不同钻进参数下反井钻机扩孔钻进速率与岩渣特征试验研究

通过不同钻进参数下反井钻机扩孔钻进斜井的现场工程测试与室内岩渣筛分试验,分析了不同钻进参数下扩孔钻头破岩钻进速率及其岩渣特征。结果表明:在单轴平均抗压强度41.6 MPa的砂岩地层中,获得了斜井反井钻机扩孔钻压、转速、扭矩等钻进参数与钻进效率之间相关关系;在试验范围内随钻压增加,扩孔钻进速率不断提高;在钻压为14 MPa、转速为9 r/min时,获得的最大扩孔钻进速率为1.41 m/h;在相同转速条件下,随着钻压增加,扭矩也同步升高,而扭矩与钻进速率之间呈线性正相关关系;通过筛分岩渣分析,扩孔钻头破岩形成的岩渣形态分为<0.50 mm的粉末状、0.50~<5.00 mm的颗粒状、5.00~40.00 mm的薄片状和>40.00 mm的大块板状或肋条状4类,岩渣粒度在10.00~20.00 mm范围内占比相对较高。研究成果可为快速判识反井钻机扩孔钻进效果和围岩稳定状态提供理论支撑。

700m深级公路隧道超大竖井掘进工法比选——以天山胜利隧道2-2竖井为例

为解决700 m深级高寒高海拔地区高速公路大直径竖井施工前施工工法难以抉择的问题,考虑到新疆严苛的环保要求,天山复杂的工程地质,钻爆法与TBM法“3洞”组合洞内通风的迫切需求,以及施工条件、工期、成本控制等诸多因素,调研国内外不同行业、不同级别井深的井筒正井法、反井法、竖井钻井法及竖向掘进机法等掘进工法,从地质适应性、工期要求、场地条件、技术成熟度、安全性、环保、成本等方面进行综合比选,结合天山胜利隧道2-2竖井工程的经验,得出主要结论如下:1)正井法、反井法、钻井法在煤矿等其他行业技术成熟,设备市场齐全,而在高速公路隧道700 m深级超大竖井施工尚属首次,施工难度极大,应引起项目决策者高度重视;2)高速公路隧道700 m深级超大竖井施工前,再次进行渗透系数、涌水量、围岩岩性、强度、破碎带位置及长度等的详勘或校核,是进行方案比选的重要前提;3)采用钻井法对应充分考虑坚硬地层导致的成本增加和工期延长等不利后果;4)超大竖井掘进机掘进设备、技术尚处在探索阶段,会因设备制造周期长以及泥浆泵更换、垂直度纠偏、刀盘漏油修复、频繁换刀等问题带来的工期不确定性和成本大幅增加,采用竖向掘进机法应慎之又慎。

激光间歇钻孔辅助TBM滚刀侵入花岗岩试验研究

针对隧道掘进机(TBM)掘进高承载压力、高强度、高石英含量等极端地层时盘型滚刀(简称滚刀)磨损严重导致其综合切削性能低下等问题,提出一种激光辅助破岩模式用于提高滚刀破岩效率;并以激光间歇钻孔辅助缩尺滚刀侵入花岗岩为例,设置测试组(预制激光孔)与对照组(无预制激光孔),进行给定孔-孔距为2 mm时不同刀-孔距的滚刀侵入岩石试验。通过对比2组中岩石的宏观碎裂、岩石碎裂负荷和比能(E_(SE))分析岩屑质量、破碎过程中滚刀所受垂直力以及耗能情况,讨论该方法的可行性和有效性。结果表明:1)破岩量随着刀-孔距的增大呈现出先增加后减小的趋势,在刀-孔距为5 mm时破岩量最大;2)在侵入深度为3 mm时,垂直力随着刀-孔距增加大致呈现出先减小后增大的趋势,在刀-孔距大于5 mm后,滚刀垂直力变化不大;3)E_(SE)随着刀-孔距的增加出现先下降后上升的趋势,其中刀-孔距为5 mm时E_(SE)最低。

机械掘进技术在弱胶结软岩巷道中的应用实践

弱胶结软岩强度低、胶结差、易风化、遇水易泥化,采用传统钻爆法掘进时技术难度大、安全风险高、效率低、成本高。基于此,提出以悬臂式掘进机机械掘进代替传统钻爆法掘进的技术方案,并开展悬臂式掘进机机械掘工业试验。工业试验时间长达309 d、累计掘进进尺1 297.21 m、总工程量27 729.49 m^(3),悬臂式掘进机纯截割能力19.15 m^(3)/h,平均每日进尺4.2 m,平均每班进尺3.41 m。结果证明,采用悬臂式掘进机机械掘进技术可以有效解决弱胶结软岩岩体内钻爆法掘进过程中遇到的生产难题,机械掘进效率可以达到钻爆法掘进效率的1.4倍以上,并在大幅度提高掘进效率的基础上降低了掘进成本。研究成果可为弱胶结软岩巷道掘进提供技术参考。

大直径竖井钻机压气反循环洗井效率模型试验研究

针对我国西部侏罗系地层钻井法凿井钻进与洗井效率低下问题,以西部可可盖煤矿中央回风立井钻井法凿井为研究背景,基于自主研发的压气反循环洗井试验装置,开展压气反循环洗井的相似模型试验研究,并采用正交试验和极差分析相结合的方法,探究钻头转速、风压和风管埋入系数等因素对压气反循环洗井效率的影响规律,最后提出了高效洗井的参数组合。研究结果表明:①通过正交试验和极差分析结果,得出洗井效率主要影响因素的敏感性排序为:钻头转速>风压>风管埋入系数;②基于模型试验结果,提出了洗井效率的评判指标清屑率和携岩率,二者均随钻头转速、风压的增大呈先大幅增长后小幅降低的趋势,且与风管埋入系数呈正相关关系;③洗井液排量与钻头转速呈负相关关系,钻屑排量随着钻头转速、风压的增大均呈现先增长后降低的趋势;④基于模型试验结果,提出了高效洗井参数:钻头转速为8.6 r/min;风压为1.44 MPa;风管埋入系数为0.837。研究结果可为提高西部侏罗系地层钻进与洗井效率低下问题提供有益参考。

大型立辊深孔加工工艺的优化

深孔加工的特点是工艺复杂、难度大。本文从工艺中的难点切入,结合现有深孔加工的案例,提出在卧式镗床上加工,改进普通麻花钻的结构,优化加工工艺参数,细化操作手段,为高效稳定的深孔加工提供借鉴作用。

煤矿超600 m垂直输料井快速钻井工艺及其关键技术

随着煤矿开采量的增加和采区接续,煤矿井下辅助运输系统存在换装转运环节多、往返时间较长,辅运能力下降和综合效率低等问题,通过增设布置垂直输料井可提高煤矿辅助运输能力。以山西王坡煤矿超600 m垂直输料井的建设为背景,论证了地质钻机钻井法、石油钻机钻井法、风动潜孔锤钻机钻井法、竖井钻机钻井法、反井钻机钻井法等钻井工艺技术和装备的可行性;鉴于拟建垂直输料井下部已经形成的生产系统的有利体条件,确定了采用反井钻机钻井法施工深度617 m、直径1 m的垂直输料井的方案;针对垂直输料井地层条件和深度大、直径小的工程特点,给出了超600 m垂直输料井反井钻机钻井过程中导孔钻进偏斜控制方法、扩孔钻进反井钻机选型依据、扩孔钻进参数随钻控制方法和钻井安全措施,并完成了工程现场应用。

复杂环境条件下深大竖井开挖施工技术应用与管理

竖井开挖是地下工程施工的关键环节,也是水电站建设工期的控制因素之一。施工时通过分析对比合理选择最优施工方案,并通过组织、安全、技术、资源、信息和进度等多个方面加强施工管理,不仅有利于加快施工进度,降低施工强度,改善作业环境,施工安全可靠,提高施工精度和保证施工质量,而且还具有良好的社会效益和经济效益。针对复杂环境下深大竖井施工爆破法和非爆破法的运用与实践进行分析、对比和总结,对竖井施工方法决策提供更多参考和依据。

旋挖钻机与双聚合泥浆在桩基施工中的应用

介绍了旋挖钻机和双聚合泥浆在工程中的应用,通过工程实例介绍了旋挖钻机的施工方法,着重介绍了双聚合泥浆的制备、特点和技术要求。

深埋隧洞不同掘进方式下即时型岩爆微震对比分析

对某水电站引水洞和施工排水洞钻爆法及TBM开挖段的施工过程进行连续性实时微震监测，将即时型岩爆孕育及发生过程中获得的微震信息进行了对比分析．结果表明：深埋硬岩地下隧洞即时型岩爆的孕育及发生过程中，微震事件在空间位置上从初始的不规则零散分布不断向岩爆区域集合，并且数量不断增加；累计微震释放能以及塑性体积的平均微震释放能均不断增大，TBM开挖过程中岩体能量释放要大于钻爆法开挖；TBM开挖强烈岩爆发生前有轻微～中等岩爆伴随发生并且随着岩爆的孕育过程而逐渐递增，而钻爆法开挖不具有这一现象．

机械井筒钻进技术发展及展望

首先对国外机械钻进技术现状做了回顾;其次,对冲积层特殊钻井法凿井技术在国内产生、发展进行了回顾,并将钻井技术发展划分为"技术基础准备阶段"、"钻井工艺现场实验应用阶段"、"技术装备发展成熟阶段"和"技术、装备突破阶段"等4个阶段,提出钻井法凿井向西部弱胶结软岩煤矿井筒、矿山小直径垂直通道、市政工程以及非煤矿山工程发展方向和需要解决的技术问题;再次,对于反井钻机技术发展、钻凿煤矿井筒技术及难点等做了分析,列举出反井钻井凿井需要解决的技术问题;最后,对竖井掘进机技术发展提出展望,对竖井掘进机凿井破岩、排渣、支护和辅助系统作用进行了论述。通过分析得出:根据不同地质条件、工程条件采用不同的机械化凿井方法,才能达到减少井筒内施工人员,提高安全和工作效率目的。

液压旋转式钻机与反井钻机的发展趋势

介绍了液压旋转式钻机与反井钻机的现状与发展趋势,以及两者在破岩机理、排渣方式的不同点,阐述了钻深与扭矩之间关系的差别以及两者在属性和工作原理之间的共同之处。

中心孔在多偏心轴加工中的应用研究

研究了中心孔在轴类零件加工中的作用,研究在四偏心轴加工过程中中心孔的制造特点、用途,提出分级中心孔的制造技术,同时采用砂带磨削、宽刃刀具、风动砂轮抛光等措施,提高工件表面质量,加工出合格的工件。该四偏心轴制造成功,为其他多偏心轴制造提供有价值的参考。

加工中心在孔加工中的应用

从实践出发,介绍数控加工中心在孔加工中的应用,以钻孔、深孔加工和镗孔为重点,用具体的例子对其加工过程进行全面的解析,为缺少加工经验的数控工作人员提供参考。

KC-TZ118型链轨节数控钻镗组合机床的研制

KC-TZ118型链轨节数控钻镗组合机床,是校企合作共同研发的高效率、高精度、高性能自动钻镗组合机床,专门用于挖掘机左右链轨节镗孔、钻孔的加工。主要介绍KC-TZ118型链轨节数控钻镗组合机床的方案确定、机床结构特点、机床参数的配置、数控系统的配置及调试方法等,并详细分析机床设计中的关键技术。

竖井掘进机钻井工艺及装备研究

随着矿山井筒向深部发展,机械化凿井是建井技术的发展趋势,为了实现井筒施工时掘进、排渣、支护平行作业,进行了竖井掘进机钻井工艺及装备研究。介绍了反井钻机钻进导井、竖井掘进机扩钻成井、破碎岩渣通过导井落入下水平巷道运输等竖井掘进机钻井施工工艺,详细阐述了竖井掘进机钻井装备和辅助装备。现场调试结果表明,竖井掘进机钻井技术及装备能够满足设计与施工要求。

我国煤矿岩巷安全高效掘进技术现状与展望

为找出我国岩巷掘进技术差距,结合我国煤矿岩巷掘进的现状,总结性地回顾了我国岩巷掘进技术发展历程,着重分析了岩巷掘进中钻爆法和综掘法施工工艺的存在的问题,调查显示我国岩巷掘进存在"两大两低"的特点,进尺平均仅为80 m/月,正规循环率仅为75%,最后指出我国岩巷安全高效掘进发展方向:钻爆法方面基于新型液压钻车的深部大断面巷道深孔爆破配套技术及装备研究,辅以大断面巷道精细爆破及周边定向断裂控制爆破机理研究和控制爆破药卷的推广应用;综掘法方面基于深孔预裂松动爆破的全岩掘进机掘进工艺研究,综掘机的自动化和遥控化研究和全断面硬岩掘进机(TBM)适应性研究。

我国交通隧道工程及施工技术进展

对我国隧道工程及施工技术现状、取得的成就及发展趋势进行了分析,介绍了21世纪初将要建设的特长和特殊隧道工程,分析了隧道工程的特点,指出要完成必须具备的基本条件.采用"新奥法"原则的矿山法需要提高开挖成洞速度,降低工程成本,改善施工作业环境条件和安全技术.隧道掘进机和盾构施工方法具有施工速度快、隧道成型好、机械化强度以及周边环境影响小等显著优点,将是新世纪广泛采用的一项新技术.沉管隧道在我国也将逐渐得到应用.

厦门海沧大桥西塔基础钻孔桩施工

介绍厦门海沧大桥西塔基础施工中泥浆制造、海上平台搭设、施工机具改造及泥浆循环的情况。

综掘工作面钻机连接掘进机液压系统的研究

煤矿综掘工作面掘进机前方必须设有钻机。先打眼后进道。打完眼后,钻机、泵站、操作台、开关、电缆等都要撤到掘进机后面,工作量大,劳动强度高,因此,需要研究掘进机提供液压动力供钻机工作。另外,在采购钻机时只订购钻机机体,其余不订,可以降低采购成本。