关于T-150型高气压环形潜孔钻机的设计构想

高气压环形潜孔钻机是地下矿山高阶段大直径深孔采矿的关键设备。本文指出了国产T 150型潜孔钻机的设计重点 。

对深孔大口径取心钻探工艺的一些认识——以WFSD-2号孔0～897.66m段施工为例

深孔大口径取心钻探,钻孔口径大、地层复杂、钻孔结构复杂、深孔段效率低,钻进工艺尚不成熟,钻探工程难度较大。结合WFSD-2号孔0～897.66 m段施工情况,介绍了施工中存在的主要问题及采取的主要技术措施;对各种施工工艺、技术方法进行了对比分析,提出了建议。

中凯矿业大直径深孔爆破落矿装药结构优化研究

装药结构对厚大矿体大直径深孔爆破落矿效果具有重要影响。中凯矿业帮中矿区现行装药结构(空气间隔长度比例24.2%)存在爆破后冲破坏作用严重的问题,造成后一排炮孔堵塞、坍塌甚至报废,严重影响生产效率;而盲目增大空气间隔长度比例则存在爆破大块率增加的风险。以矿山实际的炸药和岩石参数为基础,采用数值模拟软件LSDYNA开展大直径深孔爆破落矿装药结构优化研究。选择常用空气间隔器作为间隔材料,以空气间隔长度比例为研究对象设计了12种装药结构方案进行数值模拟,得到了装药结构与爆破后冲作用、大块率、自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力等评价指标之间的关系。结果表明:自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力随空气间隔长度比例增加逐渐下降;当空气间隔长度比例小于等于30.5%时后冲作用明显,后排炮孔可能出现塌孔现象,当空气间隔长度比例大于等于45.3%时,存在大块率增加的风险,最优装药结构的空气间隔长度比例为44.2%。现场深孔爆破落矿试验表明,优化的装药结构爆破后大块率为7.1%且爆破后冲作用得到有效控制。

安庆铜矿深部矿体高阶段大直径深孔采矿应用研究

大直径深孔采矿是基于凿岩设备、爆破技术、机械化铲装等多方面技术发展而形成的高效采矿方法。在分析安庆铜矿开采技术现状基础上,阐述了矿山采用高阶段大直径深孔采矿技术的工艺布置。在原浅部采场VCR采矿法的基础上,按照大直径深孔采矿工艺要求对孔网布置、爆破方式、采场边界控制爆破等进行优化,提出了VCR法拉槽侧向分段崩落的回采方式。通过在矿山深部采场应用,取得了采场单日最大出矿量超过900 t、大块率控制在5%以内、充填体混入率小于8%的效益。安庆铜矿的大直径深孔采矿实践证明,该项技术是增加采矿量,扩大回采规模,提高劳动生产率和经济效益的有效途径,为国内外类似矿山应用该方法提供了借鉴。

上软下硬地层近距离下穿既有盾构区间注浆加固关键技术

依托广州某新建大直径盾构隧道下穿既有盾构区间项目,研究了在富水花岗岩地层中复杂周边环境条件下的地层加固技术以及下穿过程中的关键施工措施。结合施工条件,对新建盾构区间采取水平定向钻注浆、先行洞预留注浆孔注浆、盾构机超前注浆结合的主动注浆方式;对既有线进行预注浆加固的被动注浆方式。施工过程中,采用控制掘进参数、渣土改良、同步克泥效等控制手段,保证了盾构下穿过程的顺利进行。

自动接卸钻杆液压机械手研发与应用

在大直径深孔钻机凿岩作业过程中,钻杆联接与拆卸是一个非常重要的环节,传统钻机的接卸杆以人工为主,劳动强度大、安全风险高、作业效率低。设计了一种高效、稳定的自动接卸钻杆液压机械手,以实现钻杆的自动抓取、转运和放置,提高作业效率,降低人力成本,增强作业安全性。通过对自动接卸钻杆过程的分析,明确了机械手的功能需求和运动特点,设计了机械手的整体结构,包括滑台、关节臂和夹爪等关键部件,并进行了优化和仿真分析,提出了基于双阀芯电液数字阀控制技术的5自由度液压机械手设计方法,有效验证了该方法的可行性。生产实践表明:所设计的液压机械手具有良好的抓取性能、运动性能和稳定性,可准确、快速地抓取、转运和放置钻杆,能够满足大直径深孔钻机凿岩作业自动接卸钻杆的需求。该机械手在大直径深孔凿岩作业中具有广泛的应用前景,尤其对以下向凿岩阶段空场采矿法等采矿工艺为主的地下矿山实现自动化、智能化乃至无人化开采具有重要现实意义。

智能采掘装备在阶段空场嗣后充填法中的应用

随着国民经济建设的快速发展,地下矿产资源需求量不断增大,金、银、铜、铁等战略性矿产资源是国民经济的基础。为满足国家工业生产需求,需要提升地下矿山的开采效率,由于阶段空场嗣后充填采矿法便于实现机械化开采,在我国地下矿山得到了日益广泛的应用,但目前阶段其仍然存在关键环节和重点部位用人多、智能化程度较低、安全风险高等问题,如何实现安全、智能、绿色、高效开采是亟需解决的问题。本文详细介绍了采准、切割、回采三个环节智能采掘装备的特点及应用,提出了阶段空场嗣后充填采矿法的智能采掘方案,并已将该技术成功应用于矿山实际生产,实现了凿岩穿孔智能化、天井掘进无人化,对推动我国智能矿山建设提供了重要的技术装备支撑。

红牛铜矿超前切顶下向大直径深孔落矿阶段出矿嗣后充填法的研究与应用

根据红牛铜矿东部KT2、KT2-1矿段采用的超前切顶下向大直径深孔落矿阶段出矿嗣后充填采矿法采矿工艺特点,通过结合当期生产试验阶段的生产实际情况,对工艺的优缺点和采矿方法的应用以及现场实践应用情况分析,对矿山今后开采积累了大量有价值的经验。

大直径深孔灌注桩多系统清孔工艺技术研究与应用

论文通过对大直径深孔灌注桩工程施工中的清孔工艺技术进行深入研究,提出了合理的高效清孔工艺的解决办法,通过应用验证后,对大直径深孔灌注桩的能耗效率和质量检测优良等级占比的数据对比,明显优于应用前。论文将成果经验进行分享,以期提高大直径深孔灌注桩基础工程整体施工工艺现状,降低大直径深孔灌注桩施工能耗成本,对改善土木工程领域桩基础工程的技术质量及效益有一定帮助。

基于爆破漏斗试验的大直径深孔爆破参数研究

根据利文斯顿爆破能量平衡准则,在安庆铜矿生产现场,进行了系列单孔爆破漏斗试验以及变孔距多孔同段爆破漏斗试验。对现场应用的两种炸药爆破漏斗特性曲线、爆破漏斗体积与炸药埋深及其与漏斗半径关系、爆破漏斗的最佳埋深与临界埋深、爆破漏斗的炸药单耗等内容进行了分析研究。据此,确定了与矿岩条件相匹配的炸药类型,计算选择了安庆铜矿采矿生产所需的大直径深孔爆破参数,推荐安庆铜矿1#矿体深部矿房采场大直径深孔爆破采用MRB乳化岩石炸药,钻爆设计参数为:单层药包重量:中间排孔29~34 kg;边排孔24 kg。单层药包最佳埋深:中间排孔1.78~1.89 m;边排孔2 m。分层装药高度:中间排孔1.23~1.44 m;边排孔1 m。分层爆高:2.5 m。最佳漏斗半径:1.69 m。炮孔间距:3.2 m。单孔控矿面积:10.24 m2。平均炸药单耗:0.33kg^0.365 kg/t。

煤矿硬岩巷道掘进大直径炮孔爆破试验研究

增大药卷直径可提高炸药爆速,配以较大直径炮孔爆破能够增强岩石的破裂和破碎。为了提高煤矿硬岩巷道掘进爆破效率,在液压凿岩台车施工巷道首次进行大直径炮孔和大直径药卷中深孔爆破试验研究,同时对各段雷管起爆延期时间进行优化,其中第2段雷管的延期时间由原先的25 ms增加至50 ms,目的是使掏槽爆破后岩石有足够的时间破碎、运动和抛掷出槽腔,形成新的自由面。并配用底部集能装药掏槽爆破技术和水垫层周边光爆装药结构,爆破试验取得了良好的效果。

倾斜中厚矿体采场宽度优化

采用弹性力学分析得到顶板受力状态与采场宽度的关系,在计算所得采场安全开采最大宽度为12.1 m的基础上,结合矿山实际开采条件,提出采场结构参数初选方案;运用数值分析方法模拟获取不同结构参数下采场的力学响应特征;采用多目标决策理想点法综合考虑安全和经济两大因素,计算各方案评价指标集与理想解的向量相似度,得到各方案的优越度排序,最终实现采场结构参数的综合优化。研究结果表明:在开挖过程中,最大压(拉)应力与矿房宽度和矿柱宽度成正比,塑性区体积与矿房宽度成正比,安全率与矿房宽度成反比;矿房宽为12 m、矿柱宽为8 m的方案为综合考虑安全与经济因素的开采最佳结构参数方案。

立井深孔直眼掏槽大直径中心空孔作用分析和参数计算

为提高立井基岩段掘进爆破效率,改善破碎块度,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,探讨深孔直眼掏槽大直径中心空孔的作用机理。理论研究表明:空孔为装药掏槽炮孔提供了一个与其相平行的辅助自由面和破碎岩石的补偿空间,加大了爆炸应力波的反射拉伸作用,空孔的存在造成了槽腔岩石中的拉应力集中,从而增大了岩石中的拉应力作用强度,引起槽腔中裂隙的进一步扩展延伸,使槽腔内岩石的破裂和破碎更充分。数值模拟结果进一步验证了大直径中心空孔所具有的应力叠加和反射拉伸作用。在此基础上,对空孔与装药孔间距的合理取值进行了理论分析计算,中心空孔应处在掏槽孔形成的爆破裂隙区之内,并选用较大的松动爆破作用指数进行设计。

基于Phase2的不同配比充填体厚度的数值模拟研究

在充填体作用机理,稳定性分析与监测,爆破地震效应,静动态特性及损伤理论等方面的研究基础上,依托安庆铜矿高阶段大直径深孔采矿法第一步骤采场的充填现状,采用Phase2软件建立了多种数值分析模型对不同灰砂比充填体厚度的充填效果进行数值模拟研究,并进行了多方案技术经济对比分析。研究结果表明:灰砂比为1∶4,1∶8,1∶10对应充填体厚度分别为10,24,22 m时,为最优方案。该充填体厚度可为矿山采场充填配比设计、充填管理及充填质量提供技术参考。

大直径深孔侧向崩矿技术在柴山矿的应用

柿竹园柴山钼铋钨矿厚大集中、矿岩稳固且产能要求大,经采矿方法比选,推荐主要采用165mm大直径深孔阶段空场嗣后充填法开采,该采矿方法具有产能大、效率高、成本低等优点。为了简化装药结构、减少测孔与爆破次数、减轻劳动强度和降低采矿成本,对大直径深孔提出了孔内竹筒间隔装药、孔口分段、辅以导爆索起爆侧向崩矿技术。经爆破实践证明,选用的大直径深孔爆破参数合理,侧向崩矿技术可行,劳动效率高,生产成本显著降低。

深孔及松软地层大口径绳索取心钻具的研究与应用

为解决深孔大口径及松软地层取心难的问题,推进取心钻探技术的发展,研发了一套大口径绳索取心钻具。着重介绍了大口径绳索取心钻具的结构特点、技术参数、技术创新及使用效果。应用结果表明,该大口径绳索取心钻具结构合理、各机构动作可靠、岩心采取率高,能够满足深孔及松软地层的取心要求。

矿柱高阶段大直径深孔回采边孔爆破参数试验研究

安庆铜矿矿柱120m高阶段大直径深孔回采工业试验，采用正交试验确定边排孔至充填体距离和边排孔装药结构参数，建立了高阶段矿柱爆破数学模型，对爆破参数进行优化，并阐述了该参数在工业试验中取得的良好效果。

大直径中深孔在桥梁爆破中的应用探讨

现阶段石拱桥、钢筋混凝土双曲拱桥,大多采用手风钻小直径炮孔爆破拆除。根据多座桥梁爆破拆除工程实践,分析了大直径中深孔爆破拆除的可行性。得出了采用中深孔比常规小孔爆破法更安全、优质、快速、经济。

无氧铜深孔套料加工工艺的试验研究

根据无氧铜的材料特性和切削加工性能,进行了无氧铜的大直径深孔套料加工试验,并设计了套料钻和加工工艺。试验结果证明,切削过程稳定可靠,通过套料加工可显著提高无氧铜的材料利用率。

大直径深孔爆破技术在矿柱回采中的应用

通过对充填体受力分析 ,指出减小爆破对充填体的破坏作用是矿柱回采的技术关键之一。针对爆破的各种破坏方式 ,提出了相应的对策 ,确定正确的爆破方案 ,选择合理的爆破参数并采取切实可行的保护措施。经过实践 ,获得了良好收效 。