台阶式锯切开挖边坡岩体质量及稳定性评价

锯切法进行边坡开挖施工,开挖面平整光滑,对边坡岩体质量影响较小,利于提高边坡的开挖稳定性。目前采用锯切法开挖边坡的应用较少,缺少对切割岩体质量和应力应变特征的详细研究。本文对某抽水蓄能电站台阶式锯切开挖边坡进行研究,通过现场岩石回弹试验和波速测试,对切割开挖边坡的岩体质量进行研究,分析了切割开挖过程中岩体的应变特征。在此基础上,利用三维有限元模型,对锯切法开挖边坡的应力应变情况和稳定性特征进行了模拟。结果表明:台阶式锯切开挖对边坡的扰动较小,岩体质量几乎不受切割开挖影响;边坡开挖过程中的稳定性系数均大于3,边坡整体变形量较小,边坡稳定性较好;在开挖台阶上部会产生较大拉应力,容易引起局部拉裂或崩塌破坏,需要进行及时支护,边坡的锚杆支护深度建议在4.0m以上。

复杂环境区域路堑石方绳锯切割施工技术

以甬台温高速公路复线南塘至黄华段路堑石方开挖工程为背景,针对路堑开挖区域厂房及居民区域密集,传统钻爆法开挖难以适用的难题,开发了一种绳锯切割技术对山体岩石进行处理。该技术将自然界中硬度最高的金刚石与绳索相结合,形成金刚石绳锯,在进行山体岩石切割前,先打水平穿绳孔,在切割作业时只要将绳索环绕切割岩石形成一个封闭环,在动力驱动下绳锯环绕岩石高速旋转,进行山体岩石水平面的切割;在完成一个岩体水平面(拉底)切割后,可以继续利用水平穿绳孔,进行竖面的切割,实现了一孔二用,从而大大提高了穿绳孔的利用率,降低了钻孔的施工成本。

毗邻水利水电堤坝无扰动快速岩石开挖技术应用研究

以雅砻江水电站库首大桥工程为例,阐述了减轻岩石开挖的振动对水利水电堤坝,以及邻近隧洞和危崖的不利影响,为合理地降低工程造价,对毗邻水利水电堤坝工程无扰动快速岩石开挖工艺及技术进行研究与实践。结果表明:在毗邻水利水电堤坝工程无扰动快速岩石开挖中,经采用绳线锯割切配合机械预裂及机械破碎技术对施工过程进行优化,并做好各施工要点把控,既能缩短施工工期,也能节约工程成本,降低工程造价,达到确保水利水电构筑物安全及毗邻工程高质快速完成的效果,可为类似工程提供参考借鉴。

城市聚集区绳锯切割石方开挖施工技术的应用

文章详细介绍了城市聚集区绳锯切割石方开挖施工技术。针对密集区域基坑开挖作业面小、噪声及振动控制要求高的特点,采用金刚石绳索在液压马达驱动下绕切割面高速运动研磨切割体,施工过程中不使用炸药,避免了爆破对周边建筑、人员安全的影响,减少了粉尘的排放,可以多个工作面同时施工,缩短了工期,降低了成本的投入。

LED多线切割机同步控制系统研制

同步控制是LED多线切割机控制系统成功的关键。分析了传统多线切割机切片过程的受力模型,针对其缺陷设计了一种加工罗拉摇摆装置,并给出其模糊迭代同步控制策略。与单一模糊控制方法相比,该策略充分考虑了机器改进后的结构特点和运行过程中的多种干扰,使用PD模糊控制器使系统迅速达到稳定状态并具有一定精度后,再利用迭代学习控制器消除PD模糊控制器的稳态误差。实验对比证明,该算法具有控制精度高、切片质量好的特点。

硬岩钻进用仿生PDC切削齿优化与破岩机理研究

为了提高聚晶金刚石复合片(PDC)切削齿的破岩效率,将仿生非光滑理论应用到PDC切削齿的表面形态设计中,通过对波浪形、三角形和梯形金刚石层表面形态的仿真模拟,优选出三角形表面形态为最佳结构;以φ13.44 mm×8 mm的PDC切削齿为例,通过仿真模拟对三角形凹槽数量进行了分析,最终确定3个三角形凹槽为最佳;按照确定的优化设计方案,根据不同材料和工艺设计加工了4种大锯齿仿生PDC切削齿,通过微钻试验台进一步对比分析了仿生PDC切削齿与平面PDC切削齿的钻进效率。结果表明:大锯齿仿生PDC切削齿钻进效率明显优于普通平面片,但是破岩过程中容易出现"崩片"现象,为保证使用寿命,在材料和加工工艺方面应比普通平面片要求更高。

国内金刚石绳锯

阐述了金刚石绳锯的基本组成、工作原理、金刚石串珠绳的结构以及金刚石串珠的类型,通过对我国几种主要金刚石绳锯的介绍,总结了国内金刚石绳锯和串珠制造形式的发展现状,分析了目前我国金刚石绳锯发展的不足,展望了其发展趋势以及广阔的应用前景。

石材线切割机计算机控制系统设计与实现

本文阐述了基于电机交流调速系统的石材线切割机计算机控制系统的结构与实现方案，以及针对调速系统的低速非线性及线锯柔性所采取的一系列补偿方法．

带摆动机构的多线切割机的线性H_∞张力控制

针对常规张力控制在带摆动机构的多线切割机系统中精度不高,非线性干扰不稳定的问题,本文分析了系统结构和控制难点,采用干扰观测的线性H∞张力控制建立子系统模型,充分考虑系统中具有子系统模型的动态干扰和未建模动态干扰以及参数和结构的不确定性引起的误差,并给出解决方案.研究了线性H∞控制系统的稳定性,并在系统稳定的条件下,利用Chelosky分解方法,得到动态方程的解,大幅提高系统响应速度.样机的实验结果表明该系统具有系统张力波动小,稳定性能好,断线率低的特点.

贯通型锯齿状岩体结构面剪切变形及强度特征

利用二维颗粒流(PFC2D)程序,模拟研究了起伏角及法向应力对贯通型锯齿状岩体结构面的剪切变形及强度影响规律。剪切变形模式可分为爬坡、爬坡啃断和啃断3种基本类型,随着锯齿起伏角和法向应力的增大,逐渐由爬坡、爬坡啃断向啃断模式演变,且这种递变随起伏角和法向应力具有近对称矩阵分布特征。爬坡变形时,结构面两侧存在少量的擦痕及伴生的羽状微裂纹,但锯齿整体损伤破裂轻微,剪应力-剪切位移曲线峰后呈现波动型塑性流动。爬坡啃断变形时,锯齿中上部被剪断,同时结构面两侧也伴生着少量的爬坡摩擦产生的羽状裂纹,剪应力-剪切位移曲线呈现较明显的非线性和波动特征。啃断变形时,锯齿基本沿其根部整体被剪断,结构面两侧间的摩擦滑动损伤不明显,剪应力峰后脆性跃落。随着起伏角及法向应力的增大,剪切破坏时所产生微裂纹、吸收及耗散能量逐渐增多。锯齿状岩体结构面的剪切强度随法向应力及起伏角的增大均近线性增加。建立了一个同时考虑锯齿状结构面爬坡和啃断效应的剪切强度经验公式,并通过边坡稳定性算例得以验证。

新型金刚石碎岩刀具的研究与应用

新型金刚石碎岩刀头，由含有金刚石的孕镶层和纯胎体层相间组成。特殊的分层结构具有独特的破岩和磨损机理，能消除硬岩锯切中的圆弧化现象，提高切割效率和定向性能。生产试验证实其应用效果好。

具有锯切特征岩石的ANSYS/LS-DYNA仿真分析

通过利用ANSYS/LS-DYNA进行截齿直线截割岩石数值仿真,得到截齿受力曲线,计算出截齿平均峰值作用力,并进行仿真结果与实验结果、Goktan理论结果的线性相关计算。结果表明,计算获得的线性相关系数分别为0.95、0.826,并且显著性远小于0.05,这表明数值模型的选取是可靠的;并利用相同数值模型进行截齿截割具有锯切特征岩石数值仿真,结果表明平均峰值作用力远小于截齿直线截割的平均峰值作用力,并且随着截割厚度和岩石硬度的增加,差值更加明显,这为硬岩开采提供了一种新的思路。

福鼎黑玄武岩开采技术及其改进途径探讨

为寻找合理的开采方法,解决现行开采方法的缺陷——荒料率偏低及施工安全隐患,提高现有资源的利用率,本文结合矿山实际,利用现代爆破理论,对矿山现有的开采方法——深孔药壶松动爆破法进行了评价。通过对现有开采方法与金刚石串珠锯开采方法的三个方面的指标——荒料率、产量、成材率的综合比较,探讨该矿山现行开采方法的改革途径。结果可供类似矿山参考。

链臂锯切割造缝切顶卸压技术及应用

针对同煤集团塔山矿三盘区沿空掘巷巷道围岩控制困难的问题,同煤集团开发了链臂锯切割造缝切顶卸压技术。通过现场监测的方法研究了矿用链臂锯切割造缝切顶卸压的应用效果,研究表明:8311工作面回采过程中,随着工作面的推进,2312巷煤柱和煤体深部应力先增大后减小,最后趋于稳定,且链臂锯切缝试验段煤体围岩应力峰值普遍小于无切顶操作试验段,说明链臂锯切顶卸压效果良好。研究成果对链臂锯切顶卸压技术的推广及应用具有指导意义。

基于LS-DYNA金刚石锯片切割煤岩仿真分析

针对金刚石锯片切割煤岩的复杂非线性动力学问题,建立LS-DYNA金刚石锯片-煤岩有限元模型。根据脆性材料的破碎机理,动态模拟金刚石锯片切割煤岩过程,以及煤岩失效和裂缝的形成过程。结果显示相同的进给速度下,随着转速的增大切割力减小;相同的转速下,随着进给速度的增大切割力增大。

一种新的机械开挖方式在临近运营高铁的中短硬岩隧道中的应用——以宁海乌岩山隧道为例

近年来,随着我国基础设施大规模建设,铁路、公路等级大幅度提高,路网越来越密集,出现了大量临近运营高铁的待建隧道。为了保证运营高铁的安全,这类隧道一般采用机械的方式开挖。然而,对于一些强度高、硬度大的中短岩石隧道,传统的机械开挖方式(如自由断面掘进机法)技术经济性很低,需探索新的开挖方式。本文以宁海乌岩山隧道为例,通过多种开挖方式现场试验比选最终开发了一种新的机械开挖方式——岩石锯+液压破碎锤组合开挖,即挖掘机安装岩石锯先对岩体进行纵向切割,然后使用液压破碎锤对岩石进行破碎作业。自2017年2月16日采取该开挖方式以来,每个掌子面平均开挖效率约为0.28 m/d。该开挖效率相对一般的隧道似乎比较低,然而与现场试验的各种开挖方式相比仍然是效率最高、技术经济性最高的开挖方式。因此,建议可在同类临近高铁的中短程硬岩隧洞开挖中尝试应用。

煤岩识别采煤机分析与设计

针对煤炭开采过程中采煤机滚筒高度调节的实际工程问题,为提高采煤自动化、无人化程度,根据煤岩物理性质的不同,提出一种新的煤岩识别技术及采煤机。通过利用试切锯片截割煤岩,试切电机负载电流不同,波动程度不同;同时进一步分析截割煤岩时液压缸压力变化进行煤岩识别。结果表明:通过试切电机负载电流不同结合液压缸压力变化进行煤岩识别的方法,具有准确、稳定、可靠、成本低的特点,为煤岩识别采煤机的设计提供了参考。

基坑硬质岩体开挖综合施工技术

针对基坑硬质岩体开挖提出一种新型综合施工技术。利用绳锯将待破除岩体切割分离,在绳锯切割缝放置气袋,气袋充气膨胀后岩石沿裂隙发生破碎,有效降低下一步岩石破除难度,提高施工效率。绳锯切割及气袋顶推几乎不产生扬尘、噪声污染且对周边零扰动,在提高效率的同时实现绿色环保施工。

水磨钻在抗滑桩施工中遇岩石开挖中的应用——以重庆彭水县城防护工程为例

抗滑桩是地质灾害治理施工中最常用的抗滑结构,施工中不允许使用炸药进行爆破开挖,以避免爆破产生的强烈震动及冲击波影响滑坡的稳定及周边建、构筑物的安全。传统的风镐施工速度慢,而水磨钻施工技术既避免了爆破震动,又可提高施工进度。根据工程区地质情况,施工选用Z3Z160型水磨台式钻机,以"田"字型布孔开挖,孔距0.9 D(D为钻孔直径),孔径150 mm。在无爆破振动、无冲击波的状态下,快速、安全、优质地完成了开挖任务。详细介绍了施工过程,可供同类工程参考。

绳锯切割配合破碎锤在岩石开挖中的应用

在禁爆区采用绳锯切割机结合破碎锤开挖岩石的施工方法,是先用绳锯切割机把岩体切割成一块块大岩石,然后再用破碎锤进行破碎分解,经切割后,大块石破碎分解难度大大降低,破碎效率也大大提高,且噪音及粉尘污染也明显降低,比传统静态爆破开挖方法,绳锯切割机结合破碎锤开挖成本也相应降低,操作简便,安全高效,施工工期也明显缩短。文章介绍了绳锯施工的原理特点和方法。