附件1 类别：

科学技术成果申报表

成 果 名 称: YHQ- X（B） 型全方位钻孔测斜仪在峻德煤矿的应用 任 务 来 源: 运用YHQ- X（B） 型全方位钻孔测斜仪, 确定井下各

类型钻孔的偏斜轨迹, 准确控制钻孔见煤层、见断层的三维坐标, 提高地质资料分析的准确性。

完 成 单 位 ：峻德煤矿地测大队

主要研究人员；张俊杰 徐玉山 刘道光 郑 鹏 宋士勇 孙宝峰

姚太宝

主要协作单位: 各钻孔施工单位、分公司地质测量部 工作起止时间 : 2014 年 6 月 至 2014 年 12 月

填报单位负责人 填报单位: 峻德煤矿地测大队 （盖章） （盖章）

填报日期 2015年1月30日

内

容

摘

要(包括成果的主要用途、原理、技术关键、预定和达到的技术指标、经济价值、国内外水平比较等)

主要用途：为了确定井下各类型钻孔的偏斜轨迹, 提高地质资料的准确性 原 理：全方位钻孔测斜仪由测斜仪同步机和探管以及它们之间的通信 线组成，仪器配有专用充电机。 探管主要由自带模数转换器的单片机、倾角传感器和测向传感器、数据存 储器、电源电路等组成; 同步机由单片机、键盘、显示器、数据存贮器、通 信接口及电源电路等组成; 探管的主要功能是采集倾角传感器和磁阻传感 器电信号，并将采样的数据存储在外部数据存储器中，同步机的主要功能 是向探管发送同步命令和采集真假码数据，并将数据存储到存储器中，测 量结束后探管将数据通信到同步机中，由同步机计算并显示出结果，也可 将同步机与微机连接，将测量数据传送到计算机中，由测斜处理软件对数 据进行处理，绘制三维空间轨迹图。 技术关键： 安全设计: YHQ-X( B) 型全方位钻孔测斜仪主要用于煤矿井下含有甲烷、 煤 尘爆炸危险场所的测斜。因此，首先要防爆，仪器采用本质安全型防爆设 计，并采用快速过流保护技术，使仪器既达到本质安全型要求，又携带方 便，因此可使用于任何无磁性场所进行测斜。 电路设计: 系统采用以 MSC1210 为核心的单片机技术， 自带 8 路 24 位精 密模数转换器，极大的减少了仪器电路设计，从而提高了整个系统的可靠 性，并降低了功耗。 传感器选择: 仪器采用新型集成高精度倾角传感器， 它体积小、 抗震性能强， 特别适合矿井下恶劣环境; 方位角传感器现测量选用体积小、高精度、高集 成度的磁阻传感器; 新型传感器的选用，不仅使测斜仪体积大大减小，降低 电路复杂度，同时增强了仪器抗震性，提高了测量精度。 系统设计: 系统采用西安院的专利技术—无缆测斜技术，测斜无需电缆，借 助钻杆推送探管，实现了真正意义上的全方位测量，使上仰、下俯、水平、 垂

直各种钻孔测量简便易行，且使用方便。 预定和达到的技术指标：煤矿施工井下各类型钻孔，迫切需要确定钻孔的 偏斜轨迹, 准确控制钻孔见煤层、见断层的位臵, 提高地质资料分析的准确 性。钻孔测斜技术是一种最佳的选择，可解决巷道误揭煤、误揭构造给正 常生产工作带来的经济损失。

经济价值：经过多次探测实例总结计算后发现，可降低生产过程中因钻孔 偏移轨迹情况不明所造成的经济损失，占整个钻孔施工投入费用的 30%左 右。 国内外水平比较：钻孔测斜是煤矿工程上多年存在的一道难题，目前虽然 有部分国外厂家生产，但由于价格昂贵以及适用条件等各种因素，难以在 井下应用。科院西安分院研制、生产的 YHQ- X(B)型钻孔测斜仪具有其 防爆、携带方便、自动化程度高、无缆测量、测量准确等特点, 被广泛应用 于煤矿井下水平钻孔或定向钻孔进行测斜。

项目负责人(签字) :

2015 年

月

日

注：如本栏填写不下，可添页（规格与本页同）

科技成果数据采集卡项目类别：新型高科技物探设备在煤矿安全生产中的实际应用 主要用途：为了确定井下各类型钻孔的偏斜轨迹, 提高地质资料的准确性 工作原理：YHQ- X(B)型钻孔测斜仪主要由测斜探管、同步机两部分组成。探管由测角、测向传感元件及其电路、多路开关、放大器、VFC 压 频转换器、集单片机组成。同步机由同步单片机、液晶显示器、触摸式小 键盘等组成。 在探管中的采集单片机, 可按事先编好的程序定时采集测斜数 据存贮于 RAM 中,与探管同步工作的同步机则记录测点的有效与无效, 通 过测量钻杆长度来确定每一测点的孔深, 并完成测量结果的计算与显示。

技术指标：1、测点间隔: 60 s2、存贮容量: 1 440 组 3、工作时间: 15 h 4、探管耐压: 12 MPa 5、测角范围及精度: ①倾角+ 90° ~ - 90° / ±0. 2°; ②方位角 0 ~ 360° / ± 2°。

技术创新点：防爆、携带方便、自动化程度高、无缆测量、测量准确 研发起止时间：2014 年 6 月至 2014 年 12 月 资金投入：40 万元 经济效益、社会效益：利用高科技的物探仪器，结合井下探测实践， 提出合理化、准确的理论基础及经验，充分利用全方位钻孔测斜仪的 优点，通过实测钻孔的偏斜轨迹 , 修正井下地质前探钻孔取得的地质 数据 , 使得地质资料的分析更接近实际状况 , 达到探查各种局部地质 变化的目的, 为井下采掘活动提供可靠的地质保障。同时为提高钻孔 使用效率、创造节约型矿区打下扎实的基础，更好为矿区煤炭资源合 理化开采提供无可估量的价值。

项目完成单位(公章) :

项目负责人(章) :

基层单位鉴定

意见：钻孔测斜是煤矿工程上多年存在的一道难题，目前虽然有部分国外厂 家生产，但由于价格昂贵以及适用条件等各种因素，难以在井下应用。 “YHQ- X(B) 型全方位钻孔测斜仪在峻德煤矿的应用”这一成果，是针 对煤矿安全生产中亟待解决的突出问题，与煤矿生产安全密切结合，且应 用性强，该研究成果达到了预期效果，取得了重要的安全生产科研成果， 对我国煤矿灾害的预防和治理将发挥重要的技术支撑作用。同时为矿井安 全生产创造了良好的经济效益和社会效益，达到了国内领先水平，同意通 过成果鉴定。

鉴定技术负责人：

鉴定日期：

鹤岗矿业有限责任公司鉴定意见：

鉴定负责人： 资料目录：1.《矿井地球物理勘探》 2. 龙荣生 《矿井地质学》 3.《煤田地质与勘探》 4.《工程地球物理学报》 5.《煤炭技术》 6.《煤炭科学技术》 7.《煤田地质与勘探》

鉴定日期：

(盖章)

附件2

类别：

科学技术成果鉴定证书

鹤煤鉴字[ 2015 ]第 号

成 果 名 称

完 成 单 位 鉴

定

形

式 ：

：YHQ- X（B） 型全方位钻孔测斜仪在峻德煤矿的应用

：峻德煤矿地测大队

组织鉴定单位 ： 鉴

定

日

期 ：

鉴定批准日期 ：

详 细 技 术 说 明 及 主 要 技 术 性 能 指 标井下各类型钻孔是井下采掘地段探明各种局部地质变化常用的技 术手段, 广泛用于井下探煤层、探构造和探放水。由于煤岩层赋存状 况变化、 施工工艺等原因, 导致施工的钻孔总是要偏离设计轨迹, 特别 是钻孔倾角为 0~ 25°俯角及上仰角时, 垂直方向偏离更加严重。这样 钻孔取得的数据与实际情况不相符 , 地质资料的分析相当困难 , 容易 出现钻孔数量越多, 越难分析煤层及构造的赋存状态的怪现象。 钻孔弯曲对实际作业中的不利影响，主要有以下几方面： 1.1 使终孔点偏离预定位臵且封孔质量难以保证，抽采及卸压消 突效果难以保证，给安全生产带来威胁； 1.2 对需要探明的煤层在层位、厚度上产生误判断。严重时甚至 产生遗漏；并造成巷道与需探明的煤层问法距的错误，直接导致地质 资料不准确： 1.3 增加钻孔事故率： 1.4 影响钻进效率： 1.5 增加材料消耗。 钻孔发生弯曲的原因很多，具有不确定性.其主要原因有： 2.1 地质条件的影响：钻进中，岩层多与钻孔轴线斜交成一定角 度，由于钻进岩层的硬度不同，在换层时受倾斜角度及岩层硬度 差别的影响，使钻孔发生明显弯曲。 、 2.2 人为操作的影响.主要表现为以下几项： 2.2.1 开孔时.钻机基座不稳固。 2.2.2 钻具选用不当，如：使用过短的钻杆、大孔径钻进中使 用

不配套的细径钻杆、使用弯曲的钻杆。 2.2.3 钻进过程中，钻进压力选用不当，多表现为由软(硬)岩层 钻进到硬(软)岩层时，钻进压力过大。 2.2.4 在松散的地层中(多为煤层),风、水压力过大，冲洗力太 强。造成孔壁与钻具间隙过大，导致钻孔弯曲。 2.2.5 钻进中，钻机产生位移，未及时调整，导致钴具与钻孔 的中线不能保持一致，进一步加大钻孔弯曲程度。 为了确定井下各类型钻孔的偏斜轨迹, 提高地质前探资料的准确

注：鉴定证书1～5页由项目完成人填写，6～9页由鹤岗矿业有限责任公司技术中心组织填写。

推 广 应 用 前 景 与 措 施在煤炭工业生产中，煤与瓦斯突出一直是煤矿安全生产的最大隐患， 直接威胁着矿工的安全。为此，国内外进行了多方面的研究，也采取了多 项措施。目前利用采前钻孔预抽放瓦斯，降低煤岩层中瓦斯压力，仍是防 止煤与瓦斯突出最有效的办法。但如何监测钻孔钻进过程是否沿预先设计 方向钻进，以达到预期的抽放目的，则成为技术性难题。钻孔测斜仪的研 制，就是为解决这一技术难题而提出来的。并且随着科学技术的发展，受 控定向钻进技术的日益成熟，矿井超前探测构造、探放水以及精确的工程 钻探的广泛开展，迫切需要精度高、且能全方位测量钻孔轨迹的仪器，为 此经过长期不断研究，研制出了全方位测量钻孔倾角和方位角的仪器，实 现了真正意义上的全方位测量，使上仰、下俯、水平、垂直各种钻孔测量 简便易行，从而解决了各种钻孔轨迹测量这一技术难题。 全方位钻孔测斜仪在全国各地煤矿获得了广泛的应用，通过全国各地 广泛试验，证明该仪器性能优良、测量精度高、操作方便、能够满足各种 场所测斜。 由于采用无缆测斜技术，测斜无需电缆，借助钻杆推送探管，实现了 真正意义上的全方位测量，使上仰

、下俯、水平各种钻孔测斜简便易行。

主 要 研 究 人 员 名 单

注：研究人员要严格按在项目研发中的贡献大小准确排序，杜绝领导挂名现象，工作单位填写到所在区、科、车间。

主 要 技 术 文 件 目 录 及 来 源1. 唐 军. YHQ-X 型全 方位 钻孔测 斜仪 在煤 矿地质 超前 钻探 中的应 用 [J] . 煤炭技术， 2007, 26( 10) :96-97. 2. 董书宁，靳德武，冯宏. 煤矿防治水实用技术及装备[J] . 煤炭科学 技术， 2008, 36( 3) : 7-11. 3. 郭爱煌，张典荣. 顺煤层钻进监测系统研究报告[R] . 西安: 煤炭科 学研究总院西安分院， 1998. 4. 张典荣，朱晓荣. 高精度全方位钻孔测斜仪的研究及应用[J] . 煤田 地质与勘探， 2003, 31( 4) : 58-60. 5. 李之奋，周胜健. 新庄孜矿井下层位及构造控制几点做法[C] . 矿山 地质灾害机理与防治技术研究及应用. 徐州: 中国矿业大学出版社， 2009. 364-367.

鉴 定 委 员 会 专 家 测 试 报 告

测试组长：

成员：

年

月

日

鉴 定 委 员 会 名 单

鉴

定

意

见

鉴定委员会主任：

副主任：

2015 年

月

日

主 持 鉴 定 单 位 意 见

主管领导签字 2015 年 组 织 鉴 定 单 位 意 见 月

(公章) 日

主管领导签字 2015 年 月

(公章) 日