压力管道工程中有关焊接诸多认知误区和盲区浅析(二)——焊接工艺和焊接材料

结合国内工业压力管道焊接的现实情况,对焊接工艺评定、焊接方法、焊接材料、保护气体,预热和层间温度控制、焊后热处理以及焊补的补充规定。两大类异种金属焊接的特点和规律,以及P No.1~PNo.5与奥氏体不锈钢和镍基合金之间的异类异种钢坡口对接焊缝的焊接。

一种新分块填筑施工法对软土路基的沉降影响

为解决软土地基具有较高的压缩性,孔隙水压力消散慢,地基稳定性差问题,基于反压护道原理,提出一种新的填筑施工方法——分块填筑法。通过有限元分析对比分块、传统分层2种填筑方式在路基路面的竖向沉降、水平位移、孔隙压力等方面的差异,并分析分块垛尺寸对路基顶面竖向位移的影响。研究表明,分块填筑能够有效减小路基顶面最大沉降值,分块垛越高、越宽路基顶面的竖向位移越小;分块填筑法对于路基顶面的水平位移影响不大,但能有效减小坡脚下方的水平位移、竖向位移以及孔隙压力。

宽煤柱窄条带点柱式充填开采技术与实践

针对某煤矿地下水保护的需要,提出一种宽煤柱窄条带点柱式充填开采技术。为成功实现条带式保水煤层开采,首先,分析条带开采时煤柱的留设;其次,分析了充填方法后,结合煤矿的充填材料来源,提出膏体充填工艺及流程;最后,对充填效果评价指标接顶率分析,提出点柱式充填加强支护效果。开采块段采用单翼长壁法布置充采双工作面,并形成全风压通风系统,在工作面内平行于切眼方向划分数量不等的宽煤柱,每个宽煤柱安排不同轮次的窄条带进行回采。条带开采后实施沿空留巷,采空区(回采后的窄条带)实行点柱式充填法与完全充填法相间的方法处理,第一轮与第二轮采用点柱式充填法、第三轮与第四轮采用全部充填法管理顶板。采用数值模拟分析,对充填后地表最大下沉量进行了预判与分析,地表最大下沉量发生在采区中部,为106mm,现场地表沉降监测数据和理论计算结果相吻合。研究成果在煤矿现场得到了应用,实现了地下水资源保护性采煤,提高资源回收率,降低充填成本,减少地表沉降。

基于绿色建造的卫浴间地面回填碳减排分析

基于绿色建造的视角,聚焦卫浴间地面回填“短板”和渗漏“痛点”进行绿色性能提升,采用具有绿色属性的轻质发泡水泥替代高排放的人工轻骨料,通过材料迭代、工艺创新实现卫浴间地面的绿色回填,用量化比较的方法分析传统回填与绿色回填的碳排放差异,科学评价绿色回填在节能减排方面的优势,打造兼具舒适健康生活体验和排水防渗漏特性的绿色卫浴空间。

非均质土壤多孔介质中泄漏原油扩散特性分析

探究埋地管道泄漏原油在非均质多孔介质中扩散特性,对准确预测埋地管道原油泄漏位置、应急修复处理以及降低输油管道泄漏事故危害性有着重要意义。建立埋地输油管道在非均质多孔介质中的泄漏模型,基于计算流体力学方法针对特定变量条件下多孔介质多相渗流开展数值模拟;研究不同回填土孔隙率、泄漏速度对原油扩散特性的影响及原油扩散后非均质多孔介质温度场的变化规律。研究结果表明:无论回填土孔隙率如何,原油泄漏过程均包含加速阶段、过渡阶段、稳定阶段;当泄漏原油体积流量一定时,回填土孔隙率越小、泄漏速率越大,扩散速率越快,其在空气中的扩散效率就越高,反之亦然;泄漏后土壤多孔介质温度场对回填土孔隙率变化并不敏感,泄漏速率是主导温度场变化的主要因素。

盾构隧道壁后注浆技术研究

为了分析盾构隧道壁后注浆技术研究现状及发展趋势,通过从壁后注浆加固作用、注浆材料、注浆控制参数、注浆效果评价4个方面对盾构隧道壁后注浆技术相关研究进行系统分析及阐述,讨论了目前存在的问题并提出了未来研究重点。分析结果表明:盾构隧道壁后注浆材料相关研究已较为成熟,但仍需对经济环保型注浆材料进行深入研究;壁后注浆浆液扩散机理在不断研究,但未能形成较为成熟的系统,仍需进一步探索;目前主要采用直接观测法、无损检测技术、埋置传感器方法对隧道壁后注浆效果进行评价,但仍需提高浆液填充效果评价准确度,进一步完善管片壁后注浆填充效果评价体系。

铁路下厚煤层条带式矸石充填开采技术应用

为有效回收矿井永久煤柱,缓解矿井资源紧张局面,以大宁煤矿地质条件为背景,采用现场试验方法,对厚煤层条带式矸石充填开采技术进行了研究与应用,确定了条带式支巷掘进与充填开采方案,设计了矸石充填工艺流程、矸石膏体充填材料配比以及掘进支巷支护方案。目前已完成两条支巷的掘进充填作业,根据地表下沉观测结果,各测点均未出现变形,因此该开采方案具有较好的可行性。

句容抽蓄上水库筑坝料E-B模型分期反演参数对比分析

为预测句容抽蓄上水库坝体和库盆在竣工期和蓄水后产生的变形,利用施工期上库主坝和库盆的变形监测资料,对填筑料E-B模型参数进行分期反演。在此基础上,采用第三期反演参数,对竣工期和蓄水后的库盆变形特性进行预测和分析。研究表明,利用早期短时序坝体变形监测资料得到的模型反演参数偏大,随着坝体填筑高度的增加,采用后期长时序变形监测资料反演得到的模型参数逐渐减小并趋于真实值;在E-B模型中引入初始应力状态参数S0可以考虑现场压实坝料的超固结特性,S0越大,坝体变形越小,经历高强度碾压后的填筑料S0在0.40~0.55之间;基于第三期反演参数的库盆竣工期沉降计算结果与实测结果总体吻合较好。研究结果可用于指导工程实践。

高速液压夯实机台背夯实试验设计及效果评价

为防治高速公路桥头跳车病害,探索利用高速液压夯实机提高桥背高填筑路堤压实度,以解决高速公路桥头跳车病害的技术有效性。依托某高速公路高填方桥路标段,从压实度、压力范围和沉降量三方面,对高速液压夯实机作业效果进行研究。结果表明利用高速液压夯实机可将近台背处填土压实度从90%提高至97%,土压力基本保持竖向传播,不易对桥台结构产生破坏影响。因此利用高速液压夯实机技术防治桥头跳车病害是切实有效的,对同类型工程具有参考价值。

Sedimentation Rate Rhythms:Evidence from Filling of the Tarim Basin,Northwest China

Variations of sedimentation rate within a basin over geologic time are a time series that can be filtered into several cyclic wave curves. Based on back-stripping and the empirical mode decomposition method, the cores from 14 wells in the Tarim Basin were selected to do filtering analysis. Four cycles or quasi-cycles （33 Ma, 64.4 Ma, 103.6 Ma, and 224 Ma） were obtained. Among these, the 33 Ma period, which was related to the internal earth activity, an external force, or a combination of the two, was the most obvious. The 64.4 Ma period corresponded to the solar system crossing the galaxy plane or the periodic melting of inner-earth material. The 103.6 Ma period was related with plate collisional tectonism around the Tarim Plate. The 224 Ma period was related to one galaxy year and may also be related to the aesthenospherical convection cycle.

考虑前期填土变形时空效应下的高层山地建筑桩基偏位特性研究

基于Burgers粘弹性本构关系,建立了考虑前期填土变形时空效应下的数值模型,通过对高填方建筑倾斜过程的反演分析,验证了模型的正确性和可靠性的同时,进一步研究了前期填土不同的静置时间对高层建筑及桩基的偏位影响。结果表明:不考虑前期填土变形时间效应情况下,建筑倾斜值极小,而考虑新近填土和施工时序影响下的负摩阻力和不均匀沉降将显著增大。随着前期填土静置时间的增加,前期填方因自重作用下的剩余沉降逐步减小,建筑倾斜现象也随之减弱。其研究成果应可对高填方山地建筑变形的反演分析和建筑偏位防治的研究提供有益的借鉴和参考。

抽水蓄能电站库盆开挖填筑设计原则与关键问题初探

加快建设抽水蓄能电站是构建以新能源为主体的新型电力系统,助力实现“碳达峰、碳中和”目标的一项重要举措,目前我国开展前期勘测设计工作的站点超过300个。库盆开挖填筑设计是抽水蓄能电站设计工作中的重要内容,总结了抽水蓄能电站库盆开挖填筑设计的原则,梳理了56个大中型抽水蓄能站点的主要信息,总结了抽水蓄能站点上水库库盆开挖填筑的主要特点和影响因素,分析了开挖量、填筑量和弃渣量之间的一般规律,初步探讨了库盆开挖填筑设计的关键技术问题和对策措施。

固体充填液压支架机构干涉临界表征与自主解调方法

在采充工序自驱执行过程中,能否实现机构干涉的自主解调,是固体充填液压支架能否实现智能化的基础。利用理论分析方法,以ZC5160/30/50型固体充填液压支架为例,从充填支架机构的几何及运动约束关系出发,建立了正交位姿控制指标:夯实铰点顶梁平距和夯实铰点顶梁垂距,实现了任意工况下支架后顶梁的位姿表征;分析了充填支架底卸式输送机在各工况因素作用下的运动特征,建立了正交位姿控制指标:底卸式输送机顶梁垂距和输送机顶梁平距,实现了任意工况下底卸式输送机的位姿表征;基于后顶梁和底卸式输送机的位姿控制指标进一步得出充填物料卸料过程中在煤层底板的落点位置表征指标:卸料中心距,实现了任意工况下充填物料的落点位置表征;分析了采充工序执行过程中各工序阶段机构动作与位姿调整的衔接关系和易干涉位置,基于正交位姿控制指标,利用投影法建立了任意工况下落料与典型碰撞位置的干涉临界控制方程;以夯实机构转角和夯实油缸行程表征典型工况下的干涉临界曲线,提出采用“干涉区、易干涉区、非干涉区”的三区分布特征表征干涉临界程度,并给出各干涉状态的解调路经;基于干涉临界控制方程、干涉三区分布特征和充填工序过程中机构动作与位姿调整的衔接关系,提出了干涉状态自主识别方法:利用角度传感器及行程传感器获取夯实机构的实时转角和行程,代入各易干涉位置的干涉临界方程得到处于该位置干涉临界状态的夯实机构转角或行程的理论值和干涉临界曲线,判断实际值在干涉临界曲线三区分布图上的位置即可实现干涉位置及状态的自主判别,根据干涉三区分布曲线图即可实现自主解调;基于干涉位置及干涉状态自主识别方法设计了干涉自主判别和解调算法。研究结果为充填液压支架机构位姿表征提供了新的参考指标,为机构干涉的智能避障和解调提供了基础判据,为固体智能充填的采充工序自驱执行提供了算法基础。

冲击荷载下全尾砂胶结充填体断裂特性与能耗特征分析

为研究冲击荷载作用下全尾砂胶结充填体断裂特性及能耗特征,借助分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验系统,开展中等应变率下不同灰砂比充填体的单轴冲击试验。结果表明:灰砂比相同时,充填体的峰前应变能、吸收能、峰前应变能密度及吸能密度均随入射能的增加呈指数函数递增规律;当入射能小于16 J时,灰砂比为1︰6的充填体的吸能密度、峰前应变能密度、吸收能及峰前应变能比灰砂比1︰4与1︰8的更大;相同峰值强度、入射能、峰前应变能及吸收能下,充填体的断裂韧度均随灰砂比的增大而逐渐增大;充填体的断裂韧度随着动态峰值强度、吸能密度及峰前应变能密度的增加呈线性增长,而随着入射能、峰前应变能及吸收能的增加呈指数函数递增规律,灰砂比为1︰4的充填体断裂韧度随吸能密度、峰前应变能密度的增幅是灰砂比为1︰6和1︰8的2~3倍;基于应变能密度、能耗与应变的增长规律,可将充填体的损伤破坏演化过程划分为非线性压密、线弹性变形、弹塑性变形、峰后破坏4个阶段;通过对充填体试验结果回归分析,从能耗角度得出充填体断裂韧度的计算公式,可为井下充填体的稳定性分析提供参考。

江西某钨矿山狭长型采空区胶结充填体强度设计

为指导某钨矿山狭长型采空区(采空区长宽比例大于2∶1)充填体强度设计,基于该矿山开采现状和空区赋存情况,通过工程经验类比法和理论分析计算法,估算了采空区充填治理和空区充填后回收剩余矿体时充填体所需理论强度,并采用数值模拟方法对充填体所需理论强度进行验证。结果表明:当对该矿区原有采空区进行充填治理时,充填体所需的自立强度应大于1.177 MPa;当原有采空区充填后,需要对剩余矿体进行回收时,充填体所需理论支撑强度应大于3.429 MPa。该研究可为矿区采空区充填体强度设计提供参考依据。

论下向充填采矿法充填回风井预留工艺研究

下向充填采矿法充填回风井是井下盘区通风、进路充填、紧急逃生的重要通道,回风井预留过程中由于密封不良、固定不稳定等原因,成功预留难度较大,贯通率低,导致下分层开采时要采用爆破对上分层预留回风井进行疏通,疏通堵塞小井人员安全无法保证,急需改进充填回风井预留工艺。本文通过研究改进充填回风小井预留工艺,创新了预留设备和预留平台,优化了铁盒子密封材料和方式,实现了预留小井98%的贯通率,避免了“挑小井”作业,一方面显著降低了员工劳动强度,避免了因挑小井周期过长带来的安全风险,消除了因挑小井造成的安全隐患,避免了由于挑小井的爆破作业对充填回风井井壁的破坏,保证了充填回风井的稳定性,延长其服务年限。可为类似矿山井下通道的预留提供指导。

泡沫轻质土在台背回填施工中的应用

介绍了泡沫轻质土的特点,如轻质性、独立性,自流性、施工便捷性、经济性、环保性,以及重度、强度可调节性,从施工准备和施工流程两个方面阐述了泡沫轻质土的施工工艺,并总结了其中的施工要点,有助于解决黄河冲积平原区路基施工难度大等问题,提高桥台台背、明涵台背回填施工的质量。

某金矿空场法转充填采矿法方案研究

近年来国家积极提倡运用环保安全的采矿方法,以减少污染物的排放,充填采矿法是近年来应用范围最广的采矿方法。某金矿早期开采中采用空场法(留矿法),但是由于矿岩稳固性较差,致使回采中顶板垮塌、冒落等地压灾害频现。采用充填采矿法不仅可以有效解决矿山生产过程中存在的地压问题,提高矿产资源的回收率,还能保护地表环境,减少尾砂的排放,有助于解决现存矿山开采过程中不利于环保的问题。本研究旨在探讨从空场法(留矿法)转充填采矿法的可行性,结合某金矿矿山案例,分析了空场法(留矿法)转充填法的具体的应用方式,以便有序进行开采工作。

钢渣基胶凝材料强度试验与充填料浆管输特性研究

以某选矿高泥全尾砂为骨料,进行新型钢渣基充填胶凝材料强度试验。在胶砂比和料浆浓度相同条件下,该高泥全尾砂充填体强度显著高于42.5水泥,且成本更低。在此基础上,开展不同料浆浓度和胶砂比的高泥全尾砂充填料浆的管输特性试验,包括料浆的流动性参数和稳定性参数,并建立充填料浆管输特性数学模型。结果表明:当料浆浓度提高时,充填料浆稠度、泌水率、分层度均逐渐减小;当胶砂比增大时,料浆稠度逐渐增大,而泌水率逐渐减小。

荆宝煤业回采面过废弃井筒和空巷技术实践

基于荆宝煤业的现场实际,需确保30202工作面过废弃井筒空巷的安全;拟定采用充填式注浆和废石填充的方法对原花宝沟废弃副立井、井底水窝及大巷进行治理,即废弃副立井井筒采用水泥和粉煤灰进行充填式注浆治理,井底水窝采用矸石废料、混凝土进行充填治理,巷道综合采用分段砌筑密闭墙+水泥和粉煤灰充填式注浆进行治理;可为类似条件工作面过废弃井筒提供经验借鉴。