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.     

西北冻结立井砼井壁爆破损伤模型

为研究我国西北地区冻结立井岩石钻爆法施工时,大药量爆破对附近新浇混凝土井壁的损伤情况,根据相似理论制作了15∶1的圆柱形冻结立井模型,在爆破塔内开展了爆破模型试验研究。沿立井轴线方向,在混凝土井壁内侧面上粘贴环向和轴向共4组应变片,测定井壁在微差爆破作用下的变形情况,并根据广义胡克定律近似计算出各点应力。同时采用超声波测试方法测定井壁损伤。结果表明：井壁内侧面各点的应力应变时程曲线与爆破方案密切相关,应力应变峰值与各微段炸药量相对应。得出应力峰值与爆距、药量和岩体介质之间的拟合关系,以爆破前后的波速变化衡量井壁损伤,据此估计多次爆破对井壁累积损伤情况。     

冻融后花岗岩孔隙发育特征与单轴抗压强度的关联分析

为了研究冻融后岩石的孔隙特征与力学性质之间的关系,对冻融后的花岗岩进行了核磁共振测试和力学试验,分别分析了NMR孔隙度和谱面积与单轴抗压强度之间的关系,并将岩石核磁共振成像结果与力学破坏特性进行了关联分析。研究结果表明：孔隙的发育程度对岩石的力学损伤有重要的影响,岩石的NMR孔隙度和谱面积与单轴抗压强度之间的关系式均为指数分布,岩石内部的孔隙分布情况与其力学性质和宏观破坏特征之间存在一定的联系;采用分形理论对冻融后花岗岩的孔隙发育特征进行了描述,得出了冻融花岗岩孔隙发育的分形维数。分析表明,冻融作用下岩体内的裂隙产生及其演化具有自相似性,分形维数值越大,孔隙越发育,其单轴抗压强度就越小。     

含水率对煤冻黏强度的影响

煤炭是我国重要的基础能源,而由于滚筒冻黏引起的胶带撕裂、矿车冻黏引起的煤炭回运等问题严重制约了冬季煤矿的安全和高效生产。水作为煤冻结条件的必要因素,对煤的冻黏强度具有重要影响。通过自行设计的冻黏强度测试装置,在温度为-30 ℃和冷冻时间为3 h的条件下,分别测试了6种不同材料与干基含水率10%~60%煤泥的冻黏特性。实验研究表明,煤的含水率控制在10%以下为宜,此时冻黏强度几乎为0,随着含水率的逐渐升高煤的冻黏强度逐渐增大,当含水率为40%左右时,达到最大值,随着含水率继续增加,煤的冻黏强度反而出现下降。实验结果还表明,普板(Q235)等亲水性金属材料的冻黏强度对煤的含水率比较敏感,而PTFE等疏水性材料的冻黏强度几乎不受含水率影响。PTFE这类材料这种优良特性在高寒地区煤炭运输领域表现了广泛的应用前景,值得进一步深入研究。     

丁家梁煤矿主井冻结壁交圈分析

丁家梁煤矿主井冻结施工期间,水文孔水位呈非常态变化,不能直观反映冻结壁交圈时间。针对这一问题,在分析测温数据的基础上,对水文孔水位、水压及出水量大小变化等情况进行分析,确定了冻结壁交圈时间;而后通过对冻结器纵向温度观测,来验证冻结壁交圈,为井筒安全掘砌提供了科学依据。     

超深地铁侧向泵站冻结法设计与施工

上海市轨道交通12号线嘉善路站—陕西南路站区间隧道超深侧向泵站,采用水平冻结法施工,布置水平冻结孔84个、测温孔7个、泄压孔2个。冷冻站安装5台冷冻机,冻结总需冷量333 646kJ/h。冻结站开机运转57d后,盐水温度保持在-30℃左右,基本能满足设计要求。冻结后,侧向泵站冻土帷幕平均温度、厚度等均达到设计要求,保证了侧向泵站掘砌施工安全,地面、管线沉降及隧道沉降变形均在允许范围之内。     

高承压、大流速地下水对立井冻结的影响及处理

高家堡煤矿主井采用冻结法施工,在冻结钻孔施工期间,地下承压水从钻孔环形空间涌出到地面,直接影响了钻孔施工。在冻结初期和中后期,采取有效措施,克服了高承压、大流速地下水对冻结的影响,确保了井筒冻结和掘砌施工安全顺利进行,为类似地层冻结施工积累了经验。     

一种实用型聚能破孔装置的设计与试验

根据聚能效应原理,结合工程实际,设计了一款较为实用和廉价的聚能爆破装置,并进行了地面试验,爆破切割效果较好,达到了预期目的。该爆破装置在平煤六矿回风立井冻结管爆破注浆施工中发挥了作用,取得较好效果。该爆破装置可在冻结管爆破注浆施工中推广使用。     

TDI三聚体溶液的合成及其在高回弹泡沫中的应用

采用先氨酯改性再三聚的方法合成了TDI三聚体溶液,并将其用于高回弹泡沫的制备。讨论了聚醚多元醇种类、预聚体NCO含量及三聚催化剂用量对TDI三聚体溶液的影响,并考察了TDI三聚体溶液对高回弹泡沫阻燃性、黄变性等的影响。结果表明,采用复配多元醇对TDI进行氨酯改性,预聚体NCO质量分数为38.0%,每100份TDI预聚体添加0.0375~0.0500份三聚催化剂时,可获得粘度为100~250mPa·s的TDI三聚体溶液,该三聚体溶液可稳定贮存6个月以上,0℃不结晶。TDI三聚体溶液可有效提高泡沫的阻燃性,并在一定程度上改善泡沫的耐黄变性。     

冷冻注凝制备氮化硅陶瓷基耐高温复合材料

采用硅溶胶冷冻胶凝陶瓷成型技术制备Si3N4/BAS陶瓷复合材料,分析了硅溶胶冷冻胶凝技术原理和特点,并对Si3N4/BAS陶瓷复合材料性能及微观形貌进行了研究。结果表明:该成型方法所获得的坯体干燥无变形无开裂,收缩率小于1%;陶瓷烧结体密度为2.9 g/cm3时,烧结体抗弯强度、弯曲弹性模量、断裂韧性以及洛氏硬度分别为350 MPa、193GPa、6.2 MPa·m1/2和58。该成型技术实现了陶瓷界多年来对先进陶瓷高效、低成本、原位近净尺寸成型的追求。