低密度水泥浆固井技术的应用探索

近年来,我国的经济正处于高速发展的重要阶段,其中石油的开采在国有经济发展中占据着主导地位,现阶段在我国中海油地区所采用的水泥浆固井技术,特别是在压力系数比较低、易漏的地质结构层次中,尤其是裂缝、溶洞型的碳酸盐岩地层固井当中,更加容易造成泄漏,使得固井封固质量不符合标准要求,影响下一步开发。因此,为了能够有效的解决这个问题,我国开始加强对低密度水泥浆固井技术的研究,经过多年的应用已经逐渐过渡到低密度高强度的材料之上,使得整个水泥浆固井质量稳步提升。低密度水泥浆在发展和研究的过程中,水泥的配比关系以及添加剂的合理性将会直接决定固井质量。本文主要以中海油所使用的低密度水泥浆固井技术研究为例,首先简要分析了低密度水泥浆的配比设计,接着详细阐述了低密度水泥浆固井技术的特点和有效应用,最后对于固井质量影响进行简要评价。     

塔脚板劲板尺寸对底板传递力分配比的影响

现行塔脚板底板厚度规范表达式中没有包含劲板尺寸变化的效应，但塔脚板劲板的尺寸变化对底板力传递和力分配有较大影响。通过有限元数值仿真，寻找塔脚板劲板的长度、厚度、高度与底板地脚螺栓拉力向靴板和向劲板传递力的分配比，给出底板和靴板连接处最大弯矩随劲板尺寸变化的规律。对有限元数值仿真计算结果作无量纲化和回归处理，推导出包含塔脚板劲板尺寸效应的底板厚度设计表达式，该表达式的形式是在现行规范表达式前乘以包含劲板尺寸效应的函数。考虑劲板尺寸效应的底板厚度设计表达式与本文的试验结果相吻合，对工程中塔脚板的设计和应用具有指导意义。     

固体充填胶结沿空留巷巷帮支护体优化设计

为提高固体充填胶结沿空留巷的效果,以唐口矿9301充填工作面为工程背景,对固体充填胶结沿空留巷巷帮支护体进行优化设计研究。通过对巷帮胶结充填材料的泌水率、强度等性能进行试验,分析了充填料浆的基本特性与胶结充填材料配比之间的内在联系与规律,最终确定了唐口矿巷帮胶结充填材料的配比。通过在唐口煤矿9301充填工作面进行工业性试验表明,优化设计的巷帮胶结充填体具有快凝早强,接顶良好的特点,沿空巷道变形量得到了有效控制。     

钢铁企业日际煤气最优混合配比的算法研究

钢铁企业根据日际生产计划,可以确定日际生产的副产煤气总体积、各煤气消耗设备的热量需求。为进一步确定各设备消耗的混合煤气中的煤气配比,使煤气产耗平衡,提出混合煤气逆向分解方法,将各设备消耗的混合煤气中所包含的单一煤气成分体积,表示为各设备获得热量与混合煤气热值的函数,在此基础上建立日际煤气最优混合配比算法模型。该模型以各设备的混合煤气热值及热量作为决策变量,以各煤气消耗设备的热量偏差最小为目标,综合考虑各煤气设备的热值要求、自备电厂的热值、热量要求及煤气体积守恒等约束条件。采用遗传算法求解,并利用遗传算法基因初始化的范围区间控制混合煤气的热值范围。算例结果表明:建立的日际煤气最优混合配比算法模型,在优化煤气分配的同时,显著减少了约束方程及决策变量的数量,为钢铁企业日际煤气平衡调度提供了理论支撑。     

超细尾砂新型胶凝材料开发及配比优化

为解决山东某金矿尾砂粒径细、含泥量高导致的充填体早期强度低的问题,以该金矿尾砂为主要原料,石膏和生石灰作为复合激发剂,添加少量芒硝开发新型胶凝材料。试验结果显示:当水泥添加量为25%,生石灰添加量为15%,石膏添加量为1.5%,芒硝添加量为4%和矿渣添加量为54.5%时,充填体3,7,14d抗压强度分别为0.51,0.62,0.75MPa。在成本控制范围内,为进一步提高充填体早期强度,挖掘最优配比,配比优化试验获得超细尾砂新型胶凝材料最优配比为水泥∶生石灰∶石膏∶芒硝∶矿渣=30∶20∶1.5∶4∶44.5,充填体3,7,14d抗压强度分别为0.58,0.72,0.86MPa,满足矿山充填采矿要求。     

管道输煤制浆用棒磨机的钢棒棒径及配比研究

钢棒的棒径选择与配比关系是棒磨机运行的重要指标之一,合理的钢棒棒径与配比是制备合格管输煤浆的关键。以某长距离管道输煤工程为背景,通过棒径经验公式与半经验公式,计算棒磨机制浆所需的最大棒径,并根据最大棒径得出了适宜的棒径配比。为检验此棒径配比对工程所用煤质的适用性,设计进行了工业化规模的制浆试验。试验通过调整钢棒级配和给料量、给水量等来控制煤浆产品指标,最终得到了适合此管道输煤工程的磨机棒径配比?75 mm∶?65 mm∶?50 mm=4∶3∶3,缩短工程后期调试的周期。     

矿渣基充填胶凝材料开发及料浆配比优化研究

针对河钢铁矿全尾砂充填采用水泥胶凝材料成本较高的问题,司家营铁矿南区利用当地固废资源开发低成本矿渣基胶凝材料,并在满足矿山充填要求的前提下,对充填料浆配比进行优化,以期进一步降低充填成本。首先对尾砂、矿渣等材料进行物化分析及料浆级配分析;其次在前期探索性试验的基础上,采用正交试验和基础分析确定矿渣基胶凝材料优化配比为生石灰6%、脱硫石膏2%、熟料4%和矿渣微粉88%;最后以确定的矿渣胶凝材料进行料浆配比试验,并以单位充填成本为优化目标,以充填体强度、料浆工作特性为约束条件进行优化,得出满足充填强度及料浆工作特性要求的最低成本方案,即采用矿渣基胶凝材料、胶砂比为1∶8、料浆浓度为70%,充填材料成本为112元/m3,并进行验证试验,均满足矿山要求。     

基于正交设计的某矿超细全尾砂膏体材料配比试验研究

针对我国膏体充填的技术现状,结合某铁矿的生产实践情况,以超细全尾砂、废石与水泥混合制成膏体,运用正交设计的试验方法确定了各影响因素对超细全尾砂膏体各性能指标的影响程度。结果表明:由于超细尾砂的强吸水性,质量浓度对控制膏体塌落度具有主导的控制作用;对于充填体的前期强度(3 d和7 d),抗压强度的影响程度从大到小依次为质量浓度、灰砂比、尾废比,而对于后期强度(28 d)来说,其影响程度从大到小依次为灰砂比、尾废比、质量浓度;确定质量浓度为78%,尾废比为9∶2,灰砂比为1∶25时,膏体的各项性能指标均能达到实际生产和成本控制的要求。此研究可以为同类型的铁矿膏体充填提供一定的理论与技术支持。     

基于IMCT理论的CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Na2O渣系的脱硫热力学模型

 为了精确表征含Na2O渣系的脱硫能力，改善脱硫效果，基于熔渣离子与分子共存理论（IMCT）建立了CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Na2O渣系结构单元的作用浓度计算模型和1 753 K时该渣系的脱硫热力学模型。并对渣系的总硫分配比及各自硫分配比的影响因素进行了讨论分析。理论结果表明，除LS， MgS外，随着Al2O3质量分数的增加，该渣系的脱硫能力明显下降，而MgO和Na2O质量分数的增加，对提高渣系的脱硫能力具有明显的促进作用。此外，少量的Na2O即可表现出很强的脱硫效果，这为含有Na2O的冶金二次资源在铁水脱硫过程中的应用以及铁水脱硫渣系的优化提供了必要的理论依据。     

脆性相似材料的研制与新型模型应力测试方法

以石膏为胶结料,以云母粉为调节剂,通过试验研究不同配比的抗压强度、抗拉强度和压拉比,最终研制出一种脆性相似材料及配比,能够模拟不同脆性度的低强度到中等强度岩体。以此材料制作应力传感元件,通过将两组应变花预埋在应力传感元件内部,达到测量相似模型内部各个方向的应力的目的。将应力传感元件进行应力标定,元件表现良好的弹性特征,表明所研制的元件具有较高的可靠性,该方法可运用于测量相似模型内部各个方向的应力。