矿井排水电机-水泵系统在高压水作用下的稳定性研究

研究了矿井排水电机与水泵组成的旋转系统在6MPa突水极端工况条件下,被包容的旋转转轴系统工作运转的稳定性。通过实验室模拟实验,分析了作为工作系统外载条件的高压水对旋转转轴工作的影响。理想条件下,旋转转轴系统在高压水的包容下运转稳定,此时,高压水是系统工作运转的稳定因素;若考虑实际工况中各因素与高压水的相互流固耦合作用,因为作为外载扰动因素的高压水会引起系统支撑刚度的变化,使得系统产生分岔现象,影响旋转系统运转的稳定性。

我国西北矿区井筒地面预注浆施工技术研究

为解决我国西北矿区井筒地面预注浆施工难度大的问题,通过理论分析和现场试验的方法对红二煤矿副井地面预注浆技术进行研究,在井筒开凿前上部表土段采用冻结法施工,下部基岩段采用地面预注浆技术进行堵水,并采用直型钻孔和S型钻孔相结合的施工方法,实现了注浆、冻结、永久井架竖立的"三同时"平行作业。结果表明:岩帽段注浆终压值均大于1.5倍的同层位静水压力值,基岩注浆段各孔各注浆段注浆终压均超过2倍的静水压力值,全井筒平均注入量为53.9 m3/m,注浆总量19 227 m3,超出设计注浆量3 606 m3,压水试验测得井筒注浆段剩余涌水量为2.3 m3/h,施工总工期比设计工期提前58 d,地面预注浆既保证了工程质量,又缩短了施工工期。

井下巷道围岩加固的地面预注浆工艺研究

信湖煤矿采用立井开拓方式,工业广场内设计主井、副井和风井3个井筒,中央水泵房和中央变电所硐室围岩,采用地面预注浆法进行加固处理,即由地面施工L型注浆钻孔。钻孔在进入井下硐室围岩地层后成为沿着硐室走向的水平孔,利用地面的高压注浆设备,注浆浆液通过水平钻孔进入硐室围岩裂隙或孔隙,增加硐室围岩岩体的稳定性,从而起到加固井下硐室围岩的作用。

钻注平行作业中注浆浆液对钻井泥浆性能影响的研究

通过实验分析注浆液对钻井泥浆各项性能参数的影响规律,但影响钻井泥浆的主要参数是pH值,介绍钻注平行作业钻凿过程中钻井泥浆pH监测系统设计和应用情况,预防注浆浆液侵入钻井泥浆,提供了一种泥浆监测手段。

液压整体迈步式凿井吊盘设计研究

介绍了立井液压整体迈步式凿井吊盘工作原理、液压迈步装置和牛腿布置形式,以及可实现吊盘迈步行走集中控制、自动控制和安全控制的液压系统。液压整体迈步式凿井吊盘在矿山千米深井施工中的推广应用,可带动深井凿井技术水平的提高,保证施工安全,降低工程成本。

煤矿反井钻机滚刀破岩模拟试验台设计研究

为研究滚刀破岩机理和岩石可钻性与滚刀破岩的效果,研制了煤矿反井钻机滚刀破岩模拟试验台。该试验台能够实现滚刀直线方向运动下破岩过程的模拟,研究滚刀刀齿截距、法向压力、滚刀运转速度以及不同类型、型号的滚刀对破岩效果的影响。滚刀破岩模拟试验台采用液压伺服系统,可根据程序以及预先设置好的数据自动调整试验参数;利用高速摄像机拍摄滚刀破岩过程的具体细节;通过岩渣筛分得到岩石破碎过程中实际消耗的能量值,实现试验过程的可视化和智能化。试验运行证明,该机符合进行反井钻机滚刀破岩试验的要求。

立井井筒注浆工程断层破碎带注浆材料的研究

为了满足立井井筒地面预注浆工程中断层带注浆对注浆材料的要求,解决单液水泥浆扩散距离不易控制的问题,研制了一种新型塑性早强水泥注浆材料。通过研究塑性早强浆液的流变性能,结合平面裂隙扩散模型,论述了塑性早强浆液的动切力、塑性黏度及其时变特征。这是决定其在扩散过程中注浆压力衰减快,扩散范围小的本质原因。

淮北煤田地质特征及其对立井井筒建设的影响

目前,淮北矿区煤炭资源已经转向深部开采,立井井筒的安全、快速建设显得十分关键。结合淮北矿区数十个立井井筒建设的宝贵经验,对淮北煤田的地质及水文地质特征进行分析。通过信湖煤矿特殊凿井技术成功应用,提出了未来井筒建设难题的解决对策。

西部软岩冻结立井底鼓实测研究

大海则煤矿主立井净直径9．6m，井深701．96m，采用全深冻结法施工，设计冻结深度718m，为西部软岩冻结井筒。井筒掘进到575m深处时，对工作面底鼓进行了实测研究。该处井筒揭露的岩性为粉砂岩，预测底部为泥岩。实测显示，底鼓量不大，呈现由井筒四周向井筒中心逐渐增大的现象，最大底鼓量仅20mm，平均底鼓速度为1．76mm／d，明显小于东部地区粘土层冻结段15～30mm／d的底鼓速度，说明冻结壁超前位移小，冻结壁稳定性强，掘砌施工安全；最大底鼓量出现在井筒西侧，最小底鼓量出现在井筒东侧，表明方位不同，冻结壁稳定性呈现不均匀性特征。该井筒底鼓实测研究，可为西部软岩冻结立井设计和施工提供参考。

对反井钻机施工技术的研究

详细介绍了反井钻机的结构组成,评述了其优点,并对反井钻机在施工中的影响因素进行了分析,为今后反井钻机的顺利施工提供一定的帮助。

李家坝煤矿斜井局部冻结技术研究

斜井冻结技术尚处于摸索研究阶段,国内无统一的施工规范。详细阐述了斜井局部冻结的设计原则、施工关键技术,尤其是快速造孔施工及保温层施工工艺。首次在斜井局部冻结施工中引入了冻结管保温层经济厚度的概念,并给出了计算公式,设计出了带有局部保温层的冻结管结构形式,解决了复杂地层条件下斜井局部冻结关键问题。

冻结立井外壁竖向钢筋应力受温度影响规律研究

为了确保大海则煤矿井筒冻结施工安全,通过对井壁受力和温度进行信息化监测,获得外壁竖向钢筋应力和井壁横截面温度,并对外壁竖向钢筋应力与温度的关系进行线性回归分析。结果表明:外壁竖向钢筋应力随着井壁温度的变化可以分为6个阶段,应力与温度呈负相关性,在温度极值处应力也相应达到极值;监测期间外壁竖向钢筋处于安全状态;在显著性水平为0.05的条件下,外壁竖向钢筋应力与温度的相关系数为0.921 6~0.969 9,井壁浇筑完成后,外壁竖向钢筋的84.78%以上应力可以由温度应力来解释,温度应力是影响外壁竖向钢筋应力的主要因素,其中约束温度应力是最主要的影响因素,自生温度应力是次要因素。

地面预注浆技术在大贾庄铁矿主井建设中的应用

为解决大贾庄铁矿主井井筒建设面临的基岩裂隙含水层的突水威胁,对大贾庄铁矿工程及水文地质条件进行了充分研究和分析,在主井井筒的基岩段采用地面预注浆技术进行堵水治理。经过压水试验检测,井筒注浆段剩余涌水量为3.01 m3/h,达到了预注浆堵水的目的。

快速建井技术装备现状及发展方向

文章简要陈述近些年来我国在应对地质及水文地质条件复杂地区的矿井建设,发展起来的地层改性技术冻结法、地面注浆技术及取得的成就,在快速建井技术、工艺及装备方面,对冻、注、凿平行作业发展,新研究的钻注平行作业工艺,千米深井凿井技术及装备进行了论述说明,对于以机械破岩为核心,减少井下作业人员的"一扩成井"快速钻井法凿井新技术、大直径反井钻井凿井新工艺进行重点说明。文章还对建井技术发展进行展望,并介绍了目前正在进行的矿山竖井掘进机、斜井沿轴线冻结及非悬吊凿井装备配套研究项目。

煤矿立井基岩段涌突水事故统计分析及防治水建议

为了对煤矿井筒基岩段涌突水主控因素体系和涌突水危险性预测提供基础参考资料,对我国近年来煤矿井筒基岩段涌突水事故进行了统计分析,共收集基岩段涌突水案例21个。统计分析结果表明:煤矿井筒基岩段涌水水源按其涌突水事故次数在总事故中的比例从大到小排列依次为砂岩裂隙水、构造导水、岩溶水、松散层水、老空水;瞬时涌突水事故占总事故的61.9%,迟滞涌突水事故占到总事故的38.1%;而且采用地面预注浆后仍发生突水井筒明显少于采用工作面注浆的井筒。

斜井冻结关键技术应用研究

阐述了斜井冻结施工中冻结范围确定原则、局部冻结实现方式,率先提出斜井冻结步进式投入法并成功运用,解决了冻掘配合难题,应用冻结孔作为注浆孔进行充填注浆,取得了良好的效果,为斜井冻结工程提供了有价值的参考。

改革开放30年煤矿井筒建设技术及装备发展

介绍了改革开放30年我国立井施工技术装备的发展,对钻井、注浆、冻结、等特殊凿井技术、深井立井施工机械化配套、反井钻井技术等技术发展进行了详细的论述,并展望了立井施工技术的发展方向。

立井地面综合注浆技术研究与应用综述

介绍立井综合注浆技术的特点和研究应用现状,重点为立井地面预注浆的定向钻进技术,注浆浆液的研究,注浆设备和止浆技术的研究;冻-注-凿、钻-注、注-凿等平行作业的研究;注浆段高、注浆孔数、注浆量、注浆压力、注浆结束标准的研究。最后展望综合注浆技术的发展。

煤矿冻结法与注浆法特殊凿井技术应用对比研究

我国东部矿区应用成功的冻结法和注浆法两种特殊凿井技术,在功能、原理、时效、适用条件、对凿井施工影响、工程造价等方面,都具有明显的区别,形成上部冲积层冻结、下部基岩段注浆的成熟模式,并衍生了"冻-注平行作业"快速建井工艺,推动了建井技术的发展。在西部矿区应用时,由于地下水、软岩等地质条件的变化,使得两种技术在应用中,因方法与技术参数选取不当,导致许多工程遗留问题较多。根据西部矿区地层条件和特殊凿井技术特点,提出了应对思路和原则,介绍了基于成功案例的最新技术进展。

李家坝煤矿斜井开拓局部冻结关键技术研究

斜井冻结技术尚处于摸索研究阶段,国内无统一的施工规范。在李家坝煤矿斜井冻结工程实践的基础上开展应用性研究,详细阐述了斜井局部冻结的设计原则、施工关键技术,尤其是快速造孔施工及冻结管保温层施工工艺,提出了冻结管保温接头处理方式,成功应用了斜井冻结步进式投入法,解决了斜井局部冻结关键技术,为类似局部冻结工程提供了借鉴和参考。