非爆破破岩工艺在国外的应用

综述了坑道掘进机、液压破岩工艺和其它爆破方法近年来在国外竞争应用的现状。其中液压破岩装备具有极大的优越性与应用前景 ,对我国发展非爆破技术具有参考学习的价值     

金刚石钻头高效破岩技术新进展

金刚石钻头是钻进破岩的重要工具。近些年来,随着新型复合材料的应用及精密加工技术的不断进步,结合钻井装备的不断创新,金刚石钻头取得了迅速发展。本文简要介绍了金刚石钻头高效破岩技术的一些新进展,并提出了今后可能的发展方向。      

液压式应力波辅助破岩工具设计及实验研究

对碳酸盐岩储层深井、超深井钻井进行了动载破岩机制研究,设计了应力波辅助破岩工具。使用ABAQUS进行了数值模拟,得出影响破岩效率的因素和规律,并依据该规律进行工具参数优化。通过实验,验证了该工具的可靠性和实用性,对应力波辅助破岩工具的参数设计及配套工艺提供了重要参考。将应力波辅助破岩工具单元与减振器单元融合,可适用于多种复杂地层钻井作业,尤其适用于泥岩夹火成岩层地层、砾石层夹层等软硬交替地层钻井作业,能够提高机械钻速和丼深质量,延长破岩工具的使用寿命,具有很好的应用前景     

煤矿井下定向钻进用新型PDC钻头

在硬地层或软硬交错地层中定向钻进时,常规单齿式平底钻头磨损较为严重。为此,我们开发出一种新型定向PDC钻头,并采用数值模拟方法分析该钻头的破岩机理和受力特性。结果表明:与普通平底钻头相比,在同等工况条件下,新型定向PDC钻头的破岩载荷比普通平底钻头降低36%,破岩效率提高近50%。根据模拟结果,试制新型定向PDC钻头并进行现场试验。试验显示:在中硬至硬地层中进行定向钻进施工时,与普通平底钻头相比,新型定向PDC钻头平均寿命提高2倍以上,进尺效率提高约1倍,降低钻进成本。      

双齿辊破碎机的设计与评估

对双齿辊破碎机主要参数计算及结构设计进行了论述，并提出了双齿辊破碎机破岩力的评估方法，供相关设计研究人员及用户参考。     

井下钻柱减振增压装置工作特性的仿真研究

井下钻柱减振增压装置是一种用于实现井底超高压射流辅助破岩的钻井工具,该装置的工作原理是利用井底钻柱振动能量,采用活塞激励的方式调制超高压射流。为研究各参数对该工具工作特性的影响规律,为其现场应用提供理论依据。基于该工具的工作原理,建立了数学模型并进行了仿真分析,对其工作特性进行了研究,以有效破岩水功率(单位时间内装置输出钻井液携带的有效破岩能量值)为优化指标,得出了钻进参数及超高压喷嘴当量直径对其工作特性的影响规律:装置输出压力的峰值随着超高压喷嘴直径的增大逐渐降低;随着钻压、转盘转速的增大而升高;当喷嘴直径为3 mm时,装置输出的有效破岩水功率最大;有效破岩水功率随着钻压、转速的增大而增大。为使单位时间内装置输出的有效破岩水力能量最高,钻进参数与超高压喷嘴直径之间存在最优参数配合。     

深部硬岩矿山高频冲击锤非爆机械化开采现场应用（英文）

采用高频冲击锤开展非爆机械化开采现场试验,研究高频冲击锤在深部硬岩矿山应用的可行性。现场开采试验前,先监测矿体上开挖松动区范围,并从待开采矿柱上取样,进行截齿破岩试验,指导现场采矿试验。采矿试验中高频冲击锤的整体开采效率达到50.6 t/h,开挖卸压槽后开采其上部矿体效率高达158.2 t/h。这表明高频冲击锤在深部硬岩矿山具有良好的应用前景,卸压槽有利于非爆破机械化开采。同时,高频冲击锤还表现出工时利用率高、剥落矿块块度小、粉尘少、开采扰动小等优点。最后,基于现场应用和截齿破岩试验结果,提出基于高频冲击锤的深部硬岩矿山非爆机械化开采方法。     

复合地层中不同刃形滚刀与岩石接触行为研究

目的 滚刀截面形状即刃形对滚刀综合性能影响显著,研究不同刃形的滚刀在复合地层中的载荷变化特点,把握各型滚刀应用于复合地层时的优势与劣势,对于减少滚刀失效、降低刀盘偏载具有重要指导意义。方法 通过滚刀破岩试验获取和对比3种刃形的滚刀(平顶、圆顶和螺旋槽滚刀)在软硬复合地层中的切削力、破岩体积等关键指标,同时建立滚刀破岩有限元数值模型,探究滚刀刃形影响其切削岩石性能的机理和规律。结果 在复合地层中工作时,平顶滚刀所需的法向力均值最高,其余滚刀则相近。这是由于圆顶和螺旋槽滚刀破岩时仅有部分表面参与接触,接触面积均小于平顶滚刀,应力集中效应明显,从而降低破岩法向力。螺旋槽滚刀在切削不同强度岩石时的法向力差距最小;圆顶滚刀的法向力标准差的值最小。3种滚刀均形成了粉末状和片状岩石碎片,平顶和圆顶滚刀形成的岩石碎片总体积相近而螺旋槽滚刀略低。结论 复合地层软硬岩强度相差较大时,可选用螺旋槽滚刀以减轻刀盘偏载;硬岩部分强度较高时,推荐选用圆顶滚刀,以减小切削力和载荷冲击。     

高压水射流破岩简介

目前,普遍采用凿岩爆破方法进行采矿。这些方法虽然有效,也还存在明显的缺点,因而导致了新破岩方法的研究。所研究的新破岩方法有30多种,其中高压水射流是新近发展的一门技术;应用范围极广,可用在各种管道内     

改善岩矿构造复杂地段爆破效果的有效途径

为了降低洛阳铝矿贾沟采场中爆破的大块率，我们通过小型模型爆破试验和多次工业试验，找出了一条改善岩矿构造复杂地段爆破效果的有效途径，即集微差爆破、梯形起爆、宽孔距技术、空气间隙装药结构等先进技术于一体的爆破施工方案。     

硬岩隧道TBM施工中的典型掘进破岩难题与对策

全断面岩石掘进机(TBM)在硬岩、极硬岩隧道掘进过程中存在岩爆灾害、滚刀磨损、低掘进速率等典型掘进破岩难题，严重影响隧道的安全高效施工。因此，查明产生这些典型难题的原因并提出相应的对策至关重要。本文首先从岩石硬度、单轴抗压强度、岩石脆性及耐磨性等角度分析了隧道硬岩的相关特征，并阐明了其对各典型掘进破岩难题的影响规律。随后结合国内外隧道施工案例提出了相应的对策：岩爆灾害可采用岩爆监测和岩爆防控相结合的方法进行预防和治理；滚刀磨损通过优化滚刀参数、改良刀圈材料、涂覆刀圈涂层以延长其使用寿命；掘进速率低的难题可通过优化滚刀布置设计、增加刀盘推力及扭矩、增设辅助破岩手段等措施改良。最后，从TBM与隧道围岩的相互作用机理、TBM隧道施工信息化建设、TBM掘进智能控制和优化决策等方面对未来硬岩隧道的掘进提出了几点展望。     

硬岩金属矿山深部开采中的动力学问题

从深部开采环境阐述了金属矿硬岩在高地应力作用下的储能特征,并从深部开采工艺方面分析了随着金属矿山开采深度的不断增加,连续采矿方法已经成为未来深部开采的必然趋势。通过分析,认为处于高应力下的硬岩矿体在承受连续采矿法带来的动力扰动时,可以认为是岩石动静组合的受力问题。在此基础上,利用岩石动静组合加载理论分析了硬岩矿山在深部开采中的几个关键动力学问题,主要包括:硬岩矿山深部开采中的系统扰动和岩爆、深部开采中爆破引发的矿震及巷道失稳现象、深部硬岩开采中的能量释放与有序调控。理论分析和工程实践证明,硬岩金属矿山深部开采中存在的很多动力学问题可以利用岩石动静组合加载理论进行科学论证和分析,这对深部采矿的工程实践有较好的指导意义。     

超高压水力破拆混凝土参数分析

超高压水力破拆混凝土方式与传统机械破拆方式相比具有突出优势。以伯努利方程为理论基础对超高压水力破拆混凝土过程进行分析,建立混凝土表面水力与泵压参数间的关系,并在实验的基础上探究超高压水力破拆的各项参数与破拆效果间的关系,对超高压水力破拆混凝土的分析与应用具有一定的参考意义。     

深部硬岩截割特性及可截割性改善方法

深部硬岩的截割特性受到岩石特性、截割参数、应力环境等众多因素影响.利用TRW?3000型岩石真三轴电液伺服诱变(扰动)试验系统研究了受限应力条件、截齿加载方式、岩石力学特性、人为诱导缺陷等对硬岩截割特性的影响.研究发现:在单轴受限应力下,随受限应力增大岩石截割由易变难再变易,高单轴受限应力反倒有利于截齿破岩,但当单轴受...     

拉矫机破鳞原理的研究

分析总结了拉矫机破鳞理论,研究了拉矫机工艺参数与破鳞效果之间的关系,提出了酸洗拉矫机工艺参数优化的准则,同时就拉矫在破鳞方面的发展提出建议。     

拉伸弯曲矫直机破鳞功能的研究

总结了拉矫机破鳞理论，研究了拉矫机工艺参数与破鳞效果之间的关系，提出了酸洗拉矫机工艺参数优化的准则及拉矫机破鳞方面的新看法。     

基于地压诱导致裂的高应力硬岩矿床优化回采数值模拟(英文)

采用离散元数值模拟分析软件3Dec,依据贵阳开阳磷矿深部硬岩矿床的工程实际情况建立三维数值模拟模型,对开阳磷矿深部硬岩矿床的3种不同开挖工况进行模拟计算,包括在矿体中开挖地压诱导致裂巷道及不同方向(水平向和竖向)、不同顺序(先上后下/先下后上)开挖后的巷道围岩体的位移和塑性区分布情况。结果表明:在矿体中开挖诱导致裂巷道时,巷道周边岩体塑性区和位移场随着暴露时间的延长而不断增大,矿岩朝着有利于破碎的趋势发展,即为掘进机的高效切割回采提供了有利条件;不同开挖方向对充分利用深部地压效果不同,竖向开挖比水平横向开挖可形成更大的位移场和塑性破坏区,地压致裂的效果更明显;先下后上式开挖比先上后下式开挖产生的临空面附近矿岩产生更大的变形量和破坏区,更能有效地利用深部地应力破岩。该研究对开阳磷矿深部高应力硬岩矿体非爆掘进机连续开采的采矿方法设计、充分利用地压破岩和合理确定开挖方式具有重要的意义。     

地下硬岩无爆破采矿技术的研究进展

无爆破采矿是各国都在研究的可用于地下岩薄矿脉开采的新型采矿方法。目前研究工作取得较大进展的无爆破采矿方法有：磨料高压水射流采矿法、凿岩劈裂采矿法、金刚石绳锯采矿法、钢丝绳锯采矿法等。本文简要介绍了这些新型采矿方法。     

论薄膜的超导电性(英文)

应用Cheng-Born能带对称破缺理论和TFDC(Thomas-Fermi-Dirac-Cheng)电子理论研究了薄膜层内电子的特性.对金属铂上的TiO2膜层来说,TFDC理论指出电子(或空穴)将由金属与膜的间界面一侧迁移到另一侧.根据Cheng-Born对称破缺理论,当能带中只有很少的电子时,则只有极少的角区中存在电子,动量空间即产生对称破缺,从而导致超导电性,并由热力学估算出薄膜超导体的转变温度.结果显示薄膜超导体的转变温度至少比块材超导体的转变温度高一个量级.作者还设计了一个研究薄膜超导电性的实验.     

临近房屋采矿爆破震动监测和控制

采用IDTS2850爆破震动记录仪对破岩采场爆破地震效应进行观测及数据分析。得出了爆破地震波衰减经验公式。并根据房屋保护要求，给出采场爆破时的允许段药量。