起伏薄煤层顺层孔工艺研究

我国南方地区的煤层赋存条件复杂,煤层较薄,倾角变化大,常规钻进工艺无法有效完成工作面顺层孔施工要求,存在抽采空白带。为了消除肥田矿111601工作面抽采盲区,在111601工作面进行顺层孔施工工艺试验研究。试验采用扶正器保直钻具组合和定向钻进2种施工工艺,根据钻孔轨迹分析了偏移规律及煤层赋存条件。现场试验表明,单一的保直钻具组合无法满足消除抽采盲区的目的;定向钻进工艺能通过分支孔施工,适应煤层起伏,使钻孔从一侧覆盖整个工作面宽度,有效消除了工作面中部抽采盲区,对于后续该工作面抽放钻孔施工具有指导作用。

错位闭合型密闭取芯装置的研究

根据煤矿井下现有取样装置的技术现状,分析了不同结构类型装置的特点和不足。以此为基础,设计出一种错位闭合型密闭取芯装置,解决了常规取芯装置球阀在剪断煤样和密封方面存在的不稳定问题。通过室内气密性试验和水压闭合试验,对其进行了原理性验证;并在城郊矿底抽巷进行了4组穿层孔的取样试验,装置整体运行稳定,取样量满足瓦斯直接法测定的要求。

基于套管钻井工艺的可钻式钻头研究

套管钻井工艺可有效解决在采动稳定区实施钻井时的井眼塌孔问题,可钻式钻头与常规PDC钻头相比,钻头体结构重新设计,以满足可钻性要求以及正常的钻进功能。结合使用的具体要求,可钻式钻头在布齿设计上进行了相应的优化和改进,使用力平衡技术对钻头布齿参数进行优化改进,以使钻头布齿满足要求。基于有限元软件分析,可钻式钻头的结构强度满足钻进要求,钻头结构设计合理。

下筛管专用钻头的研制及其应用

目前,采用筛管下放工艺进行瓦斯抽采具有一定的优势,但因松软煤层的煤质松软、破碎,易出现塌孔,导致筛管无法下入孔底,造成钻孔实际抽采段缩短,瓦斯抽采效果不理想,为煤矿的安全生产埋下隐患。介绍了一种下筛管专用钻头,探讨了钻头的结构特点,并进行了试制,最后通过现场工业试验验证钻头的使用效果。

煤矿井下定向钻具打捞工艺现状及改进设想

结合现场实际应用,对目前常用的公、母锥打捞和套铣打捞工艺进行了总结,通过分析2种工艺的适用性和优缺点,有针对性的提出了自锁式打捞钻头和活动肘节2种打捞工具的研制设想。

地质勘探应用膨胀管时膨胀力问题的研究

膨胀管技术是近年来钻井工程领域出现的一项新兴的技术,该技术可以把常规套管固井导致的缩径问题降到最低限度。它既能极大地降低建井成本,又具有很好的环保效果。膨胀管技术在地质勘探中的深孔护壁方面具有很好的前景。在理论计算公式的基础上进行膨胀力实验,根据实验结果和理论计算结果对比,选择合适的计算膨胀力的理论公式;根据实验数据对膨胀管在地质勘探上的可行性进行分析;利用润滑措施来降低膨胀过程中的摩擦力,从面达到降低膨胀力的目的,并且对润滑措施的效果进行了理论分析。

可捞式钻头结构设计及验证性试验

随着煤矿不断向深开采,地层复杂程度增加,钻孔塌孔事故频发。利用套管护孔钻进工艺可有效解决塌孔段钻进问题。设计了配合套管钻进工艺使用的可捞式钻头,并进行了现场试验性论证,验证了该结构的可行性。

旋转筛管固定装置的研制与应用

常用的煤矿井下全程护孔瓦斯抽采工艺筛管下放技术存在筛管容易被扭断的问题。设计了一种筛管旋转固定装置。该装置由主杆体、钢翼、定位钢销、动杆体、连接罩及扭簧组成。现场应用证明,这种旋转装置可以有效避免筛管被扭断,提高瓦斯抽放效率。

利用背景噪声反演鄂尔多斯块体及其南缘地区地壳速度结构

文中利用分布在鄂尔多斯块体及其南部周缘地区的53个宽频带地震固定台站的连续波形记录，采用双台互相关计算方法由背景噪声提取瑞利波格林函数，经时频分析获得相速度和群速度频散曲线，并分别计算了汾渭地堑、秦岭北缘、鄂尔多斯块体内部和六盘山地区4个不同构造区的平均频散曲线，进而反演了各构造区的地壳上地幔一维横波速度结构。结果显示：地壳厚度在汾渭地堑为34km，在秦岭北缘地区和鄂尔多斯块体均为40km，在六盘山地区最厚，达49—50km；相应的上地幔顶部横波速度分别为4．20，4．2，4．30和4．15km／s；地壳内结构浅部特征差异最大，在地壳中部六盘山地区的速度较低，下部地壳不同地区的波速较一致。

山岭铁路隧道浅埋段基底加固方式的探讨

结合隧道基底软弱层不同岩性、层厚、地下水发育情况等,分别介绍了基底换填、小导管(钢花管)注浆、旋喷桩加固、地表注浆四种常用的基底加固措施,并进行了总结和归纳,指出应根据具体地质条件,有针对性地进行加固。

新型瓦斯抽放钻孔技术在平煤十矿松软煤层中的应用

治理瓦斯的直接手段是施工瓦斯抽放钻孔,但在普氏系数低于0.5的松软煤层中治理瓦斯不论是成孔深度还是瓦斯抽放效果都不理想,为掘进施工埋下重大安全隐患。为改变松软煤层瓦斯抽放现状,将新型瓦斯抽放钻孔技术应用于平煤十矿,试验效果显著,成孔率达80%以上,平均纯抽采量提高8倍以上,有效地提高了瓦斯抽放效率,为煤矿安全生产提供了有力的技术保障。

娄邵铁路扩能改造工程隧道洞门选择探讨

娄邵铁路扩能改造工程隧道洞门形式主要有喇叭口倒斜切式洞门、帽檐斜切式洞门及墙式洞门。设计中优先采用斜切式洞门,以满足安全、环保及乘客舒适性要求。局部地形较陡洞口采用喇叭口倒斜切式洞门,根据现场地形、地质条件可采用明做、明洞暗做等工法,充分考虑隧道洞门的稳定因素,优化洞门设计。

井上下联合抽采瓦斯技术的研究及应用

为了解决低渗透煤层工作面瓦斯突出问题,提出了井上下联合抽采瓦斯技术,并将这一新的瓦斯治理技术在寺河矿进行了工业性试验。由第一阶段的压裂效果可以看出,压裂后最高瓦斯抽采量为8.82m^3/min,平均瓦斯抽采量为5.38m^3/min,折算每米每天的瓦斯抽采量为56.07m^3/(d·m),压裂后每米每天瓦斯抽采量是参照孔的4倍;由第二阶段的压裂效果可以看出,抽采期间的平均瓦斯抽采量为17.01m^3/min,折算每米每天瓦斯抽采量为62.88m^3/(d·m),每米每天瓦斯抽采量是参照孔的23.55倍,效果非常显著。

围岩水压力影响因素分析

为保护洞顶山区的水资源和环境,近年来,隧道防排水开始尝试"以堵为主,防排结合"的原则。但是,隧道封堵地下水便会承受巨大水压力,尤其是深埋岩溶长隧道,水压力往往高达若干兆帕,使衬砌难以承受。因此,确定隧道外水压力成为设计中的一个关键问题。在"以堵为主,防排结合"中"堵"是控制流量,而"排"则是减小作用在衬砌结构上水压力的主要手段。一方面在衬砌背后设置排导系统,用以消减水压力;另一方面采用地层注浆来控制地下水排放流量。就此根据公式导出水压力、排水量与注浆圈三者之间的关系。

采动稳定区套管钻井专用钻头的设计

介绍了一种套管钻井专用钻头,主要对钻头的结构设计、冠面形状及钢体选材进行了阐述;并通过有限元对钻头进行模拟分析。分析结果表明,该钻头的结构设计可靠,选材合理,能够满足正常钻井要求,并可实现采动稳定区破碎带套管钻井一体化工艺的实施。

蒙特卡洛方法在地质雷达探测地下管道中的应用

地质雷达是一种探测金属和非金属管道的有效方法,传统方法是利用经验电磁波速度计算管道埋深,存在较大误差,且往往无法估算管径或算法繁琐。蒙特卡洛方法是一种随机模拟的地球物理反演手段,从雷达图像中读取一系列反射回波穿行时间和雷达相对于管顶的位置数据,给定合理的电磁波速度、管道埋深和管径3个参数的范围,可以有效地拟合得到速度、埋深和管径。该方法在南京地铁盾构某区段,用来拟合估算地下输油管、自来水管和污水管的埋深及管径,取得了与实际情况较为一致的结果,拟合的电磁波速度符合地下介质情况。

6.6万t/a醋酸乙烯分厂的重大危险源辨识

重大危险源辨识是企业安全生产和管理的重中之重,对重大危险源辨识与管控可以有效防止重大事故的发生。以安徽皖维有限公司某醋酸乙烯(VAC)分厂为研究对象,对各种重大危险源进行了详细辨识。经分析可知,该厂的主要重大危险源为储存单元和生产单元。其中储存单元中的乙炔储罐区和醋酸乙烯储罐区构成重大危险源,危险等级分别为四级和三级。生产单元的合成工段、乙炔回收工段、醋酸乙烯精制工段分别构成了重大危险源,危险等级分别为三级、四级、四级。

盾构隧道下穿软弱土层既有人行天桥桩基设计探讨

地铁盾构隧道下穿软弱土层既有人行天桥钢筋混凝土桩基,设计中采用扩大基础对人行天桥桩基进行被动托换,同时在有限的桥下空间采用松木桩加固扩大基础底部软弱土层,结合加强盾构管片配筋、设置地面临时托换支架等措施,确保盾构机直接切削桩基通过后,地面天桥满足正常使用条件、高含筋量混凝土管片的强度及刚度均满足要求.该综合处理方式避免了人行天桥的拆除和二次新建,产生了显著的经济及社会效益.

地震反射剖面揭示的苏北盆地北缘构造特征及其演化

苏北盆地位于下扬子板块东北部鲁苏隆起的南侧,由于构造位置特殊,其构造演化比较复杂。利用高分辨率反射剖面资料,得到苏北盆地北缘清晰的地下结构和断裂形态。结果表明,整个剖面以大东凸起为对称轴,两侧箕状凹陷近似对称发育,涟南凹陷呈南深北浅的形态,涟北凹陷呈南浅北深的形态,该凹陷内正断层发育。这些研究成果为建立研究区的构造演化模式提供了重要的信息,推测自白垩纪末期以来,研究区在印度板块碰撞和太平洋板块碰撞影响下,拉张裂隙和挤压隆起2种作用交替进行,形成了对称箕状凹陷。

大跨半拱斜柱式棚洞设计探讨

以目前国内规模最大的某4车道大跨半拱斜柱式棚洞为背景,从棚洞结构断面及尺寸拟定、构造措施、结构分析计算、边坡防护等方面进行阐述,对大跨半拱斜柱式棚洞结构受力特点、墙柱配筋形式、地层条件的适应性、构造措施的依据等进行分析。结果表明,按受力位置考虑,结构应设计为"强柱薄墙"形式,基础与结构的抗弯刚度比应大于10∶1,结构可不考虑边坡残余荷载,棚洞基础需锚固及横向连接。