小井眼超深井井筒温度预测模型及降温方法研究

顺北区块超深小井眼钻井井底高温问题突出,明确井筒温度场分布规律并探讨高效降温方法对于保障该地区钻井安全具有重要工程意义。文章基于超深小井眼钻井工艺,综合考虑钻井液黏性耗散、钻柱偏心和旋转及钻头破岩等多种热源项对井筒温度的影响,建立了适用于小井眼超深井的井筒瞬态传热模型,并提出针对性的降温方法,然后采用MWD实测数据及商业软件Drillbench进行对比验证,本模型预测值与随钻数据更为吻合,误差在2%以内;钻柱隔热可降低井底温度33℃,钻井提速、增加排量等其它方法可使井底温度降低3~10℃,采用地面降温法的降温效率呈现显著的边际递减效应,即井越深其降温能力越有限。针对单一降温方法降温效果不够显著,建议综合多种降温方法有效降低井筒温度。本研究成果可为小井眼超深井的井筒温度准确预测和降温方法优选提供理论指导。

基于变密度法深孔钻床主轴箱可靠性拓扑优化

以TBT-ML500深孔钻床主轴箱为研究对象,考虑随机因素的影响,通过基于变密度法的可靠性拓扑优化设计方法,进行了考虑可靠性和稳定性要求的结构轻量化设计。在传统拓扑优化的基础上增加概率约束,建立了应力和位移约束下的可靠性拓扑优化模型;以可靠性指标为约束条件,使用一阶可靠性法和Roenblatt逆变换将可靠性拓扑优化问题解耦为可靠性分析和确定性拓扑优化,最后进行变密度拓扑优化。算例分析结果表明:此方法在实现轻量化的同时更好地满足了实际应用中的安全要求,同时为深孔钻床其他基础件的可靠性拓扑优化提供了参考。

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。

残余应力检测技术及其应用

随着我国工业水平的不断提升,残余应力问题日益受到重视。准确测试和控制残余应力可以实现改善材料性能、提升尺寸精度、延长寿命等目的,进而提升关键工程构件的安全性和可靠性。因此,残余应力检测技术在航空航天、核电、船舶等领域发挥着重要作用,为工程构件力学性能研究和安全评估提供关键数据支持。总结了目前常用的残余应力检测技术的原理、适用范围、优缺点等,讨论了选择残余应力检测技术时需考虑的主要因素,指出了残余应力检测技术在科研和应用领域的发展趋势。

某钨矿中直径深孔采矿工艺试验采场爆破参数研究

某钨矿为合理确定中直径深孔采矿法爆破参数,基于爆破漏斗理论和爆破相似理论,依次进行单孔、多孔同段和斜面台阶现场爆破漏斗试验,得出最佳爆破漏斗半径为0.66 m、最佳孔间距为1.0~1.2 m、最小抵抗线为0.9~1.19 m,推荐中直径深孔爆破参数为排距2.4 m、孔底距2.5~3.0 m、装药密度4.9 kg/m。采用推荐的爆破参数开展中直径深孔采矿工业试验,得出中直径深孔试验采场较原采矿法炸药单耗降低18%,采矿成本降低21%。表明爆破漏斗试验和深孔采矿工业试验是成功的,采用浅孔爆破漏斗试验法确定中直径深孔爆破参数是合理的,可为其他矿山爆破工艺参数优化研究提供借鉴。

龙岩市非煤矿山顶板事故分析与管理措施

顶板事故在非煤地下矿山事故中占比最多,顶板管理是非煤地下矿山安全管理的重点和难点。统计分析龙岩市2008—2023年共15a的顶板事故情况,总结非煤矿山顶板事故的特点。研究得出,矿井爆破工艺技术水平低及在大暴露空间下进行作业是顶板事故原因。提出改善措施,将中深孔爆破分段崩落采矿法代替空场法,但受到矿石价格影响,该方法成本高,当前可行性低;通过推广应用凿岩台车、撬毛台车等机械工具,严格控制井下采掘作业空间宽度和高度等措施,加强顶板管理,努力实现顶板零事故。

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。

充填体下高分段中深孔采场一次成槽技术研究与应用

目的:下向高分段中深孔充填采矿法,作为一种新型采矿技术,主要适用于岩体质量一般至极差的矿体或深部高应力环境中的坚硬矿体开采。其关键技术在于如何快速构建切割槽,为爆破创造自由面和补偿空间。本研究旨在研发一种安全、高效的成槽技术,以提高深部厚大破碎矿体的开采效率。方法:本文提出了“分次成井+单次侧向爆破”的切割槽形成方法。为验证该技术方案的可行性,以三山岛金矿为工程依托矿山,结合数值模拟、理论计算方法,开展了现场工业试验。结果:研究表明,在深部矿岩不稳固且采用充填体构筑人工假顶的情况下,该方法能安全、高效地构建切割槽。结论:该方法不仅显著提升了凿岩爆破的安全性和效率,同时减少了爆破扰动,具有良好的爆破效果和广泛的适应性,为类似矿山切割槽的形成提供了重要借鉴。

“深孔逆爆法”在开挖竖井施工中的研究及应用

竖井开挖施工面临着复杂的技术挑战和对安全的较高要求,而传统的施工方法已难以满足日益增长的对施工效率和安全性的需求。本文提出一种新型的竖井开挖方法“深孔逆爆法”,通过一次性钻孔和自下而上的分段爆破,优化了施工流程,减少了设备投入和工序交叉,还显著提高了施工安全性和工作效率。在某水库导流洞工程中,深孔逆爆法表现出良好的适应性和可靠性,通过精确的钻孔质量控制和高效的爆破流程设计,确保了竖井的开挖质量,在技术经济指标方面也优于传统方法,为竖井开挖工程提供了一种高效、安全和经济的新施工方法。

中深孔爆破一次成井技术在会泽铅锌矿的研究与应用

天井施工在矿山生产过程中较为常见,其施工方法的适用性、科学性和稳定性直接影响着矿山安全高效生产和经营活动,传统的天井施工方法如普通法、爬罐法等存在施工周期长、成本高、安全性差等一系列问题,同时反井钻施工方法虽高效便捷,但其在较短距离天井的施工应用上设备转场工作量大且成本偏高,研究一种成本低廉、安全可控、效率偏高的天井施工技术尤为重要。本文采用中深孔爆破工艺进行短天井施工,通过理论计算和现场试验,对中深孔爆破凿岩、爆破等关键环节技术参数进行了深入研究和探讨。首先根据短距离天井的地质条件和施工要求,合理布置炮孔,确定爆破参数,而后根据前期理论成果进行现场爆破实验,观察爆破效果、收集数据并优化相关参数,最终形成稳定可控的短距离天井中深孔爆破一次成井技术成果,研究采用中深孔爆破一次成井技术,提高了短距离天井施工安全性、施工效率,同时有效降低工程成本,为类似矿山天井施工提供了宝贵的实践经验和理论指导。

基于典型变径深孔的加工方法及应用

深孔加工技术是机械制造领域的工艺难题,变径深孔结构零件的制造更具有明显的工艺特征与加工难度。主要阐述了典型变径深孔件的技术特点,重点介绍了在车床上镗削、铰削深孔的工艺方法及在加工过程中需控制的技术要点,并简要介绍了变径深孔的精细加工方法以降低表面粗糙度,最后以加工案例为导向,分析了减振镗刀杆在复杂深变径深孔中的应用。采用减振镗刀杆可最大化降低切削振动,获得最佳工艺系统稳定性和加工精度。

基于深度学习的飞机装配孔位自动检测方法

为提高飞机装配孔位自动检测准确率,降低响应时间,获得较好的检测结果,提出基于深度学习的飞机装配孔位自动检测方法。基于设计的采集结构完成装配孔位图像采集,对图像进行降噪处理,基于深度学习理论,完成目标检测模型设计,最后依据检测结果,应用圆周方程理念完成孔位中心坐标的计算。实验结果表明,所提方法的响应时间均小于9.41 ms,效果均优于对比方法,应用价值较好。

综合物探方法在浙江软土地区城市深埋管线探测中的案例剖析与方法研究

随着非开挖技术的广泛应用,使得城市深埋管线的精细化探测难题尤为突出。特别是在软土、地下水丰富的城区,传统的地面管线探测技术在探测深埋管线时本身存在的抗干扰能力弱、信噪比低、探测深度不足等问题进一步放大,往往无法取得良好的探测效果。笔者以井中磁梯度法、跨孔电阻率CT法、跨孔声波透射法等井中物探方法为主、常规的地面物探技术为辅,在浙江软土地区开展了大量的、不同类型的深埋管线探测研究工作,取得了一些认识:(1)井中磁梯度法和跨孔超声波法,均能准确识别出深埋管线的平面位置及埋深,精度可达几厘米;(2)井中磁梯度法仅对深埋的磁性金属管线有效;(3)跨孔声波透射法能适应各种材质的深埋管线,但对跨孔距离有一定要求,一般在软土地区要孔间距小于8 m效果更佳;(4)跨孔电阻率CT法对孔间距要求相对较低,但是该方法存在体积效应问题,电阻率异常往往大于目标体本身,探测分辨率相对较低。考虑到城市浅表地区为人类扰动层,各种干扰较多,为了消除物探技术的多解性,建议条件允许的情况下,采用两种以上的井中物探技术进行探测、互相验证,可得到更可靠、更精细的探测效果。

Investigation of etching method for fabricating deep through holes on ultra-high resistivity silicon

In this paper,the etching characteristics of the ultra-high resistivity silicon（UHRS） by using the Bosch process were investigated.The experimental results indicated that the sulfur hexafluoride flux,the temperature of the substrate,the platen power and the etching intermittence had important influence on the etching rate and the etching morphology of the UHRS.The profiles and morphologies of sidewall were characterized with scanning electron microscopy（SEM）.By using an improved three-stage Bosch process,380-μm deep through holes were fabricated on the UHRS with the average etching rate of about 3.14 μm/min.Meanwhile,the fabrication mechanism of deep through holes on the UHRS by using the three-stage Bosch process was illustrated on the basis of the experimental results.

盾构穿越复杂铁路群影响分析研究

以天津轨道交通某区间隧道穿越普速铁路、高速铁路复杂节点为研究背景,通过有限元数值模拟,分析盾构施工引起的铁路路基沉降、高架铁路桥桩变形。通过研究表明:采用有限元数值分析模拟盾构隧道下穿铁路工况,计算得到的铁路路基及桥桩变形量与理论分析基本相符,可用于盾构穿越工况影响分析;对于高保护要求的铁路线路,可采取隔离桩的形式有效减小穿越施工带来的影响;采用增设注浆孔管片并进行二次深孔注浆,对于穿越施工阶段与运营阶段均起到很好的保护作用。

深孔爆破降本增效措施应用与分析

为实现深孔爆破工程降本增效,以哈尔乌素露天煤矿为工程背景,分析了露天煤矿生产和爆破工程成本构成,提出AEO管理法、参数优化、智能化建设3个方面措施。生产现场结果表明:降本增效措施不仅提升了安全管理水平和爆破质量,也提高了职工职业技能水平。

新建地铁车站长距离密贴下穿既有隧道方案比选及实测变形分析

城市轨道交通建设中,由于线网规划密集、建设先后顺序不同,新建车站施工不可避免会对既有隧道产生影响。北京地铁15号线奥林匹克公园站下穿既有大屯路公路隧道,如此大断面平行长距离密贴穿越在国内尚属首次。为保证既有大屯路隧道的正常使用,需要选择合理有效的开挖方法。本文采用数值模拟方法,分析PBA八导洞法、PBA六导洞法、暗挖三导洞法以及暗挖四导洞法四种工法施工引起的地表及大屯路隧道结构底板变形。综合考虑既有隧道最大变形、差异沉降、造价和工期,确定暗挖4导洞1、4导洞先开挖法为最优施工方案,实测变形验证了计算有效性。研究结果可为类似工程提供借鉴和参考。

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。

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。

深孔法测试Q345焊接试板热处理前后三维残余应力的可行性

针对热处理前后的Q345焊接试板,采用深孔法测试焊缝位置厚度方向的应力分布特征,采用压痕应变法测量焊缝表面残余应力。测试结果表明,焊后原始状态的焊缝应力在厚度方向上呈M形状分布,应力峰值接近焊缝金属屈服强度的90%;消除应力热处理后的焊缝应力水平较低,基本维持在50~70 MPa。通过对比分析热处理前后的焊缝内部残余应力特征,说明采用深孔法可以很好地表征热处理前后的焊缝三维残余应力。