防爆5G微基站研发及其在石化企业的应用

随着无线通信技术、超大规模集成电路技术的发展,无线移动通信在数年内从2G模拟阶段到3G、4G、5G数字阶段的数次跃迁,目前5G无线移动通信网络实现了民用场景全面覆盖。但是在油气开采、炼油、化工等易燃易爆工业现场受防爆条件的限制,5G无线移动通信网络覆盖推进困难,边缘计算、网络切片、物联网等新技术、新应用无法实现部署。本文所述通过研发设计防爆5G微基站,实现在工业危险环境部署5G无线移动通信网络,推进新技术在石化企业落地应用,助力石化企业提质增效,为我国石化行业的智能化、智慧化提供高效、稳定的无线网络保障。

基于可爆性分区方法的露天矿炸药单耗预测模型

露天矿山爆破作业要求矿岩爆破块度均匀,对岩体可爆性进行评价与应用是优化爆破设计、改善爆破效果的重要依据。在总结分析岩体可爆性主要影响因素的基础上,对司家营铁矿15个爆区矿岩物理力学参数和节理裂隙参数进行了聚类分析和相关分析。结果表明:可以采用抗拉强度、岩石密度、岩体完整性系数和平均节理间距4个指标对岩体可爆性进行评价;同时用蚁群算法优化BP神经网络对评价指标进行赋权,提出了基于加权聚类分析的露天矿岩体可爆性分区方法;然后结合钻孔信息与地质模型,使用距离幂次反比法插值得到矿岩可爆性分区块体模型;利用多元回归分析方法,建立了基于可爆性分区指标的炸药单耗预测数学模型,可为后续类似工况爆区矿岩爆破设计提供参考,对优化爆破设计工作具有指导意义。

冻结砂岩爆破破岩的能量耗散特性

为探究冻结岩体的冲击力学性能,并提出寒区爆破开挖工程中合理的爆破炸药单耗,针对寒区典型分布的砂岩,采用室内分离式霍普金森压杆试验与理论分析相结合的方法,开展了冻结砂岩冲击力学性能及爆破破岩能量耗散特性研究。结果表明:(1)冻结状态砂岩的动态抗压强度和动态弹性模量相比常温状态整体有所提升,而应变峰值整体有所下降。对比静载与动载试验结果,相同物理参数下,砂岩的抗压强度差距不大,而动态弹性模量明显高于静态弹性模量。(2)常温状态砂岩和冻结状态砂岩试件的耗散能量均随含水率的增大而逐渐减低,且冻结状态砂岩的耗散能量高于常温状态。相比常温状态,冻结砂岩在含水率为0、0.25ω、0.50ω、0.75ω、1.00ω时,其耗散能量增幅分别为21.6%、64.9%、80.3%、78.2%、83.3%。(3)相同含水率下,冻结状态砂岩的炸药单耗均高于常温状态,在含水率为0、0.25ω、0.50ω、0.75ω、1.00ω时,冻结状态砂岩爆破炸药单耗相比常温状态分别增加20.4%、61.3%、60.0%、55.6%、66.7%。(4)将常温与冻结状态砂岩爆破炸药单耗数值进行拟合,得到不同状态砂岩爆破破岩的单耗修正模型,可为寒区爆破工程提供参考。

基于随机森林算法的露天矿抛掷爆破影响因素分析

为了深入探究影响抛掷爆破效果的主要因素,探讨了影响抛掷爆破效果的岩石特性、地形条件、地质条件、爆破参数、炸药特性、施工质量等六大因素;着重对可控因素—爆破参数进行了详尽的分析与研究;选取现场往年爆破设计参数,以有效抛掷率为目标变量,采用随机森林算法对其进行分析。结果表明:在爆破参数的设计因素中,炸药单耗、排距和孔距的重要度最高。

1例重度爆震伤病人的精细化护理

总结1例重度爆震伤病人的精细化护理经验。护理要点包括脑外伤护理、烧伤皮肤护理、气道管理、预防静脉血栓栓塞(VTE)及康复护理、预防并发症护理。经过32 d的积极救治和全面精细化护理,病人恢复良好,转至普通病房。

在薄层石灰石矿山降低骨料含粉率的研究

控制骨料矿山石灰石含粉率对矿山高质量发展和经济效益的发挥具有重要意义。以某薄层石灰石矿山为例,在分析影响骨料含粉率高的基础上,通过综合运用工程爆破技术手段并结合现场实际生产,调整炮孔延期时间、炮孔装药结构及爆破孔网参数等,以此设计3种爆破方案展开实验。研究结果表明:将孔间延期时间由17 ms减少至9 ms,排间整体延期时间由132 ms增加至147 ms,采取间隔装药,填塞总体长度在7.5 m时,爆破效果较好,爆破粉矿率明显降低,大块率明显提升;炮孔孔网面积增加至49.5 m^(2)后,不影响岩石爆破效果,有效降低了炸药单耗,节约了生产成本。

钻爆法隧道上台阶爆破炮孔装药量精细计算方法

目前隧道钻爆法施工技术日趋成熟,但炮孔装药量的精细计算仍缺乏可靠的经验或理论公式。基于利文斯顿爆破漏斗理论,考虑隧道上台阶爆破方案设计中的炮孔孔距、排距和倾角等因素,提出了倾斜与垂直炮孔负担爆破岩石体积的计算方法。考虑岩石坚固性系数、爆生临空面方向等因素的影响,建立了炸药单耗优化计算方法。最后,基于炮孔装药量经验体积计算公式,提出了隧道上台阶爆破炮孔装药量精细计算的方法。依托临沂至滕州高速公路寨山隧道开挖试验段,验证了炮孔装药量计算方法的可靠性,研究成果对指导隧道精细爆破具有重要意义。

考虑采空区稳定性的矿柱回采爆破参数的优化与应用

为安全、高效地回收大型贯通采空区残留的厚大矿柱资源,应用LS-DYNA软件对炸药单耗和排间延时进行数值模拟并优化。依据Von Mises屈服准则,分析在不同炸药单耗和排间延时条件下孔底单元的等效应力、采空区底板单元的峰值等效应力和峰值振速。使用优化后的方案进行爆破,对采空区围岩进行爆破振动监测,分析采空区的稳定性。采用Split-Desktop 4.0软件对爆堆进行块度分析。结果显示:峰值等效应力和峰值振速均与炸药单耗正相关;排间延时对等效应力的影响不显著;峰值振速随排间延时的增大呈先降低、后小幅波动的变化。当炸药单耗为1.32 kg/m^(3)、排间延时为100 ms时,单元的等效应力达到爆破破碎效果,且爆破振动未对采空区的安全稳定造成影响。将优化后的炸药单耗和排间延时应用于矿柱回采爆破,采空区底板的实测峰值振速为14.39 cm/s,满足矿山巷道安全标准,保证了采空区的安全稳定;爆破大块率由8.00%左右下降到4.28%,提升了爆破效果。

数码电子雷管在神山灰岩矿精准延期控制爆破的应用研究

为了适应现代化大型矿山开采需要,工程爆破也逐渐趋向于精细化、少人化、智能化发展。数码电子雷管的精准延期时间在露天矿中深孔台阶爆破工程中起着重要的作用。以神山灰岩矿台阶爆破为工程对象,利用数值模拟和现场试验的方法,对最优爆破参数进行探索。利用无人机技术获取爆堆表面图像,进行块度分析;结合大孔距小排距微差爆破技术,对孔网参数进行调整。试验表明,适当增加单孔负担面积,能将炸药单耗从0.45 kg/m^(3)降低到0.35 kg/m^(3)左右,同时也能减少爆破后产生的根底现象,在神山灰岩矿取得了良好的经济效益。

投影寻踪模型在偏氟乙烯储罐单元火灾爆炸指数评价中的应用

采用道化学公司的火灾爆炸指数法对偏氟乙烯(VDF)储罐单元进行危险分析与评价,定量得出采取安全补偿措施前后的单元火灾、爆炸危险指数,结果显示,采取安全补偿措施前单元的危险等级为Ⅴ级,采取安全补偿措施后单元的危险等级降为Ⅱ级。根据道化学的安全补偿指标体系,建立了基于遗传算法的投影寻踪评价模型,包括工艺、物质隔离和火灾控制3个维度,共24个评价指标,并制定了相应的评价标准。研究结果表明:计算机控制、其他工艺过程风险分析、标准操作程序(SOP)等几项指标对目标层的影响较大并依据评价结果提出了几项提升单元安全水平的建议措施。

岩体可爆性的模糊决策理论及炸药单耗预测

为推进岩体可爆性分级后的进一步工程实际应用,利用回归分析方法分析可爆性指标的相关性,最终确定以岩体的抗拉强度、密度、脆性指数、完整性系数4个基本不相关的参数作为评级指标;通过正交试验设计确定各评级指标的敏感性,并确定其权重;运用模糊决策理论对岩体进行可爆性评级,采用评级指标结合岩体基本质量指数,推出地下采矿浅孔爆破的炸药单耗预测公式,进一步推导出可爆性等级对应的炸药单耗预测区间。结果表明:模糊决策方法为岩体可爆性评级提供了一种新思路,同时也证明了权重分配与评级指标选取的正确性。现场爆破试验证明了炸药单耗预测区间的合理性,研究结果可为生产爆破和类似工程实践提供一定的指导。

矿用大功率充电机防爆电控箱结构及散热设计研究

根据煤矿用蓄电池车充电机设备使用环境,设计了降压单元与整流单元分箱放置的两箱式充电机。通过对箱体内放置的电器件布置方式、热流密度及温升要求的分析计算,确定了箱体的外形结构形式、尺寸及充电机的散热解决方案。并对箱体进行了压力及热仿真分析,理论上验证了箱体结构及散热方案的正确性。实践证明,采用新式设计的箱体,散性好、电器件使用寿命长,完全满足车辆充电要求。

双空孔型直眼超深掏槽爆破在缓倾斜薄矿体中的应用

山西省吕梁地区沉积型铝土矿一般为缓倾斜薄矿体,存在矿石硬、围岩软特点,在采用楔形浅孔掏槽钻爆法采矿时,受钻孔的角度和装药结构影响,往往造成掘进循环进尺短、炸药单耗高,大块产出率高等问题。结合山西吕梁地区某铝土矿地下矿山,在作业面断面3 m×2.5 m上采用双空孔型直眼超深掏槽爆破落矿,直眼掏槽眼孔深2 m,辅助眼和周边眼孔深1.8 m,现场炸药单耗0.61 kg/t,较原楔形掏槽炸药单耗缩小0.12 kg/t,爆破进尺1.76 m,炮孔利用率97.7%,无粉矿和超过500 mm的大块,通过此次现场试验得出在缓倾斜薄矿体利用双空孔直眼掏槽替换常规楔形掏槽采矿时爆破技术指标得到明显提升。

泡沫铝夹芯板厚度对防爆墙侵彻深度影响研究

为了确定泡沫铝夹芯板的厚度与防爆墙侵彻深度的关系,采用理论、实验和数值模拟相结合的方法对破片冲击防爆墙的过程进行了系统研究。首先,采用一级轻气炮和应变测试系统,测得破片冲击防爆墙的侵彻深度并得到破片冲击防爆墙过程中的速度衰减规律,为数值计算中本构模型、材料参数的合理选择提供了依据;其次,通过一维波动理论计算了不同材料的波阻抗,分析并得到了较为合理的材料结构形式,为数值计算的工况设计提供了依据;最后,采用数值模拟方法系统分析了破片侵彻防爆墙的过程,获得了泡沫铝夹芯板厚度对防爆墙侵彻深度的影响规律。研究结果表明:破片侵彻深度随着初始速度的增大呈先增大后减小再增大的趋势,临界速度分别为800 m/s和1500 m/s;破片侵彻深度的临界速度随着泡沫铝夹芯板厚度的增加出现“滞后”效应;单位面积吸收的能量与破片侵彻深度呈负相关,单位面积吸收的能量越多,破片的侵彻深度越小。该成果对合理设计防爆墙结构以及有效提高其对破片的防护能力具有一定的指导作用。

超超临界机组高温再热器爆管原因分析

某1000 MW超超临界机组高温再热器受热面发生爆管。为避免再次出现此类事件,要深入分析爆管管件的失效原因。首先对爆口处进行宏观分析,其次选取爆管试样进行硬度检测、壁厚检测、力学性能检测以及金相显微组织形貌观察,最后了解电厂机组的运行情况,比较炉内、外管壁温度差别,分析运行时的管壁温度分布情况。结合上述分析,得出爆管的主要原因为锅炉在高负荷运行时,炉内管子长期处于超温状态运行,导致管子严重老化,塑性降低。爆管的直接原因为管道在高负荷运行条件下,炉内管道最高壁温点的管壁温度超过材料最高使用温度。针对此次爆管,提出合理运行、加强受热面管检验以及对高温再热器管进行更换技改的建议。

浅析营业性爆破作业单位民用爆炸物品储存库

针对现阶段营业性爆破作业单位民用爆炸物品专用仓库存在的安全管理措施落实不到位、监管部门负担大等问题,分析举例了已发生的民用爆炸物品专用仓库爆炸事故案例所带来的危害和给爆破作业单位造成的经济负担,结合《“十四五”民用爆炸物品行业安全发展规划》对民爆行业发展“从根本上消除事故隐患”的新要求,从民爆行业本质安全角度出发,认为取消营业性爆破作业单位有或租用经安全评价合格的民用爆炸物品专用仓库比较可行,因此建议公安部在修改《爆破作业单位资质条件和管理要求》(GA990—2012)标准时,能对6.2.2.1a“有或租用经安全评价合格的民用爆炸物品专用仓库”这一项要求做出修改或者取消,以期完善民爆行业安全生产管理体系,减轻安全监管部门的负担和营业性爆破作业单位的经济负担,更加有利于民爆行业本质安全水平的提升。

白音诺尔露天坑底隔离矿柱爆破参数优化研究

针对白音诺尔铅锌矿爆破大块率高的问题,应用ANSYS/LS-DYNA软件对扇形中深孔爆破时炸药单耗和排间延时进行数值模拟分析。依据Von Mises屈服准则,分析记录单元有效应力、振速峰值和岩石损伤面积,结果表明,炸药单耗1.16 kg/m3和排间延时100 ms时记录单元的有效应力、振速峰值和岩石损伤面积均满足设计要求。将优化后的炸药单耗和排间延时应用于现场爆破,采用交错布孔的方式,实施空间交错装药结构,对爆后爆堆采用Split-Desktop 4.0进行块度分析,结果显示,爆破大块率降至4.34%,爆破大块度问题得到有效控制。

承载立柱爆破破坏特征及应变演化规律研究

为分析不同单位面积炸药量及不同截面应力下的钢筋混凝土立柱爆破后破坏特征及应变演化规律,以弹性力学理论为基础,利用自主研制的单轴惯性动载力学模型试验系统对12个钢筋混凝土立柱进行爆破试验。当钢筋混凝土立柱上部截面应力为0 MPa时对应单位面积炸药量为0.11 kg/m^(2)、0.23 kg/m^(2)、0.27 kg/m^(2);上部截面应力为2 MPa时对应单位面积炸药量为0.13 kg/m^(2)、0.18 kg/m^(2)、0.23 kg/m^(2);上部截面应力为3 MPa时对应单位面积炸药量为0.18 kg/m^(2)、0.23 kg/m^(2)、0.32 kg/m^(2);上部截面应力为4 MPa时对应单位面积炸药量为0.13 kg/m^(2)、0.18 kg/m^(2)、0.23 kg/m^(2),并且运用数值仿真模拟软件对不同截面应力影响爆破效果进行模拟分析。定义纵向中轴线破碎距离来描述立柱爆破后的破碎范围,通过理论推导、现场试验及数值模拟软件分析不同影响因素下的中轴线破碎距离及应变演化规律得出:随着截面应力的增加,越接近中轴线的耦合切向应力越大,与加载方向垂直的耦合切向拉应力相对减小;当单位面积炸药量约小于0.15 kg/m^(2)时,随立柱截面应力增大,立柱中轴线破碎距离不断减小;当单位面积炸药量约大于0.15 kg/m^(2)时,随着截面应力的递增,中轴线破碎距离不断增大,立柱的切向拉应变峰值呈上升趋势,径向压应变峰值绝对值逐渐减小;当截面应力一定时,随着单位面积炸药量的增加,立柱纵向中轴线破碎距离增大,但是增长幅度却随着单位面积炸药量的增加而减小,同时立柱的切向拉应变峰值增大,径向压应变峰值绝对值也呈上升趋势;随着截面应力的增大,立柱损伤云图中轴线上损伤距离不断增大,且裂纹倾向于加载轴向扩展,进一步验证试验结论的正确性。

物探井口报警仪的研发及应用

油气地震采集仍以炸药激发为主,钻井后下药,等待爆炸班人员进行激发,为保证井中炸药雷管的安全,防止井口不被破坏,常规的安全管控手段是人工巡检,但同一时间只能监控一口井的状态,投入的人力较大,且不能做到所有井位全时段的实时监控。利用北斗定位、4G通信、微控制单元和物联网技术,研制了一种井口报警设备,施工时将设备埋入井口,进行24 h无间断监控,当井口被人为破坏时,设备通过短信等方式立刻发送报警信息,并上报实时位置,地震队指挥中心可立即展开安全管控措施。该设备已在三维地震采集项目实地测试应用,可快速发出报警信息,达到了全时段监控和节省人力的目的。

原油密闭自动卸油装置的研究

油田常规的卸油方式为敞口开放式卸油,过程中挥发气体逸散到大气中,会造成环境污染,且挥发气中含有可燃性的气体,存在安全隐患;同时VOCs等气体有可能对岗位员工造成职业伤害。针对这些问题,应用自动化的方法实现了卸油过程的密闭化和自动化,自动启泵、自动停泵、自动计量,并且将卸油处理装置、卸油泵、质量流量计、防爆自动控制系统等集成为一套装置。该装置体积小、移动方便、集成比高、现场安装方便,且工艺自动化程度高,建设投产周期快,实现了低位卸油、密闭卸油及自动化卸油。其适用于油库、原油处理站、接转站的密闭卸油,现已在华北油田投入使用,具备向各大油田推广的价值。