煤矿井下大口径长距离贯通钻孔成孔关键技术

煤矿井下大口径长距离贯通钻孔可作为输送通道以替代矿井传统井工巷道,相比常规井下大口径钻孔,区别及难点主要在于“点对点”精准贯通、大口径长距离分级高效扩孔,以及全孔段套管敷设并注浆固管。介绍了煤矿井下大口径长距离贯通钻孔成孔关键技术,从RMRS绕障对接技术、分级扩孔技术、排渣工艺技术、全孔段套管敷设技术及注浆固管技术等5个方面深入研究,实现了大口径长距离贯通钻孔高效成孔。在钻孔设计方位轨道多个关键点处钻取的引导直孔内,采用RMRS技术进行超前引导,以实现定向绕障及“点对点”精准贯通;合理优化扩孔级序,采用回拉扩孔工艺以提高扩孔钻进效率;利用“孔内循环+机械辅助”联合排渣工艺提升扩孔钻进排渣效率;选配适用滚珠扶正器,采用“前拉+后推”组合方式实现长距离全孔段套管敷设;采用“环空带压注浆法”进行注浆固管以保障固管质量。基于上述关键技术,构建了大柳塔井与活鸡兔井之间的大口径长距离输水管道,总长度1932 m,钻孔终孔孔径330 mm,全孔段敷设输水套管尺寸?219 mm×8.94 mm;先导孔成功从2座桥墩之间斜向安全穿过,实际贯通点B_s与设计贯通点B之间水平投影位移偏差0.4 m、垂直剖面位移偏差0.25 m,空间位移偏差0.47 m,基本实现“点对点”连通;注浆固管声幅测井合格率95%,管路实际输水能力达150 m^(3)/h。

下向低浓钻孔“抽-注”排水排渣抽采一体化技术研究

为了防止永夏矿区陈四楼煤矿煤与瓦斯突出事故的发生,在采用水力排渣钻孔进行抽采瓦斯时,发现在钻孔内存在着大量的水和煤渣,堵塞了煤体内部的孔隙通道,对煤层瓦斯运移和钻孔孔壁的稳定性产生不利影响,从而严重影响了瓦斯抽采的效果。针对煤矿急需解决的俯孔排水排渣问题,提出采用压风吹孔技术,将孔内水和煤渣带出孔外,疏通钻孔堵塞通道。该技术在陈四楼煤矿井下现场应用效果良好,吹孔后钻孔平均在抽浓度由11.86%提升到了18.73%~56.38%,低浓钻孔提升效果明显;代替了以往水力排渣钻进技术,达到高效抽采瓦斯、保证煤矿安全生产的目的,对钻孔抽采瓦斯过程中能够及时排出水和煤渣有一定指导意义。在此基础上,形成的一套下向低浓钻孔“抽—注”排水排渣一体化技术及工艺,为下向低浓钻孔排水排渣工作提供参考借鉴。

厚大断面机床托盘铸件表面渣孔缺陷分析与改善

以厚大断面机床托盘铸件为例,对生产过程中出现的铸件表面渣孔缺陷原因进行分析阐述,通过优化浇注系统设计、采用合适的涂料等措施,解决渣孔缺陷问题,提高铸件外观质量,满足客户技术要求。

H11Mo模具钢电渣锭补缩工艺应用研究

张宣科技特材研制公司新开发H11Mo模具钢,但电渣锭头部的渣沟与缩孔较深,自耗电极剩余多。有必要分析电渣重熔热封顶阶段自动控制补缩工艺的不足,提出适合、有效的补缩工艺控制新方式。经实践验证,生产问题得以解决,切损量减少,成材率提高。

基于模拟软件的新能源汽车差速器壳体铸造质量改善

介绍了基于MAGMA模拟软件对某新能源汽车差速器壳体的铸造工艺优化。从原工艺12件/模且需要外冷铁,工艺优化到18件/模且取消外了冷铁工艺;解决了实际生产中遇到的加工皮下气孔缺陷,优化了金相检测的微观渣孔缺陷,最终顺利通过了客户端PPAP对工程样件的认可。

Study on Electronic Conductivity of CaO-SiO2-Al2O3-FeOx Slag System

A study on electronic conductivity of CaO-SiO2-Al2O3-FeOxslag system with Wagner polarization technique was carried out.The experimental data show that electronic conductivity is consisted of free electron conductivity and electron hole conductivity and both are related to the content of Fe3+and Fe2+.Free electron conductivity is decreasing and electron hole conductivity is increasing while Fe3+changes to Fe2+.There is a maximum electronic conductivity at some ratio of ferric ions Fe3+to total ion content.Under the experimental conditions,the electronic conductivity is in the range of 10-4—10-2S/cm.

掺有成孔碎渣的再生骨料混凝土的抗压及抗氯盐侵蚀性能

公路桥梁冲孔灌注桩施工会产生大量成孔碎渣,将其就近应用于公路桥梁的混凝土构件不失为一种有效对策。结合再生粗骨料的循环利用,同时考虑到沿海地区混凝土结构受氯盐侵蚀影响较大,文中采用成孔碎渣和再生粗骨料分别取代天然砂和天然粗骨料,制备了掺有成孔碎渣的再生骨料混凝土,开展了该类混凝土共计96个试件的抗压和抗氯盐侵蚀试验(48个抗压试件采用Φ150、高300 mm圆柱体,48个抗氯盐侵蚀试件采用Φ100、高50 mm圆柱体),以及成孔碎渣、河砂和砂浆各自的压汞测试,研究了成孔碎渣取代率(0、50%、70%、100%)和再生粗骨料取代率(0、50%、70%、100%)对该类混凝土抗压性能和抗氯盐侵蚀性能的影响。试验结果表明:该类混凝土的抗压强度总体上随着成孔碎渣取代率和再生粗骨料取代率的增加逐渐降低,且二者所引发的降幅大体相当;与再生粗骨料相比,成孔碎渣对该类混凝土弹性模量和峰值应变的影响相对有限;该类混凝土的氯离子迁移系数随成孔碎渣取代率和再生粗骨料取代率的增加总体上都逐渐增大,但成孔碎渣的影响明显低于再生粗骨料;随着成孔碎渣取代率的增加,该类混凝土的孔隙率总体呈现出先快后慢逐渐增大的趋势。实际工程中同时采用成孔碎渣和再生粗骨料时,建议二者的最大取代率都以50%为限。

隧道洞渣机制砂混凝土和易性与强度特性研究

为提高工程经济效益,实现废物利用,本着可持续发展的原则,用隧道开挖时产生的废石料研制机制砂,代替外购黄砂应用到混凝土拌合中去。采用试验研究的方法,结合工程混凝土设计要求对隧道洞渣机制砂混凝土进行试配,与已顺利应用于工程的外购黄砂混凝土进行对比,研究两者的和易性与强度特性,分析隧道洞渣机制砂混凝土的工程适用性,为其配合比优化问题提供一定的参考。隧道洞渣机制砂混凝土试配结果表示,混凝土强度满足工程要求,水灰比对强度起着主要作用,但受级配及含泥量影响,极易出现离析泌水,水石分离现象,和易性较差,难以进行工程应用,亟需配比优化方案改善和易性差的问题。

一种新型钢渣筛分装置在炼钢厂的应用实践

针对钢渣筛分装置的翻转筛下料部位支撑底座频繁移位及筛孔易出现堵塞等问题,提出一种新型钢渣处理筛分装置。该装置的特点是:对于较大的钢渣,加快其从分流柱体表面的滑落速度;对小于分流柱体之间距离却大于筛分板上的筛孔距离的钢渣,通过筛分装置设置的角度滑移至下料部位。提高筛分装置对钢渣的筛分效率。

柴油机灰铸铁铸件常见孔洞缺陷微观特征与形成机理

对柴油机灰铸铁铸件常见孔洞缺陷进行了分类,利用扫描电镜及能谱分析,根据各类缺陷的宏观、微观特征及缺陷处的成分,总结了各类缺陷的主要特点,有助于对其进行准确的识别。同时结合铸造理论和实践生产,对各类缺陷的形成机理进行了分析。

基于石渣堆积体复杂地质条件下桩基础施工的探索与应用

针对天二公司厂房尾水右岸区域临近江边、易塌孔、涌水渗水等环境特点,该文通过对天二公司厂区地形地貌、水文条件及施工工艺的研究分析,在桩基础施工过程中对作业环境工况进行分析,比选孔桩旋挖作业方法、优化施工工艺以及采取针对性工程措施,经实施,桩基基础施工顺利完成,很好地克服了土质松软、孔底涌水及边坡渗水等不利因素影响,在相同工况的桩基实施中具有较强的实用推广价值。

破碎松软煤层高螺旋复合排渣定向钻进技术

为了改善破碎松软煤层钻孔排渣效果较差的问题,设计煤层高螺旋复合排渣定向钻进技术。分析钻渣在不同煤层工况下的运移特性,结合破碎松软煤层特点,合理定向钻杆与定向钻机等关键设备的选型,设计高螺旋复合排渣定向钻进方案。实验结果表明,在破碎松软煤层中应用此钻进方案,返渣量在200 kg/m以上,排渣效果较好。

孤岛工作面碎软煤层跟管护孔钻进工艺研究

针对孤岛工作面高应力碎软煤层钻孔易卡钻、塌孔导致钻孔成孔难度大、瓦斯抽采效果差的问题,开展跟管护孔钻进工艺研究。选取王坡煤矿3206孤岛工作面作为试验地点,分析得出该工作面需要采用大转矩、高转速钻机,以增强钻具排渣效果及孔内事故处理能力,同时需要考虑高应力区段钻孔护壁工艺及孔内高效排渣工艺。提出采用跟管护孔钻进工艺过高应力区,以达到护壁效果;采用螺旋钻进氮气辅助排渣工艺,以增强排渣能力,降低钻进过程中煤炭自燃的风险;钻孔穿过高应力区后,通过优化钻具组合,进一步提高钻孔在碎软煤层中的成孔深度。现场试验结果表明:相比于直接采用回转钻进施工钻孔,采用二级护孔钻进工艺施工钻孔平均孔深提高149%,采用三级护孔钻进工艺施工钻孔平均孔深提高114%,说明跟管护孔钻进工艺比回转钻进工艺更适合3206孤岛工作面碎软煤层钻孔施工;插接式螺旋钻杆施工钻孔成孔率高于丝扣连接式螺旋钻杆,螺旋钻进氮气辅助排渣工艺的成孔深度明显大于干式螺旋排渣工艺;?100/63.5-28 mm插接密封式螺旋钻杆及氮气辅助排渣工艺最适合3206孤岛工作面瓦斯预抽钻孔施工,平均孔深为100.6 m,成孔率为80%,瓦斯抽采效果优于其他钻具及钻进排渣工艺。

冷轧薄板孔洞缺陷和热轧厚板凹坑缺陷的研究

某薄钢板呈现撕裂状孔洞缺陷,而中厚钢板表面呈现氧化物压入缺陷。采用光学显微镜和扫描电镜等对钢板进行了显微观察、微区成分分析。在薄钢板缺陷样品的孔洞断口处观察到韧窝状特征和连铸保护渣元素,孔洞缺陷是由于铸坯中存在连铸保护渣大型夹杂物,在轧制的过程中夹杂物部位的薄板基体延展性下降而形成的。中厚钢板缺陷为凹坑、压入状,缺陷底部呈现卵状裂纹,内大外小,裂纹内部有大量的高温氧化铁,裂纹周围存在大量的高温氧化点,并伴有比较严重的脱碳现象。中厚钢板表面缺陷是由于铸坯有皮下气泡,在加热炉中气泡破裂与钢板表面连通发生高温氧化,在轧制的过程中变形延展所致。

冲击地压矿井煤层卸压孔施工技术分析与应用

针对大螺旋钻进技术施工冲击地压卸压钻孔存在的钻孔孔径偏小、钻孔孔深较浅、孔内事故率高等问题,通过对卸压钻孔施工过程中孔壁围岩应力的分析,确定了安全、快速施工煤层卸压钻孔的关键在于:①快速钻进与提钻,避免卡/埋钻;②将连续快速产生地大量煤体碎块高效排出钻孔。提出了基于水力和宽翼片螺旋机械结合的排渣方法及其配装装备,应用实践表明,该套技术适用于冲击地压煤层大直径卸压钻孔的快速、安全施工,其施工效率和成孔率均较高,具有较高的应用推广价值。

煤矿巷道底板锚固孔排渣机理及应用

针对煤矿巷道底板锚固孔钻进过程中排渣困难的问题,分析了底板锚固孔钻进过程中的排渣过程,提出了底板锚固孔钻进排渣困难是由于"钻渣三区"的存在,得出"钻渣三区"是动态的依次逐步形成的,并最终同时存在;利用流体力学的基本原理,推导了冲洗液循环过程的沿程水力损失及在固液耦合作用下钻渣在冲洗液中上返的力学公式。根据现场基本情况,得出冲洗液在冲洗钻孔及排渣过程中的沿程水力损失对钻渣上返的速度vt影响极小,并确定了"钻渣三区"形成的条件。结果表明:在底板锚固孔钻进过程中,钻孔机具的选择、冲洗液流量的要求以及钻机转速、钻压的控制必须协调一致,控制钻渣聚集区的形成,在很大程度上避免钻渣聚集区的形成是加快钻进速度的关键。

Shell粉煤气化炉渣池内熔渣流动特性

搭建Shell气化炉及其下部渣池的冷模装置,采用糖浆模拟熔渣,研究熔渣离开渣口后,在渣池上部空间的流动特征。研究发现:模拟熔渣离开渣口落入渣池并非自由沉降过程,而是在气化炉内旋流场作用下发生旋转,并最终由液膜变成液丝。当装置负荷大于75%时,部分模拟熔渣会在旋转气流作用下开始沉积到渣裙壁面。模拟熔渣在渣裙壁面上的沉积率随操作负荷的增加先增加后减小,在100%负荷时达到最大值;沉积率随模拟熔渣黏度的降低而升高。实验结果表明,部分熔渣在渣裙壁面的沉积是必然的。这部分沉积的熔渣在渣裙壁面会发生凝固累积,当渣裙壁面熔渣累积比较厚时,易脱落进入渣池,形成大渣块,堵塞渣池出渣口。

反井钻井工艺及其关键技术研究

反井是地下井巷工程施工难度最大、风险最高的施工项目,在总结和分析反井钻井过程中导孔钻进和扩孔钻进的工艺流程的基础上,围绕滚刀破岩、钻孔偏斜控制、钻具受力特征、围岩稳定性控制等关键技术问题,凝练了反井钻井工艺中导孔钻进和扩孔钻进2个主要工序中的7项关键技术问题:导孔钻具受力特点及偏斜控制技术;导孔钻进洗井介质的选择及其压力、流量等参数与排渣效果之间的相互关系;导孔钻井过程中钻进参数、洗井介质、地层结构对孔帮稳定性的影响和控制技术;扩孔钻头滚刀破岩方式及滚刀布置分析;刀具作用于岩石压力的确定、压力和推进力之间的协调性、单位体积破岩能耗、刀齿的磨损与矿物成分之间的相关性等扩孔钻进参数对扩孔钻进效率的影响;扩孔过程中地层的蠕变、风化和水化、钻井直径、钻井深度和暴露时间等参数对井帮稳定性的影响及风险判识;扩孔钻进过程中钻杆连接方式、受力特点及疲劳破坏特征分析。同时,给出了由主机系统、钻具系统、冷却降尘系统和辅助系统组成的反井钻井装备及面临的问题;并介绍了反井钻井试验平台研究系统和反井钻井技术、装备和工艺的标准体系,为反井钻井的工程应用、设备制造、关键元部件的标准化提供了理论指导和技术支撑。

中间包内吹气与卷渣行为的水模拟研究

以某钢厂中间包为原型,建立与原型尺寸为1∶3的水模型,研究中间包采用气幕挡墙时,流体流动行为及钢渣卷混现象,考察吹气量和气体在流体中行程对钢渣界面的影响规律。研究表明：正常浇铸条件下避免钢液卷渣的临界吹气量在0.14 m^3/h,中间包液面出现渣眼的临界吹氩量为0.10-0.12 m^3/h,超过临界吹气量后,渣眼加速扩增。

渣气孔的实际观察

阐述渣气孔的分布和形态、渣气孔的成因、缺陷判断和防止措施。