二氧化碳致裂器在岩石中深孔预裂爆破中的应用研究

二氧化碳致裂器具有施工安全、操作简单等明显的优点,由于其能量释放嘴的限制,在岩石爆破中受到一定的局限。归纳分析了当今二氧化碳致裂器释放嘴结构状况,采用大型分析软件模拟分析了释放嘴,提出了喷嘴适合边坡预裂爆破的结构形式是锥形,进口宽度为40 mm,出口宽度为20 mm,长度为18 mm,收缩角约30°释放嘴优化结构形式和合理参数,喷嘴形状应为长条矩形状,沿致裂器两侧竖向线等距排列的布置,并在实际工程中试用效果良好。     

二氧化碳相变致裂软岩实验研究

为了研究二氧化碳相变产生的高压气体动态破岩的机理,通过建立设有分布式光纤传感器的物理模型结合数值模型的方法,研究了二氧化碳相变致裂煤体的内部效应,得到了二氧化碳相变高压气体动压破岩的机理及岩体裂隙、强度和二氧化碳相变气体压力等参数之间的关系。研究表明:气体准静压破坏煤体主要集中在煤体强度薄弱的区域,且气体压力要高于煤体破坏的最低极限值;原生裂隙会改变二氧化碳相变致裂煤体的空间范围和煤体的破坏程度,原生裂隙与炮孔之间的夹角越小、距离越近,越明显。     

二氧化碳膨胀爆破新型致裂管与安全技术研究

为了解决施工中"飞管"问题和"充气管"搬运、操作的安全隐患及公安机关对二氧化碳膨胀爆破治安管理的难题,采取对致裂管结构的优化设计和现场实爆试验相结合的方法.经过"设计-试验-改进"的反复研究,成功地研究出一种新型致裂管和孔内充气工艺并开发了末端管控信息系统.初步现场应用研究认为二氧化碳膨胀爆破产生的振动值仅是同样药量的炸药爆破产生的振动值的1/20～1/15.     

液态CO2相变爆炸激发药剂的爆炸性与安全性

为研究新研制的CO₂相变爆炸激发药剂的爆炸性与安全性,采用克南试验方法进行了激发药剂的爆炸性能测试,并分别用8号工业雷管和150～500 g膨化硝铵炸药,对直径50 mm和90 mm的2 kg塑膜包装激发药剂药卷进行引爆试验。试验结果表明,由高氯酸钾、水杨酸和草酸铵按照一定比例组成的激发药剂具有爆炸性,但其爆轰感度很低,不仅没有雷管起爆感度,而且无法用膨化硝铵炸药将其引爆,与粒状铵油炸药相比,爆轰感度低、安全性好。     

二氧化碳膨胀爆破一次性致裂管性能研究与应用

一次性致裂管是国内近几年出现的一种新型二氧化碳膨胀爆破器材,具有安全可控、施工便捷等特点。采用理论与试验相结合的方式对一次性二氧化碳膨胀爆破致裂管的性能进行系统研究,通过理论计算和水压试验方式得到ZWD89系列一次性致裂管的平均压力峰值为53.19 MPa,与理论计算值47.29 MPa误差为12.48%。采用压缩气体与水蒸气容器爆破能量公式计算得到单只ZWD89—1500型致裂管爆破能量相当于264.24 g TNT炸药爆炸产生的能量。现场振动测试得到两组工况在5 m处的爆破振动速度峰值为2.5032 cm/s,且爆破振动峰值基本呈现线性衰减趋势,证明二氧化碳膨胀爆破技术适用于苛刻环境下的爆破工程施工。通过频谱分析得到二氧化碳膨胀爆破主频主要分布在50 Hz以内,随着爆破孔数的增加,主频逐渐向低频区域靠拢,需要引起重视。     

壳体环向聚能致裂器的作用原理与应用研究

针对岩巷掘进等工程爆破中掏槽爆破效率低的问题,采用先切后掏的爆破技术,设计了一种壳体环向聚能致裂器。其结构特点是:直接利用弹壳材料作为聚能材料,在圆管形弹壳上设置多个聚能环,既减少装药量又能提高炸药能量利用率。装药起爆后,在轴向同时形成多排环向聚能射流,对周围岩石介质进行致裂,裂缝在爆生气体的径向准静态载荷作用下进一步扩展,形成交错的裂纹网。通过掏槽爆破模型试验对该致裂器的作用原理进行了验证,结果表明:掏槽爆破的炮孔利用率达到98%,能有效提高爆破效率和循环进尺,降低爆破成本。     

致裂器对液态CO2相变破岩的功效影响分析

为了研究致裂器因素对液态CO₂相变破岩功效的影响,利用现场应用及统计分析的方法,结合CO₂相变工作的工况分析,对国内目前几种典型的致裂器,从其部件适配性、致裂管结构及工作原理、应用工艺等方面进行分析研究。结果表明：致裂器的部件适配性、整体的稳定性及安全性直接与破岩的作业效率、宏观效果等方面紧密关联,甚至关系到破岩结果的成败,致裂器是影响液态CO₂相变破岩功效的关键因素。最后基于国内主流致裂管目前存在的不足,提出了致裂管的改进和发展趋势。     

超磁致伸缩微位移致动器的研究

 基于超磁致伸缩材料的磁致伸缩特性设计了一种用于微位移驱动的致动器．分析了致动器工作磁场的组成，计算了线圈的工作电流，并以此为依据设计了稳流电源．分析结果表明，设计的稳流电源满足工作要求；线圈提供的工作磁场能够保证超磁致伸缩棒工作在线性区域。     

直径186 mm CO2致裂器在露天铁矿开采中的应用

为了将CO₂爆破技术推广应用到露天铁矿开采以减少爆破振动和飞石等危害,研制了可重复使用的直径186 mm的大型致裂器,并在河北省某铁矿开采中开展了试验性应用。结果表明试验达到了预期的爆破松动效果,单根致裂器爆破方量126 m³。连续3个多月的施工,共开采了2.5×10⁵ t矿石,使用致裂器900多根次,未对100 m外的养殖场产生影响,表现出有害效应小、做功能力较大、爆破效果好、成本适中等优点,表明该型CO₂致裂器适合于露天铁矿开采。     

食品包装用凝胶型二氧化碳指示标签研究

在前期研究的基础上,以质量分数为5%且质量之比为3：2的甲基红和溴百里酚蓝混合溶液为二氧化碳指示剂,甲基纤维素和甘油为主要成胶材料,制备了凝胶型二氧化碳含量指示标签。研究了凝胶与指示溶液在变色过程中的吻合度,及运用该凝胶制备指示膜的最佳配方。研究结果表明：适量浓度甲基纤维素制备的凝胶与指示溶液变色吻合度较高,对指示剂颜色变化无影响,可作为指示标签的主要成膜材料;结合甲基纤维素凝胶的黏度、变色响应时间、挂壁百分比及流延性能等指标,确定出成胶的最适甲基纤维素添加质量分数范围为1.6%～1.8%;运用甲基纤维素质量分数为1.6%～1.8%凝胶制备指示膜的过程中,适宜的甘油添加量可以使成膜表面光滑、平整,并有利于水分的保持;最终确定指示标签的最佳制备条件为甲基纤维素的添加质量分数为1.8%,甘油的添加体积分数为4%。     

超临界CO_2中pH-响应型壳聚糖膜的制备及性能

以壳聚糖为膜基材,制备壳聚糖基多孔膜,并在超临界二氧化碳中,以丙烯酸(AA)和4-乙烯基吡啶(4-VP)为接枝共聚单体,对壳聚糖多孔膜进行接枝,制备了p H-响应型壳聚糖多孔膜。采用傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等对接枝膜的结构进行表征,考察了2种接枝单体的摩尔比及反应压力对壳聚糖膜接枝率的影响,以及接枝膜对蛋白质的吸附。红外结果表明聚丙烯酸与聚4-乙烯基吡啶均接枝到壳聚糖膜上。当AA/4-VP单体摩尔比由3∶1增加至6∶1时,接枝率由7.12%逐渐增大至13.36%,此后呈下降趋势。且随着反应压力的提高,壳聚糖膜接枝率先增长后降低,当反应压力在19 MPa时,得到较高的接枝率(13.36%)。当溶液p H=2~10时,壳聚糖接枝膜的水通量随着p H值的增大而降低。蛋白质吸附实验显示,在p H为4.8时接枝膜获得最大比表面积吸附量5.76 mg/cm2。     

爆聚法合成P(AA-ODA-NVP)聚合物及其溶液性质

在超临界二氧化碳介质中,通过自由基爆聚反应制备了一系列不同投料比的丙烯酸、丙烯酸十八酯与乙烯基吡咯烷酮共聚物.通过扫描电镜、红外光谱、乌氏黏度计、旋转黏度计研究了聚合物结构与性质;并研究了不同的投料比和反应压力对共聚反应的影响.实验结果表明,在一定的压力及投料比下,共聚反应发生爆聚,利用超临界二氧化碳压力可调的特点,通...     

超临界二氧化碳协助改性芳纶纤维的表面性能

本文用超临界二氧化碳流体做反应介质,利用其超强的扩散性及溶解渗透性,将甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)带到芳纶纤维表面进行渗透并发生接枝、扩链反应,通过红外光谱、扫描电镜、x-射线光电子能谱方法、AFM等测试了纤维的表面形貌变化及元素、基团变化,并用VARI成型技术制成复合材料,测试了改性芳纶布与环氧基体的力学性能和界面性能。结果表明:经改性的纤维表面变得粗糙,极性基团增加,复合材料界面剪切强力明显增加,改性复合材料力学性能及界面得到改善,纤维更适合用作复合增强材料。     

空气中一氧化碳、空气中二氧化碳气体标准样品的研制

叙述了气体报警仪标定和检测使用的空气中一氧化碳、空气中二氧化碳气体标准样品的制备,以气相色谱法对其均匀性和稳定性进行考核,确保其数据准确可靠。     

超临界二氧化碳中一种高分子弱凝胶的制备及性质

通过改变丙烯酸(AA)与可反应疏水单体甲基丙烯酸-3-三甲氧基硅丙酯(MPS)的投料比,在超临界二氧化碳介质中制备了一系列的AA与MPS共聚物(AA-co-MPS)。采用滴定法、扫描电镜和旋转黏度计对共聚物的组成及性质进行了表征。结果表明,MPS反应活性较丙烯酸高,共聚物形貌是直径约0.5μm左右的球形颗粒。共聚物的溶解试验结果表明,硅氧烷间化学反应形成弱凝胶体系,分子间交联使弱凝胶的黏度随着可反应疏水单体含量增加而增加。共聚物中可反应疏水单体质量百分比含量超过2.1%时,共聚物开始形成沉淀。由于共聚物具有pH敏感性,弱凝胶体系黏度随pH值变化先增加后减少,在pH=5.5出现峰值。     

氮气中一氧化碳、二氧化碳混合气体标准样品的研制

叙述气体报警仪标定和检测使用的氮气中一氧化碳、二氧化碳混合气体标准样品的制备,以气相色谱法对其均匀性和稳定性进行考核,确保其数据准确可靠。     

含二氧化碳天然气藏开发和二氧化碳驱标准体系建立方法

目前,含二氧化碳气藏的开发与利用给油气田开采带来了较大的难度,为安全、规范地进行油气田的开发与利用工作必须要依据一套可行的标准。因此,含二氧化碳天然气技术标准体系的建立对气田安全高效开发、二氧化碳驱油形成最佳生产秩序具有现实意义。本文根据含二氧化碳气田和低渗透油田的特点对这类油田标准体系的建立进行了体系定位,制定了体系的5个建立原则,形成了4个层次标准体系结构;该标准体系使现场操作可以做到有标可依、规范有序,为二氧化碳气藏合理开发利用提供保障。     

二氧化碳中微量氧硫化碳标准气体的稳定性

主要讨论了影响二氧化碳中微量氧硫化碳标准混合气的稳定性因素。实验数据表明影响二氧化碳中微量氧硫化碳标准物质贮藏期限的主要因素是材料的选择和气瓶的处理。选择合适的材质和气瓶处理过程,浓度范围为（100-200）×10^-9（mol／m01）氧硫化碳标准混合气至少可以存放12个月。     

大孔径深孔含水爆破混装乳化炸药性能研究

大孔径深孔含水爆破中,混装乳化炸药受到来自炸药本身重压、回填渣的压力以及炮孔中水的侵蚀,炸药爆炸性能发生改变。为了分析压力及水对混装乳化炸药的影响规律,提出了一种新型乳化炸药抗压性试验方法,模拟了深孔爆破环境气泡敏化的混装乳化炸药的爆速随孔压变化规律:0.1、0.2 MPa下24 h内爆速较高,随着压力增加及加压时间的延长,爆速下降直至拒爆;同时,通过测试乳胶基质中硝酸铵的溶失值以及乳胶基质的溶胀厚度,分析了乳化剂、油相材料对其抗水稳定性的影响。结果表明:添加质量分数1%的基础油,Span80、高分子型乳化剂EPE-1添加质量比达到1:1后,溶失值及溶胀厚度较小;再增加EPE-1的含量,抗水性、稳定性基本不发生变化。提出了提高混装乳化炸药抗水稳定性的方法。