大变形巷道限阻耗能型支护结构研究

为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量释放与变形的“限制支护阻力阻尼器”(简称“限阻器”);通过数值分析与室内静压试验相结合的方式得到限阻器试件的性能指标与设计参数之间的关系,并验证限阻器的工作性能;最后通过数值模拟对比巷道常规支护与限阻耗能支护形式的变形与受力情况,验证巷道限阻耗能型支护方案的可行性。结果表明:限阻器的试验压缩量均达到了80%以上,具有较大的变形行程,在保证初期支护发生较大变形的前提下,达到降低围岩压力、耗散围岩能量的目的。限阻耗能支护较巷道常规支护最大主应力值分别降低51.2%、89.8%,提高了结构的安全性。

西部软岩地层冻结井筒固管水文孔施工技术

西部软岩地层具有隔水层较薄、含水层较厚的地质特征,在冻结法施工井筒时会造成水文孔报导困难。水文孔是判断冻结壁发展规律和确定井筒开挖时间的主要依据,为了确保水文孔能够准确报导,采用水泥浆固管技术来封堵水文孔套管与围岩之间的环形空间,以确保套管与地层有效黏合,并避免上下层位串水。通过工程实践,验证了该项技术的可行性,为井筒修复冻结工程及类似工程提供了有价值的参考。

西部矿区含水软岩地层冻结立井井壁修复技术研究

井筒是矿井的咽喉,矿井所有煤炭提升和人员、设备、材料、矸石升降及矿井通风等均需通过矿井井筒完成,具有投资大、建设周期长、服务年限长、矿井投产后维修困难等特点。结合我国西部地区立井井筒施工所穿过地层特点,分析、总结井筒冻结、井壁结构设计、井筒施工技术等关键技术,成功实施了神华集团杭锦旗能源有限公司塔然高勒矿井冻结断裂井壁修复工作,相关成果可供类似井筒设计、施工参考。

松散围岩井筒支护技术研究

针对可可盖矿井筒松散围岩稳定性差、易出现大变形、地表塌陷和支护困难等问题,通过理论分析、数值模拟相结合的方法,研究表土段、风化基岩段井筒稳定机理与支护技术,进行各段井筒的支护形式和参数的研究,实现井筒的长期稳定和提高井筒掘进速度的目标。提出的参数条件在现场应用的背景下,明槽段和综掘段主副斜井的井筒变形量在可控范围内。

软硬交替地层超深竖井围护结构受力和变形特性

研究区地层条件以“硬岩”(泥质粉砂岩、岩屑砂岩)与“软岩”(泥岩)互层为特征,形成了明显的软硬交替地层,使竖井的受力与变形尤为复杂。采用Flac3D数值模拟方法对竖井开挖施工全过程进行研究,详细分析了施工过程中圆形地连墙和内衬的受力及变形特性,结果表明:1)在基坑开挖过程中,当开挖深度高于或处于“硬岩”时,地连墙在该软硬分界面位置处产生反弯点,向坑外发生弯曲变形,而当坑内“硬岩”被挖除后,整体向坑内产生水平位移。2)地连墙的环向应力和水平位移变形规律为“E”型,地连墙的最大环向应力和水平位移总是集中在“软岩”深度范围内,而在“硬岩”深度范围内环向应力和水平位移最小;同时,地连墙的最大弯矩总是出现在软岩岩层交界面深度附近。3)内衬的环向应力和水平位移变形规律为“阶梯”型增长,但在“硬岩”深度处出现减小;内衬受坑内岩体隆起影响明显,最大弯矩总是出现在内衬底部,同时向坑外产生位移。

膨胀性软破岩层深竖井施工分级支护研究

境外某铜金矿千米深竖井在通过膨胀性软破岩层(泥灰岩)时,围岩遇水膨胀压力极大,先后出现两次井壁垮塌和开裂的情况,对施工进度及施工人员安全产生极大影响。为解决该问题,查找相关文献资料及国内外类似施工案例,对通过膨胀性软破岩层的井壁破裂机理进行分析,针对性地制定井壁破裂修复方案;在此基础上,进一步调查施工地点的工程地质和水文地质情况,通过分析与总结,提出深竖井不良岩层的施工及分级支护方案,对其所穿过的膨胀性软破岩层的围岩制定分级表,根据不同岩体等级分别提出相应的施工及具体支护方案。通过对两次破裂处井壁的修复,较长时间内未出现裂缝及漏水现象,修复效果良好,达到预期;此外,竖井井筒后续施工中在采用分级支护方案后,井筒顺利通过厚度超过500 m的不良岩层,且在工期、质量、安全三个方面都取得良好效果,保障该深竖井工程的施工质量与施工安全。该工程为膨胀性软破岩层中的深竖井掘进施工积累了宝贵经验,对类似工程具有一定的借鉴意义。

上软下硬地层中大直径竖井机械化施工方法

针对上软下硬地层中大直径竖井机械化建造困难的问题,以深圳大坪区间2标段2#工作井为背景,提出一种适用于上软下硬地层的大直径竖井机械化施工方法。该方法在软岩段采用CJM沉井掘进机进行施工,在软硬交界段进行工法转换,在硬岩段采用机械破岩方式施工。本文对前述大直径竖井机械化施工方法的施工流程、关键施工技术进行详细研究,并对其预制拼装竖井结构设计理论进行研究,提出一种大直径竖井装配式井筒结构设计方案,最后对大直径竖井机械化施工过程中井筒结构内力和周围地层影响进行研究,结果表明该方法对竖井周围地层影响较小,井筒结构受力最不利位置位于土岩交界面以上附近位置。

软土地层特深圆形竖井不排水开挖施工工艺研究

以上海苏州河段深层排水调蓄管道系统工程中的福建北综合设施竖井施工为研究背景,从周边环境、开挖风险、水资源利用等综合因素考虑,针对百米圆形竖井开挖面临的第三承压含水层水位控制难题,提出了钢-混凝土组合底板水下施工工艺和利用浮力钢-混凝土组合竖井结构沉放工艺2种方案。利用内外水压平衡原理,不需降承压水,实现降低对周边环境影响的目的;通过在基坑垫层混凝土中加入钢桁架,解决封底混凝土块和筒体整体受力问题。研究成果可为未来特深圆形竖井不排水开挖提供技术储备和借鉴。

车古211井抗高温防塌钻井液技术

车古211井是重点评价井,完钻井深5054.3m。车古区块地质结构复杂,地层发育超温,井底温度达180℃,勘探过程中复杂情况不断发生,车古区块一度成为勘探开发的禁区。通过优选复合盐防塌钻井液体系和抗高温无固相钻井液体系,配合现场钻井液维护处理工艺,保证了工程的顺利进行,钻井过程中井壁稳定,完井作业顺利,为该区块的进一步勘探开发提供了宝贵的技术参数和施工经验。

江阴大桥北锚沉井基础变位过程实测研究

根据江阴大桥北锚沉井基础变位 41次的观测资料 ,揭示长江下游软土地基上大跨径悬索桥锚碇沉井基础在施工及营运阶段的变位规律。实测结果表明 :特大型沉井分区封底对沉井沉降特征具有重要影响 ;不同施工阶段 ,锚碇沉井基础变位呈现出不同的特征 ,沉降及不均匀沉降是最根本的变位。

软岩井底车场巷道变形破坏机理及支护技术研究

为解决兴安矿中生代软岩地质条件下的井底车场巷道变形严重,重车线大面积冒落,井筒马头门多次返修仍未稳定的问题,采用地质调查、室内试验和数值模拟等手段,划分了高冒区、严重变形区和一般变形区,分析了巷道以顶沉、帮缩、冒顶为主的变形破坏特征,以及埋深、地质构造复杂、支护不合理等破坏原因,揭示了由离层发育演化为岩板破断的渐进式层状顶冒落机理,然后利用冒落拱的自稳性和围岩自承能力形成上部硐室,采用柔层桁架耦合支护形成下部硐室的上下双硐室稳定耦合控制对策。现场返修加固工程实践表明:提出的兴安矿四水平重车线锚网索-桁架耦合支护设计方案能够有效控制围岩破坏变形,最大两帮移近量30 mm,最大底鼓量27 mm,变形趋于稳定。

新型带式输送机“V”形托辊的研制

基于对现用的托辊组结构上在应用中的问题的分析和研究,提出了托辊结构的改进方法;给出了软轴的连接方式与选材,为了保证托辊的使用寿命和应用可靠,介绍了高可靠性的密封措施,有效地改善了其性能,并大幅降低了成本。

软轴摩擦力计算公式的结构参数优化设计

通过最小二乘回归分析方法推导出软轴摩擦力计算公式,并运用粒子群算法对其进行修正.修正后的软轴摩擦力计算经验公式可以有很多方面的应用.本文运用遗传算法结合该经验公式及某些约束条件对软轴摩擦力大小进行优化,得出最小摩擦力出现时软轴的几何参数.结果表明:在限定极限弯曲挠度的条件下,出现软轴摩擦力极小值时的芯轴长度及弯曲半径均取在所规定的取值边界上,而芯轴直径随着极限弯曲挠度的增大而减小.

软弱围岩变形三维物理模拟监测系统构建

软岩井筒围岩变形易受多组相交剪切结构面、岩性、埋深等因数影响,在复杂地质作用下,非线性变形特征明显。宁夏宁东矿区地质环境十分脆弱,围岩性质复杂且多次出现此种现象。通过调查研究,在系统地分析软岩井筒围岩的局部化应力-变形机理的基础上,针对性的构建了"声-光-力"集成监测的三维可控加载物理模拟实验平台,形成了"人-机"结合的信息化识别立体模拟防控体系。为后期实验过程和结果分析提供基础支撑。

深井厚冲积层软岩马头门稳定性控制技术研究

基于深井厚冲积层软岩巷道稳定性较差,遇水风化软化严重,易发生塑性变形和流变的现象,针对处于高应力区、岩层节理裂隙发育的赵楼矿,为了保证处于不稳定冲积层软岩中马头门的稳定,提出了高强让压锚杆+锚索+锚注+喷射混凝土和浇灌钢筋混凝土联合支护加固。马头门施工后矿压监测锚杆和锚索受力最大值为56和108 kN,具有足够的安全余量;混凝土最大应变变化值为31×10-6,基本稳定处于安全状态,显著地改善了围岩的受力状态,提高了支护结构的承载能力,控制了围岩的变形,有效解决了深井厚冲积层马头门的稳定性控制问题,保证了巷道围岩和支护结构的共同稳定。

BRQ便携式软轴连接高压带电清扫器研制

分析我国现有的手持式带电清扫器具使用中存在的问题。介绍适用于110kV、220kV高压变电设备带电清扫作业的先进机具:采用落地式动力源与手持清扫器2个分体部件的结构,软轴连接传递动力、驱动毛刷盘高速旋转完成带电清扫作业的新颖便携式软轴连接带电清扫器;机具重量轻、清扫功率大、使用寿命长、操作安全可靠;简述带电清扫器的使用前景。

水泵组合软填料的密封试验

为了更好地解决石化行业常用的设备水泵的密封问题,提出了在水泵上使用组合式软填料的优良设计思想,并通过应用试验设计了可行的填料密封结构,在水泵试验台上成功地对该结构的组合软填料进行了实验。

一种蠕动式管道机器人的设计

提出了一种新型蠕动式管道机器人,分析了驱动机理和管道通过性。这种蠕动式管道机器人分为左右两个部分,两个部分通过柔性软轴连接。它的结构简单,仅采用一个电机既可以实现管道内的蠕动行走。制造成本低,且控制方法简单可靠。这种新型结构的管道机器人在工业管网检测领域有着广泛地应用前景。

深部软岩井筒马头门破坏修复治理技术研究

曲江矿井筒马头门破坏段埋深大,岩性软弱,为了对其进行修复治理,在综合现有修复治理方法的基础上,根据其地质条件和破坏情况,分析了变形破坏机理,制定了修复治理方案,采用深孔注浆、预应力锚索、锚注、槽钢井圈和混凝土反拱等技术,成功地对破坏段进行了修复治理。

软岩立井井壁与流变岩体相互作用的实验分析

利用流变介质模型，分析软岩立并并壁与粘弹塑性围岩的相互作用。根据现场实测结果及围岩压力与时间的关系，得到围岩应力、位移随时间的变化规律和粘塑性区的扩展规律。