井下采掘

为了在煤矿井下应用电磁能量收集技术，采用实验测量和统计分析方法研究了其功率传输特性。建立了微波在巷道中路径损耗的一般表达式，并提出了适用于井下巷道的功率传输模型，有效解决了矩形和拱形巷道内电磁能量传输效率的计算问题。仿真和实验分析证明了模型的正确性，强调路径衰减指数对功率衰减的重要影响。实际应用中，应根据接收机位置合理选择天线极化方式，以获得最佳接收功率。

针对煤矿井下回转钻进使用的随钻轨迹仪及手持式轨迹仪测量软件功能单一、显示不直观、无法实现瓦斯抽采盲区分析与显示、不能有效指导钻孔施工等问题，设计了一款新型的钻孔数据处理与三维显示软件。该软件包含钻孔数据预处理、钻孔深度与轨迹计算、钻孔轨迹三维建模与显示以及钻孔轨迹设计指导等四大功能模块：钻孔数据预处理模块主要处理地磁偏角计算及异常数据的剔除；钻孔深度与轨迹计算模块利用钻孔水压监测及倾角数据实现静水压力提取和轨迹计算，同时挖掘钻孔轨迹深层次数据；钻孔轨迹三维建模与显示模块有效展示钻孔轨迹及煤层走向等信息，帮助确定钻孔瓦斯抽采盲区，包括钻孔群轨迹及煤层分布三维显示、设计钻孔覆盖区域等；钻孔轨迹设计指导模块提供钻孔抽采盲区分析和已有钻孔轨迹偏移特性统计，为后续钻孔施工提供指导。该软件应用于某矿实际钻孔的三维显示和偏移规律分析，通过精准开孔技术和随钻轨迹测量技术成功补充了钻场的钻孔施工，补孔后的钻孔覆盖率达到了设计要求的95%以上，有效控制或消除了钻孔瓦斯抽采盲区。

探讨了井下工程远程指导系统的理论基础、系统架构设计及实施方法。通过该系统，井下专家能够实时监测钻井施工过程中的问题，有效实现井下工程的远程指导。