酸化反应对煤矿顶板硬砂岩断裂行为的影响

煤矿顶板硬砂岩断裂力学特征及其裂化机理对于煤矿切顶具有重要指导意义。借鉴酸化压裂思想,对浓度5%、10%、20%盐酸溶液分别浸泡7 d、14 d的内蒙古准格尔矿区硬砂岩半圆弯曲SCB试样实施三点弯曲加载,获取了上述样品酸化反应后Ⅰ型断裂韧度、断裂压缩功及断口形貌前后变化特征,初步明晰了酸化反应对煤矿顶板硬砂岩断裂行为的影响机制。研究表明:加载位移载荷关系曲线显示砂岩试样断裂后阶段斜率较大,表明试样砂岩脆性显著,酸液浓度及反应时间对砂岩脆性影响不大但对砂岩宏观断裂前的曲线形态具有影响;随着浸泡酸液浓度增大砂岩试样断裂韧度KIC呈递减趋势,反应时间越长递减斜率越小,反应初期损伤效应最为显著;随着酸液浓度增加试样岩石韧度的弱化,断裂压缩功随之减小;随着酸化反应进行砂岩试样断裂形式由单一张裂过渡为张裂剪切破裂混合形式,酸化后硬砂岩断裂破碎效率提升;结合反应前后岩石矿物组成及微观形貌分析认为,酸液通过腐蚀砂岩中微斜长石、高岭石矿物形成缺陷,破坏矿物质点间的结合强度;酸化能够显著降低硬砂岩断裂能耗与岩石破碎难度,有利于提升煤矿切顶效率。

硬砂岩层中立井施工技术研究

白坪矿井副立井井筒穿过硬砂岩层160多米,应用传统的施工方法,不仅施工速度缓慢,而且经济效益较差;经过多次试验,并对井筒断面爆破参数进行优化和设计,较合理地解决了爆破难、清底时间长,耗资费时等技术难题,从而提高了施工速度,顺利地通过硬砂岩层。

极硬砂岩顶板下沿空巷道高效快速掘进实践

目前随着煤矿高产高效的发展,采掘技术水平不断提高,单产、单进效率逐年提高,采掘工作面数目大幅度减少,实现了增产靠增人、增面到增产、减人、减面的转变,步入了良性发展的道路。本文阐述了谢桥煤矿在极硬砂岩顶板下沿空巷道高效快速掘进技术。

硬质砂岩级配碎石应用研究

针对砂岩碎石物理性质差异较大的特点,依托重庆涪丰石高速公路项目,通过室内试验评价其物理、力学性能,对砂岩碎石作为级配碎石原料的可行性进行论证;依据CBR值比选其合理级配类型;以细集料石灰岩掺配砂岩构成级配碎石并研究相关特性。结果表明：硬质砂岩碎石密度较低,吸水率较大,可作为级配碎石原料;依据CBR值比选出连续型级配较为合理;掺配细集料石灰岩对结构强度有一定提高,0.075 mm以下细料的塑性指数及1.18~4.75 mm集料强度显著影响级配碎石强度,砂岩级配碎石强度主要由各档碎石的密实填充形成。

小井沟面板堆石坝软硬互层砂岩筑坝施工技术

四川自贡小井沟水利枢纽工程大坝为面板堆石坝,坝体堆石料为特殊的不等厚分布软硬互层砂岩。通过现场爆破试验和碾压试验对不等厚软硬互层砂岩(软岩占比45.7%、硬岩占比54.3%)作为筑坝材料进行了深入研究,确定了合理的施工参数,为设计调整坝体结构提供依据。大坝实际运行表明,蓄水后坝体沉降量减小并逐步趋于稳定,坝体内部排水体上下通畅,工作状态良好。

考虑层理倾角的硬质砂岩力学行为及破裂响应特征

针对考虑层理倾角的硬质砂岩力学行为及破裂响应特征问题,对不同层理倾角的硬质砂岩进行单轴压缩试验,深入探究层理倾角对硬质砂岩力学行为的影响以及层理倾角与碎块分形特征之间的关系。试验结果表明:(1)层理倾角对硬质砂岩应力−应变曲线的类型特征无显著影响,但倾角较小时(0°、22.5°、45.0°),曲线表现为单峰变化规律,倾角较大时(67.5°、90.0°),曲线表现为多峰变化规律,且曲线波动位置主要位于峰值附近。(2)峰值应力σd和峰值应变εd均在倾角为67.5°(最不利层理结构面)时达到最小值46.25 MPa和9.80×10^(−3),层理倾角对硬质砂岩应力的影响明显大于应变,受层理倾角的影响,硬质砂岩的各向异性度为1.32~1.64,表现出低各向异性特征。(3)硬质砂岩随着层理倾角的增大呈现出剪切破坏−剪切张拉复合破坏−层理结构面剪切破坏−劈裂破坏的损伤破坏演化规律;单轴压缩下硬质砂岩的碎块质量特征和分形特征明显,硬质砂岩碎块以中块分布为主,层理倾角对细粒碎块的质量分布影响较小,其分形维数值位于1~2,碎块较大比例分布在大尺寸分布区间。研究结果可为含层理结构面岩石的稳定性及地下空间工程灾害防治提供理论参考。

硬质砂岩排水沥青混合料力学性能与空隙率衰变

为拓宽排水沥青混合料中集料的选材范围,研究以硬质砂岩作为粗集料应用于排水沥青混合料的可行性。比较硬质砂岩与玄武岩PAC-16混合料在标准马歇尔击实与旋转压实条件下的空隙率衰变特征与级配细化特性,揭示硬质砂岩PAC-16混合料空隙率对动态模量的影响规律,并测试硬质砂岩PAC-16混合料的各项路用性能。结果表明,与玄武岩PAC-16混合料相比,硬质砂岩PAC-16混合料的最佳油石比略高,在荷载作用下其集料压碎带来的级配细化与空隙率衰减现象略快,但在适当降低空隙率的前提下其力学性能与玄武岩PAC-16混合料相近。硬质砂岩PAC-16混合料的各项路用性能基本满足排水路面相关规范要求,且与玄武岩PAC-16混合料相近。

川东北沙溪庙组硬质砂岩地层斧形PDC齿设计及破岩性能

斧形PDC齿因其独特的齿形结构而具有优越的破岩性能,但对斧形PDC齿破岩性能与其齿刃角优化设计研究尚不明确。建立了切削齿切削与压入破岩结合的岩石破碎综合比能评价方法,利用破岩仿真模型,开展了斧形PDC齿齿刃角优化研究,并对优化后斧形PDC齿进行了破岩性能仿真。研究结果表明,随齿刃角逐渐增大,斧形PDC齿的岩石破碎综合比能呈“N”型变化趋势,齿刃角为130°的斧形PDC齿在硬质砂岩具有优异的破岩性能,其切削力较常规PDC齿降低了35%,切削破岩比能、压入破岩比能和岩石破碎综合比能分别较常规PDC齿降低20%、5.9%和10.5%。室内破岩试验表明斧形齿较常规齿切削破岩比能降低了35.2%,攻入性更强。该研究为川东北沙溪庙组硬质砂岩的个性化PDC钻头设计提供了理论基础。

渗流作用下软硬互层砂岩边坡稳定性研究

文章利用Midas GTS有限元岩土分析软件,建立了软硬互层砂岩边坡模型,模拟开挖边坡内部土体的变化特征,并把渗流引入计算中,分析渗流作用下边坡的稳定性及影响因素。研究表明:互层边坡滑动特征为土体滑动,切割砂岩形成破坏;渗流对边坡影响显著,但是边坡稳定性对入渗边界和入渗水头压力不敏感;土层厚度对边坡稳定性影响显著。

路面基层及底基层施工中硬质砂岩的应用分析

结合某公路工程,重点分析了路面基层及底基层施工中硬质砂岩的应用。研究结果表明,在水泥稳定碎石基层及底基层施工中采用硬质砂岩作为集料,经过试验检测硬质砂岩晶体结构、物理性质、力学强度、耐久性能等工程技术指标符合集料要求,在此基础上规范实施水泥稳定碎石施工工艺流程,能够保证路面基层和底基层达到路用性能要求。

公路项目路面基层及底基层施工中硬质砂岩的应用探讨

为实现对硬质砂岩的合理利用,降低工程建设成本,保证施工质量,文章依托某公路项目施工实践,针对路面基层及底基层施工中硬质砂岩的应用展开综合探究,分析了路面基层、底基层施工硬质砂岩工程技术指标要求,总结了施工工艺要点,主要内容包括施工准备、配合比设计、测量放样、水稳碎石混合料拌和、运输、摊铺、碾压、养生等,具有重要的参考价值。

硬岩深孔爆破破坏范围地震波CT测试

硬岩巷道掘进工作效率受岩石硬度影响较大,采用深孔爆破可以对岩层产生不同程度的弱化作用。为了有效评价爆破弱化范围及特征,采用地震波CT测试技术,在不同开挖断面布置CT测试观测系统进行数据采集,利用SIRT反演方法获得断面波速分布结果,进一步划分爆破波速异常范围作为岩石弱化范围。实际应用结果表明,本次测试爆破孔弱化范围在0.4～1.2m,且影响程度沿钻孔自外向内有减小的趋势。该方法测试效果显著,可为爆破技术改进提供有效的技术参数。

潜孔锤在硬岩钻进中的应用

通过现场试验,得出了适用于井下破碎坚硬岩石钻进的潜孔锤风压、转速等性能参数,提高了钻进效率。实践证明,空气潜孔锤是提高破碎坚硬岩石钻进效率的有效途径。

高地应力硬质砂岩断裂特征及岩爆孕育过程研究

为研究高地应力下硬质砂岩隧道岩爆破坏特性,真实模拟高地应力深部岩体的损伤破坏特性,建立基于PPR势能函数的Ⅰ/Ⅱ混合型黏聚力模型。通过紧凑拉伸试验和贯穿剪切试验,对硬质砂岩Ⅰ和Ⅱ型断裂特性进行研究,获得模型参数,然后建立高地应力下硬质砂岩隧道岩爆数值分析模型,对岩爆过程中的应力、能量进行追踪,分析硬质砂岩隧道岩爆孕育过程及破坏特性。研究结果表明:(1)硬质砂岩剪切强度和Ⅱ型断裂能均随围压的增大而增大,当围压超过30 MPa时,硬岩砂质Ⅱ型断裂性能趋于稳定。(2)当竖向应力远大于水平应力时,硬质砂岩隧道主要以层状剥落或楔形爆裂形式发生张裂–倾倒式的岩爆;反之,主要发生以岩体内部贯通性剪切破坏为特征的剪切–爆裂式岩爆;当水平应力与竖向应力均较大时,岩体卸荷破坏形式多表现出张剪性复合型破坏特征,主要发生张裂–剥落式岩爆。

垛式支架管理坚硬顶板的效果

<正> 我矿主采煤层的顶板均为坚硬砂岩,单向抗压强度900～1800公斤/厘米~2,抗拉强度116～350公斤/厘米~2。采用长壁采煤法开采时,顶板往往不能随工作面向前推进而自行垮落,开采初期悬露不冒的面积可达2000～4000米~2。近年来。

硬厚砂岩顶板垮落引燃采空区瓦斯机制初步研究

高瓦斯煤层上部赋存硬厚砂岩顶板时,因顶板垮落引燃采空区内瓦斯甚至导致瓦斯爆炸事故时有发生。以夏阔坦煤矿下10煤层1007工作面开采为工程背景,采用室内实验和理论分析的方法,研究岩石摩擦效应引燃瓦斯的点火源、断裂岩层滑落失稳发生条件、边界支承条件和破断阶段对断裂岩层发生滑落失稳的影响。该工程地质条件下研究结论表明,坚硬砂岩摩擦过程产生的热量能够引燃瓦斯,与摩擦过程产生的火花束和高温岩粉流相比,高温热摩擦面更易引燃瓦斯,是主要点火源。顶板岩层初次破断后,岩层侧向破断尺寸与岩层厚度比值di/h常大于2.6;顶板周期性破断时,岩层侧向破断尺寸与岩层厚度比值di/h常小于2,顶板岩层周期性破断期间更易发生滑落失稳。边界支承条件对岩层滑落失稳发生影响较大,岩层破断时简支边界较固支边界更易发生滑落失稳,厚度大于11 m的岩层初次破断时、厚度大于4 m的岩层周期破断时,在简支边界处即可满足滑落失稳发生条件。当工作面上部为已采空区域,采场上部破断三角岩块是硬砂岩顶板垮落引燃采空区瓦斯的危险区域,可从顶板弱化和瓦斯治理两个方面开展防治工作。

论新疆隧洞掘进机在不良地质围岩中的施工方法和卡机后的脱困方案

主要阐述了新疆某隧洞在施工过程中遇到的几种不良地质情况以及TBM在通过不良地质情况下的操作技巧。通过在施工过程中解决的各类问题,总结了在特殊不良地质条件下,TBM掘进中的应重点注意的几个掘进参数,参数在不同变化情况下围岩及机器设备情况,旨在交流TBM掘进技术,提高各类工作人员的操作水平,加快TBM施工进度和施工质量,从而更好地体现TBM施工的优越性。

监理对消除高层建筑桩基持力层危害的监控及建议

某高层建筑人工挖孔桩进入持力层施工监理中,发现桩端持力层承载力低且未做基底静载荷试验,会严重危害该高层建筑基础的安全。向业主发出停工建议,要求补充地质勘察和作静载荷试验据此调整设计,得到业主支持。经补充勘察和试验后,改变了持力层和修改了原桩基设计,从而消除了该高层建筑桩基持力层的危害,确保了高楼安全。

中华雅石艺术总会2019台湾“百大名石”系列展示

参展者:蘇承仕题名:[亘古悸韵]石种:硬砂岩尺寸:39×25×24cm赏析:石体表面以线条律韵为主,呈现"皱、瘦、韵、奇、秀"之抽象五韵,将线条之撇、捺、弯、斜、撩、落、圈、绕、顿、勾、层、叠、曲、直、横、竖、凹、凸、点、按、侧、勒、弩、耀、策、掠、啄、磔的生动神韵完美呈现在石面上,这天然的鬼斧神工令人不由自主的从内心深处发出震撼。