热机碎岩钻头胎体材料的试验研究

论述了热机碎岩钻头胎体的性能要求;阐述了热机碎岩钻头胎体各组分的作用以及各组分的配料工艺;论述了胎体材料烧结工艺;进行了胎体材料的性能测试试验研究;得出了热机碎岩钻头胎体的最佳配方.     

非常规碎岩技术的研究进展

论述了非常规碎岩方法——热熔岩法、热机碎岩法和脉冲放电碎岩法的碎岩机理、碎岩工具以及工艺等技术的国内外研究取得的成果。国内的热熔岩技术研究在热熔器结构上取得突破,处于国际先进水平。热机钻进产生的温度能达到岩石的最佳热破碎温度,说明工艺是可行的。脉冲放电碎岩法在小直径钻孔中的试验,表明了其比常规碎岩法具有非常低的能量消耗。     

摩擦热-机械碎岩技术的研究应用现状及新进展

摩擦热-机械碎岩是传统的热力碎岩工艺与机械碎岩工艺的有机结合.介绍了热机碎岩技术的国内外研究发展现状以及碎岩机理、测温、钻具结构、钻头+结构、钻进工艺等方面的最新研究成果.     

热机碎岩新技术

热机碎岩目前在我国尚属于一项新技术。介绍了热机碎岩工艺在国内外的发展状况，分析其碎岩机理及提高钻效的原因，对热机碎岩的前景及目前尚须完善之处做了进一步阐述。     

热机碎岩钻头摩擦元件材料研究

为了解决热机碎岩钻头摩擦元件耐高温、耐摩擦等性能不足问题,对摩擦元件材料进行研究,包括胎体材料选择、配方设计等。试验结果表明,用陶瓷代替硬质合金作为热机碎岩钻头的摩擦材料是可行的,利用热压烧结工艺可以将陶瓷固定在钻头上。     

摩擦热-机械碎岩钻进技术试验研究

摩擦热-机械碎岩钻进技术是利用钻头与岩石产生的摩擦热能加入弱化岩石，然后利用钻头上的切削元件切削碎岩。由于大部分岩石在高温和交变热应力作用下其强度、硬度以及磨蚀性都大幅度降低，因此提高了钻进效率。钻头摩擦元件采用了新型的耐摩擦耐高温的赛隆陶瓷材料，耐磨性是YG6硬质合金的3～5倍，而价格仅为硬质合金的1／10；对钻具和钻头的结构也进行了详细的论述；钻进试验表明：热机碎岩钻具摩擦元件能产生足够高的温度场(大于600℃)；热机碎岩钻进技术是切实可行的，能提高钻进效率，降低钻进成本。     

中心取样钻探工艺在铝土矿中的对比试验研究

通过对比试验，证实了中心取样钻探工艺在铝土矿中应用的可行性；总结了根据地层情况而采用的碎岩工具和相应的工艺参数。该工艺方法用于铝土矿取样具有良好的地质经济效果。     

多夹层盐穴储库沉渣碎胀-膨胀系数试验研究

夹层垮塌后破碎岩石的碎胀-膨胀系数是多夹层盐岩地下储气库体积预测计算中的关键参数。通过理想试验以及逻辑分析,研究了碎散体的形状、大小、排列方式以及颗粒级配对夹层碎胀系数的影响。结果发现,碎散体的大小与碎胀系数无关;碎散体的表面积体积比越大,碎散系数越小,反之越大;边-边接触越多碎胀系数越小,边-角接触越多碎胀系数越大;颗粒级配越不均匀越不连续碎胀系数越大,反之越小。通过模拟夹层垮塌,得出垮塌后的碎散体级配不良,分配集中,碎胀系数较大。碎胀系数随颗粒级配的范围扩大而降低,全范围颗粒级配的碎胀系数为1.701,且卤水浸泡对碎散体体积没有明显影响。根据参数计算得出的预测体积和声纳测腔结果符合良好,表明试验获取的碎胀系数具有工程实用性。     

一种新型碎聚晶孕镶金刚石钻头

从碎聚晶粒的碎岩机理、钻头胎体性能、碎聚晶参数、钻头结构、钻头制造与热压工艺等方面进行了深入分析,介绍了一种新型碎聚晶孕镶金刚石钻头设计思路与制造方法,希望为广大钻头研究人员与钻探施工技术人员提供一定的借鉴作用。     

某大型斑岩钼矿矿石碎磨特性试验研究与应用

某大型钼矿在初步设计阶段进行了详细的碎磨特性试验研究,包括湿式批次半自磨试验、JK落重试验、Macpherson 自磨可磨度试验和邦德功指数系列试验等.在获得相关碎磨特性参数的基础上,通过JKSimMet软件考察了半自磨给矿粒度、半自磨闭路筛分尺寸、顽石破碎等工艺参数对碎磨回路的影响.在试验研究的基础上,对碎磨工艺进行优化设计,为今后生产稳定性打下基础并具有重要的指导意义.     

影响原位试验岩体强度参数的因素分析

以构成露天矿山边坡的岩体为研究对象,通过现场的原位测试技术来确定岩体的抗剪强度参数时,讨论了影响试验成果的各方面因素,从而得到较精确的试验数据,并为边坡的稳定性分析提供合理的参数依据.     

动静组合载荷作用下岩石破碎试验研究

在动静态多功能岩石破碎试验台上,以花岗岩为试验对象分别进行了单一静载、冲击载荷和动静组合载荷破岩试验,结果表明:静载 动载组合模式能大幅度提高破岩效果,在破碎深度与破碎体积等方面比单一冲击或压入具有明显的优势,不同的动静组合载荷存在不同的破岩比能,合理选取动静载荷的比值,可使破岩比能最小,破碎效果最优。     

采场围岩变形与破坏监测技术研究进展及展望

深部煤炭资源开发面临更多复杂、多变、高难的开采地质问题,采场围岩形态结构是矿井安全生产的重要评价指标之一,开展采场围岩变形与破坏测是判别矿井隐蔽致灾地质问题的重要技术保障。在煤炭工业快速发展的近20余年时间里,围岩体形变监测技术取得了长足的进步,基于矿山采场围岩体变形与破坏的影响因素,按照监测形式对监测技术进行了划分,归纳了当前用于矿山采场围岩变形与破坏监测的钻孔测试技术、地球物理探测技术、光纤监测技术及其他测量技术及其特点,结合煤层顶底板、巷道两帮空间监测的工程应用实例,介绍了不同监测技术的主要进展、优缺点以及适用性,讨论了探测技术的革新趋势和未来矿井安全生产中采场围岩变形与破坏监测技术的发展方向。同时,也认识到现有监测技术虽然已取得显著的监测效果,但是仍不能够满足矿井现代化、智能化生产需要。对于监测技术的进步而言,既需要技术装备的不断优化,更是要跨学科、跨专业科学技术理论的完善与更新。在当前地学大数据、云计算、人工智能新一轮科技创新基础上,今后采场围岩变形与破坏的监测技术必然向多元化、多参数、智慧化、全程监控的方向发展,监测方式也将不断地向可视化、动态化的监测预警模式过渡,融合监测技术发挥多参数的作用将越来越重要。     

动静载荷耦合作用下PDC刀具的失效机理

运用应力波理论分析了冲击-静压切削模式下PDC刀具的破损机理,得出了冲击应力波的幅值、入射角（刀具侵入角）、刀-岩接触间隙,以及在接触面上的多次透、反射造成加载-卸载-再加载的循环,对破岩效果和PDC刀具破坏有很大影响.在自行研制的动静态多功能岩石破碎试验台上,以砂浆块和花岗岩为试验对象进行了冲击-静压切削破岩试验.结果表明：在硬岩破碎中,PDC刀具的破坏模式主要是轴向崩裂、冲击压碎和径向崩裂3种;施加一定的静压可使刃面与岩面充分接触,有利于应力波的传播,从而提高破岩效果和PDC刀具的使用寿命.     

刃具斜切入破岩的试验与研究

介绍了刃具斜切入破岩的试验装置及试验结果，推导出了跃进载荷的计算公式，并对试验结果进行了理论分析，探讨了影响刃具侵入岩石难易的因素和影响破岩比功大小的因素。     

岩石爆炸加载破碎特性与其声学特性关系

研究表明岩石声学特性能较好地反映岩石某些重要物理力学特性及结构特征。分析了作为岩石声学特性重要参数之一的纵波速度与岩石某些物理力学特性的关系,对大理石试样进行了超声波测试,并进行了爆炸加载初步试验。试验初步显现出岩石声学特性与岩石爆破破碎关系密切的特点,在无约束单向爆炸加载条件下,沿试样纵波速较高的方向加载时岩样的破碎程度较高。     

二阶二段掏槽技术在岩巷掘进中的应用研究

为了解决阳煤一矿岩巷掘进中出现的炮孔利用率低、大块率高、抛渣距离远的问题,在岩巷掘进爆破施工中应用二阶二段掏槽技术。在分析了二阶二段掏槽破岩机理的基础上,依据炸药爆炸在岩石中形成粉碎区和裂隙区半径的计算式确定了一阶及二阶掏槽孔口距、孔底距等二阶二段掏槽技术关键参数,并在现场进行应用。现场试验结果表明：与原方案相比,采用二阶二段掏槽技术后,炮孔利用率由81%提高到90%,大块率降低了72%,抛渣距离减小了29%,月进尺由60m提高到90m,提高50%。应用效果表明二阶二段掏槽技术具有良好的适应性,并具有较高的技术经济效果,可为同类型巷道快速掘进提供借鉴。     

盈盛煤业9号煤层顶板岩石力学性能实验研究

以盈盛煤业91303工作面实际地质条件为工程背景,使用RMT-150B电液伺服试验机对盈盛煤业91303工作面两巷进行了顶板单轴压缩试验,基于实验结果,探讨了单轴压缩下盈盛煤业坚硬顶板的岩石力学性能。结果表明:砂岩平均单轴抗压强度为97.8 MPa,但是离散性较大;K₂灰岩强度特别大,平均单轴抗压强度达到195 MPa,7号、8号煤的单轴矿压强度相差不大;砂岩和砂质泥岩多为微裂纹,整体破坏程度比煤和石灰岩更低。其中,煤的破碎程度最高,砂岩的破碎程度最低。试验结果不仅为该岩石材料本构的参数确定提供了参考数据,同时也为该矿91303工作面顶板放顶技术提供参考依据,为矿山的开采支护提供了借鉴。     

基于图像处理的岩体块度分析系统

建立了岩体图像分割模型,基于计算机图像处理技术,在MATLAB环境下开发了适用可靠、简便高效的岩体块度分析系统,实现了岩体原始图像的获取、图像的分辨率推导、图像预处理、融合岩块的切割、岩块几何尺寸的计算以及块度分级曲线生成等过程的计算机处理。测试结果表明,系统具有较高的测试精度,满足实际应用要求,对爆破设计的优化具有重要意义。     

基于数字钻探的岩石c-φ参数测试方法

岩石黏聚力c和内摩擦角φ(以下简称c-φ参数)的准确测试是进行地下工程支护设计优化及信息化施工的基础。传统的岩石室内试验方法测试步骤繁琐,周期长、成本高,无法进行原位测定。数字钻探技术为现场准确测定岩石力学参数提供了新的途径,实现该技术的关键在于建立随钻参数与岩石c-φ参数间的定量关系。基于此,本文根据岩石切削破碎特征,建立了一种不预设破坏面的岩石切削力学模型,弥补了现有岩石切削力学模型将破坏面假设为平面,从而与岩石受切削时实际的破坏面特征存在差异的不足。基于滑移线理论推导了岩石极限切削力,得到了随钻参数DP(Drilling Parameters)与岩石c-φ参数关系式(DP-cφ关系式)。将利用自主研发的岩体数字钻探测试系统开展室内试验所得到的随钻参数与理论计算得到的结果进行对比分析,两者平均差异率为8.44%,验证了所建立的岩石切削力学模型和DP-cφ关系式的合理性和正确性。在此基础上,提出了岩石c-φ参数数字钻探测定方法,并通过室内试验进行了该方法与传统三轴试验方法测定结果的对比分析,结果表明:两种方法得到的岩石黏聚力和内摩擦角平均差异率均小于10%,证明了本文所提出的数字钻探测定方法的有效性和可行性。该方法实施方便、快捷,可实现现场工程岩体c-φ参数的原位测定。