高密度电法在河北省青龙满族自治县某花岗岩矿区地质勘查中的应用

介绍了应用高密度电法在河北省青龙满族自治县青龙镇某花岗岩矿区工程勘察的案例。为指导该矿区开采,需查明矿区风化层厚度、基覆面分布、破碎裂隙情况等地质条件。在1号、2号、3号矿区分别开展了高密度电法测量,结合部分钻探地质资料,认为:1)矿区浅地表大部分基岩出露,土石层覆盖部分少、厚度小;2)山脊部位风化层总体较薄(3~10 m),沟谷部位风化层总体较厚(6~50 m);3)通过明显的低阻异常圈定了多处可能的基岩裂隙或破碎区,推测为后期岩浆岩侵入挤压所致。研究成果为该区下一步的安全开采提供了重要地质依据。

CA砂浆层破坏对无砟轨道结构受力特性影响

CA砂浆层掉块破坏是无砟轨道结构运营过程中最突出的病害之一,其破坏程度对无砟轨道结构运营的安全性与适用性具有重要影响。通过采用修正Burgers模型转换Prony级数表征CA砂浆的黏弹性,建立CRTSⅠ型板式无砟轨道结构三维有限元模型,通过模拟CA砂浆层在板端和板中不同区域薄层掉块,研究车轮荷载作用下不同掉块位置、不同掉块大小对无砟轨道结构动力特性和结构位移的影响,分析掉块处轨道结构损伤演变规律和趋势,给出破坏界限建议值,为无砟轨道结构的养护维修提供理论依据和指导。研究结果表明:无论板端还是板中掉块,CA砂浆层破坏造成轨道板垂向加速度、垂向位移和纵向拉应力增幅明显,CA砂浆层掉块边缘位置的压应力急剧增大,而底座板垂向位移及受力逐渐减小;车轮荷载作用下,CA砂浆层板端薄层掉块达到0.9125m,板中掉块达到1.25 m时,轨道板的垂向振动和CA砂浆的压应力将会显著增大,应及时对轨道结构进行检修,避免轨道结构破坏快速扩展。

软破矿岩条件下胶结充填法转分段崩落法研究及应用

金川集团龙首矿西二采区上部中段充填采场发生失稳事故后,采矿方法由下向分层进路式胶结充填法转为无底柱分段崩落法时,面临着软破矿岩条件下覆盖层形成和采场稳定性问题。采用数值计算和现场试验等方法,对这2个关键技术问题进行了研究。数值模拟结果表明,随着崩落法首采分段回采工作的进行,采场复合顶板经历了破坏裂纹萌生、零星散块冒落、拱形批量冒落和柱塞状整体冒落等阶段,当首采分段回采结束时,顶板复合岩层冒落能够为崩落法采场提供足够厚度的覆盖层,且在崩落法采动地压下软破矿岩采场能够保持稳定。现场工业试验表明,在崩落法采场首采分段采用“阶梯式退采均匀扩展采空区+总量控制出矿”的技术方案,能够安全、高效地形成覆盖层,并通过增补“钢拱架+钢筋网+锚杆”的技术方案,解决在崩落法采动地压下维持破碎矿岩采场稳定性的问题,为无底柱分段崩落法在西二采区的扩大应用奠定了技术基础。

南广高速公路沥青路面级配碎石基层的施工

半刚性基层容易产生收缩裂缝并反射到沥青面层上 ,从裂缝进水又不能排除 ,导致沥青路面出现早期破坏。解决半刚性基层开裂反射缝的有效途径就是在沥青面层与半刚性基层之间增设级配碎石过渡层 ,或者全部采用柔性级配碎石基层。为了达到此目的 ,在南广高速公路上采用级配碎石作了 4种不同路面结构型式的试验路和依托工程。本文主要介绍级配碎石的施工方法 ,并针对施工中出现的问题 ,提出了相应技术处理措施。

50Mn钢齿圈断齿原因分析

50Mn钢齿圈在使用很短时间后即发生断齿失效,为确定齿圈断裂的原因,对其进行了化学成分分析、宏观检验、硬度测试、断口分析、金相检验。结果表明:该50Mn钢齿圈的化学成分、外径面硬度等指标符合技术协议要求。齿部淬硬层可见多条裂纹,淬硬层深度和表面硬度不均匀,且不符合要求。齿圈齿部断齿是由淬硬层裂纹引起的疲劳开裂,失效原因与其齿部热处理工艺控制不当有关。

钻孔灌注桩穿越地下流水层施工工法

通过探明地下水流冲刷位置后,在钢筋笼上设置防冲刷屏障、后压浆等技术,封闭流水通道,成功解决地下水危害钻孔灌注桩的问题。经过多个工程的应用,得出该施工方法具有工程质量高、生产效率高等优点,有明显的社会效益和经济效益。

风电机组齿轮箱高速轴断齿原因分析

针对某风电机组齿轮箱高速轴出现的断齿现象,对样品进行了宏观检查、化学成分分析、室温拉伸和冲击试验、基体硬度试验、渗碳硬化层深度测试、金相分析、断口形貌分析及能谱分析。试验分析结果表明:高速轴样品的齿面存在载荷不均现象,淬硬层深度不符合相关技术要求的规定,基体的室温冲击吸收能量处于较低水平;样品存在齿面剥落和端齿折断2类损伤现象,其失效模式为疲劳开裂,产生原因与其运行中齿面载荷不均及齿面淬硬层深度不够有关。

双折线式多层卷绕钢丝绳失效机理研究

以6×36 P.WS-IWRC面接触钢丝绳为研究对象,在自制的多层卷绕钢丝绳磨损试验装置上开展了双折线式多层卷绕钢丝绳损伤与失效行为试验研究,探索了双折线式多层卷绕钢丝绳损伤失效机理。结果表明,双折线式多层卷绕过程中钢丝绳间相互挤压与摩擦滑动引起的外层钢丝磨损与塑性变形是导致钢丝绳外层丝断裂失效的主要原因;钢丝绳承受的损伤大小与其在卷筒上的卷绕位置密切相关,呈"斜楔"式排列的卷筒跃层爬升段及相邻区域钢丝绳卷绕过程承受的损伤最为严重。钢丝绳外层钢丝断裂机理分析表明,外层钢丝断裂行为与钢丝表面塑性流动层内形成的白层组织有关。

缓倾薄层弱结构松动圈声波测试时测孔布置的理论依据与验证

从层状岩体的力学特性、声波在层状岩体中的传播规律、围岩塑性区和剪裂区的分布特征3个方面,对缓倾薄层弱结构松动圈声波测试测孔布置的理论依据进行研究,提出声波测孔布置3项基本原则,即:巷道两帮测孔顺层布置;顶底板测孔垂直于岩层布置;塑性区和剪裂区较大部位加大声波测孔控制深度。基于测孔布置的理论和原则,在工程中合理设计声波测孔布置方式。基于测孔布置的理论和原则,在某矿山巷道松动圈声波测试时改进声波测孔布置方式。测试结果表明:顺层和垂直于岩层的测孔布置方式获得的纵波波速vp与孔深L的曲线规律明显,克服了常规布置方式带来的vpL曲线无序变化的缺陷,可容易确定出倾斜薄层弱结构松动圈范围。

层状顶板巷道锚索破断机理

为揭示层状顶板巷道锚索破断机理,减小锚索破断造成的安全隐患,以晋煤集团赵庄矿3盘区3308工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和井下试验相结合的方法,分析了层状顶板层面正应力与切向应力分布规律及不同层状顶板厚度、层理不连续面数量、锚索预紧力下锚索的工作形态,结果表明:顶板岩层层理面上的剪应力呈非均匀分布,巷道跨中剪应力为0,最大剪应力发生在巷道两帮的支承区域范围,锚索水平偏移量与层面剪应力分布一致,提高锚索预紧力能够有效减少锚索的水平偏移。层状顶板锚索破断机理是锚索受层状顶板各层理岩层错动剪切破断,现场试验表明,在变全锚索支护为高强度接长锚杆与锚索分区协同支护后,赵庄矿33082巷道试验段顶板刚度显著提高,试验段巷道服务期间未发生锚索破断现象。

新型广谱金刚石破碎岩石工具的研制

新型广谱金刚石钻头由钻头钢体和金刚石刀头组成。金刚石刀头由若干含金刚石孕镶层和纯合金层相间组成。该新型金刚石钻头破碎岩石是以金刚石破碎为主、以破碎穴效应为辅的方式进行的。其特点是破碎岩石效率较高，对岩石的适应性较强，使用寿命高，钻头的导向性及工作稳定性较好，钻进效果与钻进质量明显提高。

冻结管断管原因及冻结温度场数值计算分析

杨村煤矿副井安全顺利通过井筒掘砌的薄弱环节深厚粘土层位,但出现了多根冻结管断裂现象。该粘土层导热性能差,冻土发展速度慢,冻土强度低,同时,施工过程中掘砌段高大,井帮暴露时间长,从而引起较大的井帮位移和底鼓量,是造成冻结管断裂的主要原因。根据冻结管的实际偏斜位置,同时考虑冻结管断管影响,建立有限元计算模型,计算分析了该层位的冻结温度场分布情况,井帮温度为-10^-13℃之间,井帮温度数值计算结果与实测结果相差-0.7~0.4℃,表明数值计算结果是可靠的,可为淮南矿区深厚粘土层冻结设计和施工提供参考。

隧道单层衬砌设计方法研究及应用

目前,在单层衬砌设计中应用较为广泛的是基于挪威法的Q系统支护设计法,但该方法涉及的参数有6个,在施工前及施工过程中测试这些参数经验性较强,准确性不高,而且费用较高;将Q法直接移植到中国的单层衬砌设计困难较大,不适合中国国情。在此背景下,提出以屈服接近度和围岩松动圈支护理论为基础的单层衬砌设计原则和方法,并结合合武铁路大别山隧道2号斜井进行了工程实践。首先通过地质勘查得到隧道所在地区的工程地质、水文地质特征以及围岩的物理力学指标,确定隧道围岩的屈服接近度,进而提出单层衬砌支护参数及喷射混凝土的力学控制指标,完成结构的预设计;根据隧道施工过程中实测的围岩松动圈范围,运用松动圈支护理论修正设计,从而形成一套完整的单层衬砌设计方法体系。实践表明,提出的单层衬砌设计方法经济适用、对施工干扰小,适合信息化施工,且施作完成的单层衬砌结构安全可靠,具有显著的经济效益和社会效益,有较大的推广前景。

土工合成材料替代碎石过渡层的作用研究

阐述了土工合成材料替代碎石过渡层作用的理论依据。根据试验路段的实测结果,证实了这种方法的效益。以土工合成材料替代碎石过渡层的做法经济可行,值得推广。

分层-环槽式热压金刚石钻头应用研究

多年来,热压金刚石钻头的工作层与金刚石都设计为均质型,整个孔底的环状岩石都由金刚石破碎,这不仅使得金刚石的含量较高,而且金刚石的利用率与钻进效率都受到影响。本文试验研究了一种分层-环槽式热压金刚石钻头,由含金刚石的工作层和不含金刚石的工作层组合而成,含金刚石工作层是破碎岩石的主体,而不含金刚石的工作层则利用钻头的径向与轴向振动,利用破碎穴效应,以机械方式破碎孔底岩石。这种钻头在钻进中能够提高钻头的稳定性,有效减少钻头的非正常磨损,提高金刚石的利用率和钻头的钻进效果。钻进实践表明,这是一种有发展和应用前景的新型钻头。

杆式穿甲弹侵彻靶板时弹坑表面熔化快凝层研究

钨合金杆式穿甲弹高速侵彻装甲靶板时,在弹孔表面会产生很薄的＂熔化快凝层＂。为了进一步研究熔化快凝层的形貌特征和形成机理,对小口径钨合金杆式穿甲弹垂直侵彻30Cr Mn Mo装甲钢板产生的弹坑表面,进行了扫描电镜观察及能谱分析,并利用LS-DYNA对弹、靶作用区的温度场进行数值模拟。结果表明：熔化快凝层的成分包含弹芯材料W、Ni、Fe和靶板材料Fe、Cr、Mn.其中钨在熔化快凝层中以两种晶粒形式存在,较大的呈扁状细长形,长度为几个到几十个微米;较小的呈球状弥散分布在基体内,直径为100-400 nm.还发现杆式弹芯头部的质量消耗是以＂溶解破碎＂形式发生。对＂熔化快凝层＂的研究可为深入分析钨合金杆式弹穿甲机理提供依据。

煤矿覆岩离层注浆减缓地表沉降技术的应用

地表沉陷控制的关键是治理覆岩破坏。控制覆岩破坏的途径有多种,覆岩离层注浆减沉技术是一种控制覆岩破坏的新方法。本文介绍了该技术在国内外的应用情况,论述了注浆减沉的理论基础和减沉机理,并提出了下一步要解决的问题,为提高减沉率和推广该技术奠定了基础。

级配碎石基层材料及最佳级配

从级配碎石的级配出发，通过分析各国规范对级配碎石级配范围的界定，综合选择合理的级配范围，为级配碎石的实际应用提供参考。

500kV超高压输电线路架空地线频繁断股原因分析

某500kV超高压输电线路架空地线频繁断股,采用宏观形貌检查、断口SEM检测、显微组织检测、力学性能检测及镀锌层质量检测等方法,对架空地线断股原因进行分析。结果表明:架空地线采用的镀锌钢线材料中存在超标脱碳层、非金属夹杂物及网带状铁素体等冶金及热加工缺陷,造成钢线的强度和韧性均不合格;同时,在钢线表面存在裂纹及尖锐凹坑等缺陷,在大风等恶劣气象条件下的拉应力载荷作用下,钢线表面沿裂纹及尖锐凹坑等应力集中部位发生脆性断裂。

破碎软岩中长锚索支护参数设计及其应用

云南某铜矿地质条件复杂,矿体和围岩均较破碎且含泥量高,需对其进行大量加固支护。综合分析后,考虑采用长锚索加固技术,对4#矿体进行围岩预支护、分层整体锚固及顶板长锚索加固。根据矿岩性质及采场结构,进行了锚索支护参数设计。试验结果表明,长锚索加固技术对于厚大破碎矿体适用性强,能有效防止围岩冒落、顶板垮塌及维护巷道完整性。矿石回收率比现用采矿方法提高近20%,矿石贫化率降低8%,经济效益显著。