交叉、“T”形、“十”形、“工”形、“干”形和复杂裂缝7种模式。水力压裂压力曲线可划分为快速增大至起裂压力、压力突降、稳定波动和停泵后压力降低4个阶段,水力裂缝延伸遇到天然裂缝或岩层界面时压力曲线会出现明显的波动,压力突降值与水力裂缝的复杂程度呈负相关。地应力对水力裂缝的控制作用与最大主应力方向和垂直应力差异系数有关,当垂直应力为最大主应力时,垂直应力差异系数越大,水力裂缝越易穿过界面继续垂向扩展。岩性强度差异对水力裂缝扩展轨迹的影响表现为当水力裂缝由软岩中起裂扩展至岩层界面时,其扩展轨迹多为停止和沿着岩层界面扩展;当水力裂缝在硬岩中起裂时,岩性强度差异ΔS越大,越容易穿过岩层界面继续垂向扩展,反之,则易沿着岩层界面扩展。
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关键词
煤系
岩层
水力压裂
岩性组合模式
岩层界面
裂缝扩展
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职称材料
题名
基于随钻参数响应特征的巷道顶板岩层界面识别方法研究
1
作者
李点尚
刘灿灿
王传兵
任波
任帅
康志鹏
机构
淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室
中国矿业大学矿业工程学院
淮河能源控股集团有限责任公司深部煤炭开采耦合灾害防控国家矿山安全监察局重点实验室
出处
《矿业科学学报》
北大核心
2025年第1期95-104,共10页
基金
深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室开放基金(HNKY2024YB102)
国家自然科学基金(52304107)
+1 种基金
中国博士后科学基金(2023M733761)
江苏省卓越博士后项目(2023ZB191)。
文摘
为实现煤矿地质透明化,促进煤矿智能化发展进程,解决传统岩层界面识别方法速度慢、成本高以及精度差的难题,围绕岩层界面智能识别进行研究。首先,在实验室内浇筑地层模型,通过自主研制的随钻装置开展位移、转速、扭矩和声压级等参数的实时采集;其次,采用指数加权损失函数自动过滤位移数据异常值,提出钻速计算方法;然后,用变点检测算法、RStudio软件的Strucchange模型和决策树算法分析钻速、转速、声压级和扭矩等参数,对比分析其识别岩层界面的准确性;最后,在2种典型的地质条件下进行岩层界面随钻识别效果分析。结果表明:以钻速为输入参数,决策树算法是快速准确识别岩层界面的最佳方式;现场试验中煤岩界面位置预测的平均误差为0.04 m,但对于复合顶板岩层界面识别准确性相对较低。
关键词
巷道顶板
钻进参数
岩层界面
随钻探测
煤岩
界面
钻孔
Keywords
roadway roof
drilling parameters
rock strata interface
measurement while drilling
coal rock interface
borehole
分类号
TD411 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
煤系岩层真三轴水力压裂裂缝扩展规律研究
2
作者
马军强
李学华
张佳琦
姚强岭
种照辉
杨森
袁钰鑫
机构
西安科技大学能源与矿业工程学院
中国矿业大学矿业工程学院
中国矿业大学安全工程学院
出处
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2025年第4期28-53,共26页
基金
国家自然科学基金资助项目(51874285,52474180)。
文摘
为掌握水力裂缝遇到岩层界面时由于岩性突变引起的裂缝扩展轨迹变化规律,通过真三轴水力压裂试验和直流电阻率法反演,研究了不同岩性组合模式下煤系岩层水力裂缝的扩展行为,揭示了地应力、岩性强度差异和岩层界面强度对水力裂缝扩展轨迹的影响机制。研究结果表明:煤系岩层水力裂缝形态具有明显的非对称特征,有单一、交叉、“T”形、“十”形、“工”形、“干”形和复杂裂缝7种模式。水力压裂压力曲线可划分为快速增大至起裂压力、压力突降、稳定波动和停泵后压力降低4个阶段,水力裂缝延伸遇到天然裂缝或岩层界面时压力曲线会出现明显的波动,压力突降值与水力裂缝的复杂程度呈负相关。地应力对水力裂缝的控制作用与最大主应力方向和垂直应力差异系数有关,当垂直应力为最大主应力时,垂直应力差异系数越大,水力裂缝越易穿过界面继续垂向扩展。岩性强度差异对水力裂缝扩展轨迹的影响表现为当水力裂缝由软岩中起裂扩展至岩层界面时,其扩展轨迹多为停止和沿着岩层界面扩展;当水力裂缝在硬岩中起裂时,岩性强度差异ΔS越大,越容易穿过岩层界面继续垂向扩展,反之,则易沿着岩层界面扩展。
关键词
煤系
岩层
水力压裂
岩性组合模式
岩层界面
裂缝扩展
Keywords
coal-measure strata
hydraulic fracturing
combined lithological model
rock strata interface
fracturepropagation
分类号
TD32 [矿业工程—矿井建设]
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于随钻参数响应特征的巷道顶板岩层界面识别方法研究
李点尚
刘灿灿
王传兵
任波
任帅
康志鹏
《矿业科学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
煤系岩层真三轴水力压裂裂缝扩展规律研究
马军强
李学华
张佳琦
姚强岭
种照辉
杨森
袁钰鑫
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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