Preparation of High Effective Flocculant for High Density Waste Drilling Mud

To satisfy the requirement on the separation of solid and liquid in waste drilling mud, prepare a high effective floccu-lant for high density waste drilling mud used starch, 2-Trimethylammonium ethyl methacrylate chloride (DMC) and acrylamide (AM). The result showed that when the ratio of starch, DMC and AM was 2:1:3, the weight of initiator (po-tassium persulfate) was 0.2% of the AM, reaction temperature was 65℃ and reaction time was 5h, the performance of product was the best. The water content in filter cake was 27.6% after the waste drilling mud disposed by the optimization flocculant. The flocculent effect of optimization flocculant was superior to that of other flocculant in market.

基于高通量测序技术分析不同窖龄窖泥真菌群落多样性与空间异质性

利用Illumina NovaSeq高通量测序、冗余分析和FUNGuild等方法对甘肃金徽酒10a和50a窖龄窖池及其不同空间位置窖泥的真菌群落结构、真菌菌群与理化因子之间的关系以及真菌功能预测等进行研究。结果表明,随着窖池深度的增加,10 a窖池窖泥的多样性和丰富度呈现降低趋势,50 a窖池窖泥的多样性整体呈现升高趋势,而丰富度则呈现先降低后升高趋势,其中10a窖池窖壁上层的多样性和丰富度均显著高于其他位置(P<0.05),而50a窖池窖底层的多样性和丰富度均显著高于其他位置(P<0.05)。10a窖池窖壁层的多样性和丰富度显著高于50a窖池(P<0.05),而50a窖底层的多样性和丰富度明显高于10a窖池(P<0.05)。所有窖泥样品共检测到21个真菌门和520个真菌属,其中子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和罗兹菌门(Rozellomycota)4个优势真菌门以及曲霉属(Aspergillus)和哈萨克斯坦酵母属(Kazachstania)等多数优势真菌属的相对丰度随窖池窖龄和空间位置的变化差异显著(P<0.05)。镰刀霉属(Fusarium)、Aspergillus、Kazachstania和红曲霉属(Monascus)与水分、腐殖质、K^(+)和Ca^(2+)含量呈正相关,枝孢菌属(Cladosporium)、维希尼克氏酵母属(Vishniacozyma)与pH值呈正相关。窖泥真菌营养类型主要有腐生营养型和病理-腐生-共生营养型等7种,功能类群包括4个单一功能群和7个混合功能群。通过系统分析不同窖龄窖池和空间位置的窖泥真菌群落多样性,为明确甘肃金徽酒窖泥的真菌群落结构及空间分布规律奠定了理论基础。

High temperature geothermal drilling mud

ＨＩＧＨＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＧＥＯＴＨＥＲＭＡＬＤＲＩＬＬＩＮＧＭＵＤＴａｎｇＳｏｎｇｒａｎ，ＴａｏＳｈｉＸｉａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２４０５，ＣｈｉｎａＨＩＧＨＴＥＭＰＥＫＡＴＵＲ...

河南矿区高灰细泥煤泥水的絮凝沉降试验研究

目的随着采煤机械化程度的提高和重介质选煤工艺普及,入选浮煤泥中高灰细泥的含量逐渐增加。高灰细泥是影响煤泥水沉降效率的最直接因素,对煤泥水中的高灰细泥进行处理,直接关系着煤炭资源生产和水资源利用。针对河南矿区煤泥水具有高灰细泥的特性,方法通过设计正交试验测试不同种类的絮凝剂和搅拌速度对煤泥水的沉降率的影响及其之间的相互作用的效果,提高煤泥水沉降效率。结果结果表明:六偏磷酸钠与聚丙烯酰胺的分散性能及絮凝性能更优,搅拌速度、六偏磷酸钠用量、聚丙烯酰胺用量对高灰细泥煤泥水沉降率的影响程度依次减小,搅拌速度和聚丙烯酰胺用量之间的相互关系对沉降率影响最为显著;当六偏磷酸钠用量40.08 mg/L、聚丙烯酰胺用量5.75 mg/L、搅拌速度411.12 r/min,沉降率可达95.5%,沉降率提高的原因在于高灰细泥絮凝过程中絮团成球明显,絮凝剂的桥接作用可以使分散颗粒聚团并发展为球形,长条不规则颗粒明显减少,颗粒群粒形的改变有助于煤泥水的沉降,在一定搅拌速度下粒形保持较为规整,可增加沉降概率,使煤泥水得以有效沉降。结论通过改善煤泥水中颗粒的粒度粒形特性,可以有效提高河南矿区高灰细泥煤泥水的沉降效率。研究结果可为处理高灰细泥煤泥水提供理论支持和实践参考。

铁尾矿—硅锰渣—赤泥协同制备超高性能混凝土力学性能研究

选用铁尾矿粉、硅锰渣粉和赤泥作为矿物掺合料代替部分普通硅酸盐水泥,协同制备了2种不同水胶比的超高性能混凝土,研究了掺入铁尾矿—硅锰渣—赤泥的超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)的力学性能,探究了铁尾矿粉掺量对UHPC的抗弯强度、劈裂抗拉强度和抗压强度的影响。结果表明:①水胶比较低的超高性能混凝土中,铁尾矿粉对混凝土抗弯强度影响较大,对劈裂抗拉强度影响较小;②水胶比较高的超高性能混凝土中,铁尾矿粉对混凝土抗弯强度的影响与对劈裂抗拉强度的影响基本一致;③随着铁尾矿粉掺量增加,水胶比为0.20和0.25的超高性能混凝土抗压强度降低,硅锰渣—赤泥组超高性能混凝土28 d抗压强度最大降低幅度分别为19.2%和22.9%。上述分析进一步反映出:①铁尾矿粉在超高性能混凝土中的掺量不宜超过矿物掺合料总量的40%;②铁尾矿粉的掺加不利于超高性能混凝土的早期抗压强度提升,但适量掺加铁尾矿粉(20%)有利于超高性能混凝土后期抗压强度增长;③三参数模型系数相对于铁尾矿—硅锰渣—赤泥超高性能混凝土的抗压强度和养护龄期关系相对集中,拟合相关系数较高。

宝兰客专第三系泥岩物性参数与力学特性研究

研究目的:膨胀性地层中隧道施工是一个较难的工程问题,本文以宝兰客专北二十里铺隧道的膨胀性及地下水情况测试为基础,对泥岩膨胀特性等展开深入的研究,有利于明确泥岩膨胀对隧道内轨道变形的影响,完善隧道设计理论。研究结论:(1)第三系泥岩具有弱膨胀性;(2)膨胀岩的弹性模量和单轴抗压强度、单轴抗拉强度、三轴抗压强度在浸水后都呈现出明显的降低,随着浸泡时间的增加,各强度降低的速率逐渐下降;(3)单轴压缩试验表明,平均单轴抗压强度由29.18 MPa减少为4.65 MPa,衰减了84%,平均弹性模量由2.32 GPa减小为0.85 GPa,减小了63%;巴西劈裂试验表明,膨胀岩的平均抗拉强度由2.66 MPa减少为0.36 MPa,衰减了86.5%;三轴压缩试验表明,随着浸水时间的不断增加,膨胀岩的内聚力出现大幅的降低,尤其是在浸水初期下降迅速,由5.82 MPa降至1.34 MPa,减小了77%,膨胀岩的内摩擦角虽有所降低,但下降幅度不大,浸水15 d内总共降低4.07%;(4)本研究成果可为类似膨胀性泥岩铁路隧道设计提供参考。

防漏堵漏低密度水泥浆技术

跃进3-3XC井完钻井深达9432 m,水平钻进距离超过3400 m,刷新了亚洲最深和超深水平大位移井的纪录。该井地质结构复杂,施工难度大,对水泥浆性能要求高,除了高温、高压外,地层承压能力低,极易发生漏失。针对此类问题,通过研发新型功能性材料,构建了C-Lo PSD(1.30 g/cm^(3))、C-Lite STONE(1.60 g/cm^(3))与C-Hi PSD(1.40 g/cm^(3))三套低密度水泥浆体系,涵盖了中低温、高温等应用条件,并在跃进3-3XC井中成功应用,水泥浆性能满足固井需求。与之前用水泥浆体系相比,混浆效率、流变性、悬浮稳定性、水泥石抗压强度等明显提升。其中,C-Lite STONE(T_(BHC)=75℃/T_(TOC)=30℃)与C-Hi PSD(T_(BHC)=145℃/T_(TOC)=105℃)水泥浆体系在温差分别为45℃和40℃下,顶部48 h抗压强度达到8.1 MPa和14.3 MPa。跃进3-3XC井在施工期间多次遭遇漏失,通过使用自研的新型堵漏材料C-B62和C-B66,成功封堵裂缝,保证了固井施工的顺利进行。

基于高水压射流的盾构泥饼切割试验研究

为解决高水压射流清理泥饼布置方式无依据等问题,研制泥饼压制设备和高水压射流装置,并以强风化泥质粉砂岩作为试验材料,开展高水压射流切割泥饼试验,研究射流压力、流量、传输介质等参数对泥饼切割宽度和深度的影响。主要结论有:1)随着冲刷距离的增大,泥饼切割宽度先增大然后逐渐减小至0,而切割深度则逐渐减小;2)射流压力相同的情况下,当流量从49.1 L/min增大至110.0 L/min时,高水压射流对泥饼的切割宽度增大,当流量从110.0 L/min增加至202.8 L/min时,切割宽度反而减小,切割深度则随着流量的增加而增大;3)射流流量相同的情况下,水压力越大,则切割宽度和深度也越大;4)在水中进行泥饼切割时,高水压射流对泥饼的作用以冲刷为主,难以产生有效的切割。

高铁低硅赤泥钠化还原的物相转变及铁分离特性

高温焙烧赤泥可实现铁、铝、硅等元素的形态转化,使其易于分离回收,但高铁低硅赤泥的钠化还原焙烧反应差异性及机制研究却少有报道。本文采用X射线衍射分析,考察了还原温度、碳酸钠用量、还原时间等对高铁低硅赤泥还原焙烧的矿相转化及微结构影响,分析了反应后的铁磁化分离差异性。结果表明:还原焙烧中钠与铝、硅元素结合形成铝钠硅酸盐,有效破坏了铁、铝元素的紧密结构;赤铁矿、铝针铁矿大部分转为磁铁矿和浮氏体,促进了铁氧化物还原;低熔点含钠固溶体降低了金属铁质点迁移阻力,加速了铁晶粒的长大。基于铁铝结构崩解及粗晶粒金属铁的生成,焙烧产物经磨矿-磁选后,获得了全铁含量为90.41%、Fe回收率为93.08%的铁回收指标。

海洋模块钻机高压泥浆系统的研制

在充分考虑南海海域海洋环境、钻井平台结构特点、行业标准、用户要求的基础上,研制了能够满足钻井、固井、井口压力控制等作业要求的海洋模块钻机高压泥浆系统。论述了设计原则,介绍了高压泥浆系统的功能,并分析了关键技术。现场试验及应用表明,海洋模块钻机高压泥浆系统整体性能良好,工艺流程满足钻井平台功能要求,冗余可靠,结构布置紧凑合理,空间利用率高,操作方便,各项指标均达到设计要求。

低温拜耳法赤泥高温溶出行为

赤泥是氧化铝生产过程中排放的强碱性固体废物,尤其对于三水铝石矿低温拜耳法产生的赤泥,其中含有大量的Al_(2)O_(3)未被溶出,造成资源的极大浪费。以低温拜耳法赤泥为原料,通过高温溶出回收其中的Al_(2)O_(3),系统研究了石灰添加量、循环母液苛碱浓度、溶出温度、固含、溶出时间对Al_(2)O_(3)溶出性能的影响规律,获得了溶出过程中物相转变机理和溶出动力学。结果表明:低温拜耳法赤泥高温溶出过程中,Al_(2)O_(3)溶出率随苛碱浓度、溶出温度、时间的增加而增加,随着石灰添加量和固含的增加而降低。推荐Al_(2)O_(3)的溶出条件为:固含500 g/L、苛碱浓度210 g/L、溶出温度270℃、溶出时间60 min、溶出过程不添加石灰,在此条件下Al_(2)O_(3)溶出率为50.36%,溶出液硅量指数为260。Al_(2)O_(3)溶出过程受内扩散控制,表观活化能为33.46 kJ mol,动力学方程为1-2α3-(1-α)^(2/3)=0.00101×^(e-3346 RT)×t;在高温溶出过程中,一水软铝石发生溶解,同时铝针铁矿转化为赤铁矿,导致氧化铝溶出率提高。

赤泥填料对排水沥青混合料路用性能的影响

为探究赤泥填料对排水沥青混合料路用性能的影响,首先选择两种国产高黏改性剂PT-HVA和AR-HVA制备得到高黏改性沥青,并将成品苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-butadiene-styrene,SBS)改性沥青作为对照组,对三种改性沥青进行各项沥青性能试验。结果表明:两种改性剂的最佳掺量均为15%。接着以三种改性沥青为胶结料配制三种排水性沥青混合料(填料为赤泥和矿粉),并进行各项路用性能试验。结果表明:由赤泥制备的混合料的路用性能良好,其中AR-HVA高黏改性沥青+赤泥制备的混合料性能最优,动稳定度达11053次/mm,残留稳定度为91.46%,冻融劈裂比为89.60%,飞散损失为5.20%,老化系数为24.60%。同时,由赤泥制备而成的混合料的弯拉强度和弯拉应变比由矿粉制备的混合料的小,这表明赤泥虽能有效地提高混合料的高温性能、水稳性能、抗松散性能和抗老化性能,但会降低混合料的低温性能。

煤矿井下气动型煤泥水快速分离装置的研制与应用

目前井下水仓通常布置多级排水点进行煤矿井下排水,井下水中含有大量的煤渣与岩屑颗粒,经过对其长时间的抽排后,煤渣与岩屑颗粒混合形成了煤泥岩粉,容易造成排水管路堵塞,给矿井排水系统造成压力和负担。针对该情况设计了1种气动振动泥水分离装置,能够对井下的高杂质污水快速进行固液分离,具有分离效率高、劳动强度低、一机多用、适应性强等特点。该装置的应用降低了电力设施的高成本投入,减少了井下排水系统的维护次数,提高了排水系统的使用效率。

高水头承压水对地下连续墙槽壁稳定性影响分析

以北京市CBD核心区某基坑工程为背景,针对既有基坑在加深地下连续墙施工过程中承压水水头高出地下连续墙施工作业面的情况,对其槽壁稳定性因素进行总结分析,研究其局部失稳的机制。研究结果表明:地下连续墙在含有高水头承压水的地层成槽施工过程中,排除常规的机械成槽速率、地下水位标高与泥浆标高关系的影响,承压水水头高度越高槽壁安全系数越小;槽壁最薄弱的位置是介于隔水层之间的含水层,通过槽壁预加固、降低承压水水头高度、针对承压水含水层定位循环浆液可有效保证槽壁稳定性。

选煤厂粗煤泥处理中D5FG1216叠层高频细筛应用分析

分析选煤厂粗煤泥处理中存在的问题,引进D5FG1216叠层高频细筛提高筛分及脱泥效率,实现粗煤泥高效处理。对D5FG1216叠层高频细筛结构及技术特点进行分析,并对改造前后粗煤泥处理效果、经济效益进行评价。现场应用后,D5FG1216叠层高频细筛在提高粗精煤产率、降低洗选成本以及提高脱泥降灰效果方面取得显著成果。

兴县中投国能洗煤厂的工艺设备改造

针对兴县中投国能洗煤厂原煤处理量小、煤泥水中高灰细泥循环、高频筛处理能力小、检修空间布局不合理、重点设备老化严重等问题,为进一步增加处理量、提高回收率、减少事故时间,提升洗煤厂综合效率,采用了打破煤泥闭路循环、增加煤泥分级旋流器预处理煤泥水、更换关键数质量设备等方法进行工艺设备改造,提升了洗煤厂的综合经济效益。

叠层高频细筛在选煤厂粗煤泥处理中的应用

选煤厂粗煤泥处理系统中粒级<0.15 mm的高灰细泥含量较高,导致得到的粗精煤泥产品灰分较高(普遍在14%以上)且振动弧形筛底流“跑粗”问题突出,给后续浮选系统带来影响。在对粗煤泥回收工艺进行分析的基础上,提出用D5Z1216叠层高频细筛代替振动弧形筛优化改造粗煤泥系统。对D5Z1216叠层高频细筛结构及运行原理进行分析,并探讨现场应用效果。结果表明,D5Z1216叠层高频细筛代替振动弧形筛后可有效减少粗精煤泥产品灰分含量并避免底流“跑粗”问题,有助于实现浮选轻量化,改造后选煤厂精煤产率提升约3%,年增加精煤产量约4.5万吨,直接增加销售收入约1350万元,D5Z1216叠层高频细筛现场应用效果显著。

绿水洞煤矿选煤厂粗煤泥系统改造实践

绿水洞煤矿选煤厂由于缺少粗煤泥回收环节,导致1~0.25 mm部分粗煤泥直接回收作为中煤,造成粗精煤泥产品的损失,影响了选煤厂综合经济效益。结合现场实际及工艺分析,制定并实施了分级旋流器+FBS流化床分选机+叠层高频细筛+煤泥离心机的粗煤泥回收系统优化改造方案。改造实践表明,系统稳定运行,粗精煤泥灰分稳定控制在10%~10.5%范围内,粗精煤泥产量5.88万t/a,有效减少了精煤损失,为选煤厂提质增效发挥了积极作用。

高海拔排水巷断层突水突泥前兆信息演化规律数值模拟

目的:以西藏巨龙铜矿穿破碎带排水巷道施工为工程背景,分析断层突水突泥前兆信息演化规律。方法:通过数值模拟,探究了流固耦合作用下排水巷道施工至破碎带过程中围岩位移、应力、塑性区以及渗流场的变化规律,分析了巷道穿断层破碎带突水突泥前兆信息演化规律。结果:结果表明:巷道掘进至破碎带时,掌子面位移发生突变性增大。同时破碎带发生应力扰动。围岩塑性区向破碎带方向扩展,破碎带内岩体发生塑性变形,与掌子面塑性区贯通。巷道掘进至破碎带时,围岩内渗流场发生明显变化,被揭露的破碎带形成排水口,围岩水压骤然减小,巷道内容易发生突水突泥事故。意义:本文研究结果为巨龙排水巷穿破碎带施工提供了理论参考。

高温活化及养护方式对赤泥-矿粉复合材料性能的影响

以活化后的拜耳法赤泥和矿粉为原料,按照70∶30的配比制备胶砂试件,研究了赤泥的活化方式及养护方式对赤泥-矿粉复合材料力学性能、水化产物及微观结构的影响。结果表明,在相同的养护制度下,800℃高温煅烧后的赤泥制成的试件强度比105℃直接干燥后的赤泥制成的试件强度高约20%,其密实度更高。在相同活化方式下,60℃热固化24 h后在20℃环境下覆膜养护的试件3 d抗压强度最高,但是会产生较为明显的裂缝,随着养护时间的延长,强度降低;标准养护制度下试件28 d抗压强度最高。