煤矿岩巷掘进技术现状及展望

巷道是矿山的“血管”,其掘进效率高低、技术的成熟与否及安全性直接影响着矿山的开采效率。目前,国内煤矿岩巷常用的掘进手段主要有爆破掘进、机械化掘进和爆破-机械联合掘进。爆破掘进分为人工钻爆法掘进和液压钻车钻爆法掘进;机械化掘进有综掘机掘进和TBM掘进;爆破-机械联合掘进主要是针对硬岩,通过超深孔爆破对岩体整体强度进行弱化,最后采用机械化进行掘进。本文归纳分析了煤矿岩巷掘进应用实例,首先介绍了以上三种方法常用的钻孔设备,对比分析各掘进技术的优缺点,然后阐述这几类掘进方式存在的技术性难题。人工钻爆法具有成本低、使用便捷等优势,但因其劳动强度大、凿岩效率低,以及工作面环境差等劣势十分明显,大多数矿山爆破掘进则采用液压钻车钻爆法,案例分析发现人工钻爆法和液压钻车钻爆法平均循环进尺分别为1.7 m和2.1 m,随着巷道断面面积增加,单位巷道断面面积的炮孔数目和炸药单耗有变小的趋势;机械化掘进可以有效提高掘进效率、节约劳动力,但对于强度较高的岩石,会导致其截齿的快速损耗,并且粉尘率较高;另外TBM过大的转弯半径、体积、造价限制了其在中小型矿山使用。爆破-机械联合掘进具有较大的灵活性,但在地应力条件下的爆破裂纹空间形态、堵塞长度等方面理论研究不够深入。最后,本文阐明了当前煤矿岩巷掘进面临的一些有待解决的理论技术问题,以及未来岩巷掘进的发展趋势。

铝合金深盲小孔管电极电解加工试验研究

针对瓶口阀铝合金阀体深盲小孔难加工问题,应用管电极电解加工方法解决该问题。为提高铝合金深盲小孔管电极电解加工稳定性,仿真分析了不同电极进给速度下加工间隙内电场、流场的分布规律;以6061铝合金为对象,使用内径为0.6 mm、外径为1.0 mm的管电极进行电解加工,研究了初始间隙、电极进给速度以及电极旋转对管电极电解加工的影响。仿真和试验结果表明,电极进给速度过大或过小,均不利于铝合金深盲小孔的稳定加工,电极进给速度大于1.4 mm/min时孔底易形成凸起,电极进给速度小于1.0 mm/min时孔底易形成凹坑;初始间隙取0.3 mm能获得质量更好的孔口形貌;电极旋转有利于产物和热量的排出,从而提高加工精度。采用最优参数加工得到了孔间距为2.46 mm、平均直径为1.28 mm的密集孔和平均直径为1.29 mm、深度为50 mm的深盲小孔。

钛合金组合体深锥孔工艺试验研究

在实际生产中,复杂钛合金组合体深锥孔加工对加工精度和表面质量要求较高,是业界难题。本文对钛合金组合体深锥孔的结构特点和加工要素进行分析,经过不断实验和研究,设计专用工装、专用刀具,选择适宜的加工参数采取工艺措施,保证钛合金组合体深锥孔的加工尺寸和表面质量,满足工艺要求。

动力扰动下深部巷道卸压孔与锚杆联合支护的数值模拟

为探索动力扰动下深部巷道围岩稳定的控制方法,在分析钻孔卸压作用机理的基础上探讨卸压孔与锚杆联合支护技术。结合某一巷道围岩,采用RFPA2D-Dynamic数值软件,在模拟静载荷作用下巷道破坏机理的基础上,模拟和分析动载荷作用下巷道围岩动态损伤破坏发展以及围岩中应力场重新分布的过程,揭示动力扰动下深部巷道卸压孔与锚杆联合支护的作用机理。研究结果表明:卸压孔与锚杆联合支护使巷道围岩自身形成承载结构并使高应力向深部转移,改善围岩中的应力环境,取得较理想的支护效果。因此,卸压孔与锚杆联合支护技术的研究对寻求深部巷道围岩稳定的控制方法具有重要的参考价值。

超声加工技术的现状及其发展趋势

结合近年来超声加工技术的发展状况,综述了超声加工在深小孔、难加工材料、超声复合加工和微细超声加工等方面的现状,并描述了超声加工技术的发展前景。

急倾斜厚大矿体阶段深孔空场崩落联合采矿法

以红岭矿区铅锌等多金属矿体为研究对象,针对原铅锌矿开采中存在的生产能力小、劳动效率低、分段采准工程量大、成本高、采场顶板暴露面积大、安全性差、维护费用高等问题,试验研究采用脉内脉外联合采准、阶段凿岩、平行深孔孔间微差精准起爆崩矿、铲运机阶段集中出矿、一次爆破回收矿柱、封闭隔离采空区综合工艺。经现场工业试验,矿房生产能力可达到970 t/d,采矿损失率3.19%,贫化率5.25%,采矿直接成本29.22元/t。试验证明该采矿工艺简单实用、劳动效率高、生产能力大、采矿成本低,而且能有效避免矿柱大量损失,是急倾斜厚大矿体安全高效开采技术的重大进步。

超声加工技术的发展及其应用

结合近年来超声加工技术的发展状况,综述了超声技术在深小孔加工、难加工材料的加工、超声复合加工、超声磨削加工等方面的最新应用,并阐述了超声加工技术的发展趋势。

新丰江水库区和平地电站电阻率深孔多电极抗干扰观测实验

随着社会经济的快速发展,传统的地震地电阻率观测想避免环境干扰的影响已经是不可能的事情。在这种形势下,由横向向纵深发展的深埋电极电阻率观测方法正得到越来越多的重视和研究。通过利用和平地电站已开展近20年的深孔电阻率观测试验的有利条件,进行深孔多电极组合实验观测研究。总结了多种实验结果,证明在深孔中设置多电极组合的优势,并表明电极只要埋人地下一定深度后,就能达到压抑地表的干扰影响。

组合刀具在深孔加工中的设计与应用

通过对箱体类工件的小直径深孔加工的难点分析,确定了合理的工艺方案。并设计了组合划钻、组合式浮动镗刀,配合镗模加工,保证了深孔的加工精度,提高了加工效率。在该工件的批量生产中应用效果良好,可供借鉴。

基于MINITAB的旋转超声电解复合加工微小深孔试验研究

为解决电解加工微小深孔中电解液难以进入加工区及电解产物难以排除的问题,搭建了内喷式旋转超声电解复合加工试验装置,并基于MINITAB开展了微小深孔侧面间隙的试验研究。试验结果表明,加工电压、阴极裸露长度、进给速度和阴极转速对侧面间隙影响显著,且前两者对侧面间隙产生负效应,后两者对侧面间隙产生正效应,加工电压*进给速度、加工电压*阴极转速、加工电压*阴极裸露长度、进给速度*阴极转速对侧面间隙的交互作用显著,并得到了侧面间隙的数学回归模型,试验值与回归模型的相对误差为8.18%。在此基础上对模型进行优化,进行了响应曲面试验,并通过试验进行验证。优化结果表明,试验值与优化模型值相对误差为4.96%。通过控制阴极伸出长度能有效地减小加工孔的锥度,理论上可以将孔的锥度减小至零。所加工的微小深孔直径为4.007mm,深为67.5mm,加工电流稳定。

浅谈在高校金工实习中对一种金属大口径深孔加工工艺的改进

针对传统刀具在普通车床上,加工金属大口径深孔过程中,出现的难点进行合理改进,对车刀进行改进从而设计出一种新型组合车刀及其加工工艺,提高了效率,降低成本和劳动强度,实现加工金属大口径深孔的目标。

砂卵石地层超前管棚和深孔注浆复合预支护效果研究

以北京地铁12号线区间下穿京张高铁盾构隧道为工程背景,数值模拟了砂卵石地层超前管棚和深孔注浆复合预支护工法的地层变形控制效果,探讨了预支护方法对下穿工程地层变形规律、地表沉降规律、盾构管片变形规律、塑性区分布以及管棚受力特征的影响。结果表明:下穿工程地铁施工引起上部高铁盾构管片最大变形区在双区间中心截面±15m范围内,这是布置超前支护以控制地层变形的关键区;深孔注浆加固条件下增设超前管棚,可减小拱顶围岩塑性区开展范围,改善注浆体受力状态,有效降低隧道中上部围岩变形;超前管棚和深孔注浆复合预支护可充分利用深孔注浆的拱效应,又可利用管棚的梁效应,发挥各自力学优势,联合承担上部围岩压力。

微小深孔加工综述

微小深孔加工一直是制造业所关注的问题之一。传统加工方法中最为有效的是机械钻削加工,但随着材料科学的发展,微小深孔钻削过程中出现了瓶颈,如刀具难以冷却、排屑困难等问题,致使微小深孔加工的深径比小,加工质量差,在钻削过程中常出现断刀的现象,而对于一些难加工材料,采用传统刀具加工效率低或者根本无法加工。针对传统加工方法所存在的不足,开发了各类特种加工方法,如电火花加工、电解加工、超声加工、激光加工以及电子束加工等,对其加工原理、加工特点以及所存在的不足进行了综述,在此基础上,分析了各类复合加工技术的特点,在加工技术上取长补短,弥补各自所存在的不足。复合加工技术将在未来制造业中得到广泛应用。

综采工作面过断层施工工艺及支护技术

新景煤矿15032工作面过F7断层期间,存在采煤机破岩量大和故障率高、采空区遗煤量大以及过断层期间围岩破碎等技术难题。对过断层回采方案进行分析,提出了深孔预裂爆破回采工艺,并对工作面过断层期间顶板采取“注浆加固+JW型锚索棚”联合支护。应用效果表明:采用深孔预裂爆破法过断层时实现了断层岩体提前预裂效果,降低了采煤机破岩难度,采煤机故障率由原来的17%降低为4%;对断层区采取联合支护技术后,控制了围岩变形、破碎现象,顶板端面距减小至0.4 m,煤壁片帮深度减小至0.7 m,保证了工作面安全回采。

SYZX系列绳索取心液动锤在新余梅山煤矿易斜深孔防斜钻进中的应用

为了解决江西新余梅山煤矿深孔勘查中存在的孔斜问题,采用绳索取心液动锤钻进为主的防斜工艺,优化钻具结构组合,合理地选择钻进技术参数和措施,在该矿区取得了明显的减斜防斜效果。总结了SYZX系列绳索取心液动锤在江西新余梅山煤矿勘查深孔施工中的防斜经验。

PLC在深孔钻组合机床控制系统中的应用

本文简要介绍了深孔钻组合机床的控制原理,并给出其PLC控制系统的流程图和梯形图程序设计。

深孔薄壁件正挤压凹模的有限元分析

针对用于深孔薄壁件挤压的典型正挤压凹模,在不作厚壁圆筒简化并施加非均布载荷的情况下,采用有限元法进行受力和变形情况的分析,计算结果更接近于实际,并进而得到组合凹模配合面过盈量、切向应力和预紧圈外径的关系图。利用此关系可以方便地选取外模圈尺寸和相应的内外模圈配合面的过盈量,为实现组合凹模的设计提供更加精确的设计依据,在实际生产中有较好的应用价值。

中深孔光爆在全岩平巷施工中推广应用

详细介绍中深孔光面爆破破岩机理,结合工程实例论述了采用中深孔爆破的技术要求,中深孔光面爆破能提高施工速度,降低成本,在今后井巷工程中等以上稳定岩层施工中可推广应用。

深孔-中深孔并段回采技术在小官庄铁矿的应用

本文针对小官庄铁矿矿体赋存的具体特点,在首层开采中成功地采用了低采准比、高开采强度的深孔、中深孔并段回采技术。并在实际生产中解决了凿岩、装药设备以及高切割等技术难题,推进了无底柱分段崩落采矿方法结构和工艺的变革。对其它类似矿山具有一定的参考价值。

超声电解复合加工深小孔装置与试验研究

论述了国内外超声电解复合加工技术的研究进展,对超声电解复合加工深小孔技术进行了研究,研制了超声电解复合加工装置,通过初步试验,分析了各因素对超声电解复合加工深小孔的影响,为今后的研究提供了基础。