黔南灯影组巨厚含水层立井井筒帷幕注浆参数研究

黔南地区震旦系磷矿层顶板灯影组白云岩直接充水,且水文地质条件复杂,是制约矿井建设的主要因素。地面预注浆技术是井筒防治水的有效手段,在煤矿、铁矿、铅锌矿等矿山都有成功应用,鉴于溶蚀型白云岩含水层导水网络水文条件的复杂性,不能照搬现有井筒注浆帷幕设计参数。为取得黔南地区震旦系灯影组白云岩含水层帷幕注浆参数合理设计方法,运用理论分析、室内试验、工业性试验及工程类比等多种研究方法,对白云岩含水层溶蚀裂隙导水网络特征及黏土水泥浆扩散规律进行了系统分析,总结评价了灯影组含水层地面预注黏土水泥浆的可注性及其影响因素;然后充分考虑钻孔布设、压水试验成果、浆液配比及注浆效果检测等多方面因素,对黔南地区灯影组巨厚含水层立井井筒帷幕注浆参数进行了深入研究,结合类似工程案例确定了溶蚀型灯影组白云岩地面预注浆参数设计方法。研究结果表明:黏土水泥浆在灯影组含水层具有可注性,布孔间距宜取4.0～4.5 m,并推荐了黏土水泥浆成品浆液比例范围、稳定地层注浆段高70～100 m,破碎地层注浆段高30～50 m等注浆参数取值范围,注浆终止标准需同时满足设计注浆量和注浆终压要求。     

巨厚白云岩含水层立井井筒地面预注浆技术

为了解决巨厚白云岩含水层井筒涌水量大的问题,采用现场注浆试验对注浆工艺参数进行了研究。依据试验研究结论进行回风井地面预注浆设计,共布置6个注浆孔,钻孔布孔圈径Φ12.0m、间距4.38m、孔深391m,注浆段高316m。注浆材料选用黏土综合浆和塑性早强浆。试验结果表明,巨厚白云岩透水率存在"上强下弱"特性,上部地层需采用塑性早强浆控制浆液扩散范围以节约浆材,下部地层透水率相对较小,应采用高压注浆保证堵水效果。注浆前,地层平均透水率为6.57Lu。注浆结束后,含水层整体平均透水率降为0.11Lu,较注浆前下降98.3%,表明预注浆地层透水性已转变为微透水性,注浆堵水效果良好。     

富水溶蚀白云岩地层井筒地面预注浆技术研究

为解决我国西南地区富水溶蚀白云岩地层井筒水害防治难题,采用现 场注浆试验结合数值模拟研究了 白云岩含水层中浆液扩散特征。 现场注浆试验表明老虎洞磷矿巨厚白云岩 含水层整体可注,且上段地层可注性明显 好于下段。 通过压水试验、钻孔取芯和 COMSOL Multiphysics 模拟软件 ,确定了老虎洞磷矿富水溶蚀白云岩含水层井 筒预注浆合理孔间距为 4. 5 m,为后续井筒地面预注浆工程设计提供依据 。 同时,现场试验了多种控制措施防止白云 岩含水层上段浆液严重超距扩散,得到延长凝结时间对提高注浆压力效果明 显,并提出采取混合式注浆方式保证钻 注效率。 考虑下段地层可注性相对较弱,提出采用高压注浆增加注浆量以 保证堵水效果。 注浆过程中,地层透水率降 幅明显,注浆结束后,各段地层透水率降低至 0. 5 Lu 以下,地层由中等透 水性地层转变为微透水地层。 注浆结束后, 压水试验得到回风井井筒地面预注浆堵水率为 98. 04%;1#进风井井筒地面 预注浆堵水率为 95. 7%。 研究成果可为西 部地区类似条件下井筒防治水提供技术参考。     

厚松散层地面高压注浆参数现场试验确定方法

为确定深厚松散层地面高压注浆参数,以郭屯煤矿立井井筒穿越松散层为背景,采用钻孔压水试验与地面高压注浆试验,根据试验监测数据得到地层透水率和单位吸水量与深度、注浆压力的变化关系|根据各层位受注点注浆压力与静水比值和压水流量与注浆流量比值确定了注浆压力、注浆量的大小|并评价了风检3孔注浆效果。结果表明：井筒穿越深厚松散地层透水率随厚度的增加而减小,各注浆层位单位吸水量与受注点压力近似呈线性增长关系|深厚松散层地面高压注浆压力为2.0～2.5倍静水压力时,水泥浆可顺利注入拟加固地层|各注浆层位压水试验和注浆试验受注点压力相同时,注浆流量是压水流量的一半|地面高压注浆试验中各层压力注浆对井筒影响较小。     

黔南地区巨厚灯影组富水白云岩井筒防治水方案比选研究

针对黔南瓮安县天一矿业老虎洞磷矿竖井工程水文地质特点和施工难点,根据国家及行业相关防治水规范,设计了冻结法和地面预注浆法2种竖井施工防治水技术方案,并从安全、技术、经济、工期等方面进行比选,最终推荐采用地面预注浆防治水技术方案,并被业主采纳。鉴于国内目前尚无黔南地区巨厚灯影组含水层井筒地面预注浆案例可资借鉴,在地面预注浆工程全面开工前,应先开展工业性试验研究,进一步优化和完善井筒地面预注浆帷幕设计方法。     

邻近厚松散层既有立井井筒地面注浆地层加固技术

为解决厚松散层既有立井井筒地面注浆加固技术难题,以山东巨野矿区郭屯煤矿厚松散层偏斜井筒地面注浆治理为工程背景,针对井筒偏斜特征,采用现场钻孔压水试验与地面高压注浆试验方法,分析不同注浆深度与注浆层段受注点试压水与注浆表头最大压力比值,获得了受注点注浆压力与该点静水压力比值,并得到了厚松散层主含水层的可注性及其注浆技术参数,最终确定了厚松散层偏斜井筒地面注浆治理方案设计原则与施工方案;研发了单井多层段注浆新型套管,形成了“注-泄”联合间歇注浆加固技术。研究结果表明：(1)当注浆压力达到静水压力的2.0～2.5倍时,水泥浆可顺利注入;(2)松散层深度越深,地层的单位吸浆量越小,同一注浆段,在相同压力情况下,压水流量是注浆量的2倍;(3)按注浆试验确定的设计注浆量与实际注浆量误差在27%以内,随着注浆孔的注浆,其邻近泄压孔出现孔管口出水、孔管口内返浆和串浆等现象,实现了泄压目的,且对邻近既有井筒受力变形影响较小;(4)注浆后,主、副、风井井筒表土段井壁淋水明显减小,且有回正的趋势。研究成果在郭屯煤矿厚松散层偏斜井筒地面高压注浆治理工程得到了成功应用。     

基于灰色-回归对帷幕注浆影响因素相关性分析

云南昆明某露天矿随着采矿延深,地下水涌水量逐步增大使得开采难度提高,为了治理矿山水害,现场选取了局部试验段进行帷幕注浆堵水试验,基于现场物探、钻孔成像、声波测试、压水试验等方式取得的相关数据,选取以每米吃浆量为因变量,注前透水率、水灰比、段长、注浆压力、钻孔深度为自变量参数进行灰色关联性分析和多元回归分析,得出试验段钻孔每米吃浆量及其相关参数的回归方程及关联度,为矿山后续大规模帷幕注浆的注浆工艺和注浆过程参数控制提供借鉴,也为后续岩溶地区节理化裂隙帷幕注浆参数选取方面提供参考价值,为矿山的安全生产提供保障。     

塔山煤矿立井带压掘进奥灰含水层探查与治理技术研究与应用

为保障四盘区副立井带压安全掘进,根据副立井和奥灰含水层赋存情况,设计布置17个探查钻孔对巷道掘进区域奥灰含水层的赋存情况进行探测分析,基于分析结果得出：副立井井筒东南部奥灰含水层富水性大于井筒西北部,东南方向5个钻孔出水量相对较大;根据巷道地质条件,设计采用注浆防治水方案,针对探查钻孔实施注浆堵水,针对5个钻孔出水量大的钻孔注浆后进行扫孔做压水试验,实施二次注浆封孔。同时对巷道掘进突水危险性进行评价分析。结果表明：注浆方案实施后,检查钻孔的出水量及吸水率均明显小于5个出水量大的钻孔,堵水效果显著;且根据安全评价结果可知,副立井井底水窝掘进处于带压开相对采安全区域,不会发生底板奥灰突水事故。     

煤矿顶部隔水性能多尺度评价

为了确保煤矿开采的安全,基于水文地质特征分析设计了煤矿顶部隔水性试验。根据研究区的实际情况,从隔水层和含水层2方面分析了研究区的水文地质特征,基于井下压水试验设备的特点,选择单回路测试装置在煤矿顶部开展压水试验,根据压力—流量曲线的类型及特点,测试了煤矿顶部的隔水性。测试结果表明,Q18钻孔附近的前27.5 m段存在2段非层流现象,分别为521.2～526.7 m和532.2～537.7 m,而其他3段的透水率在0.42～0.63 Lu,具有较弱的透水率,压水试验说明煤矿顶部的透水率较弱,但是隔水性能较好;在渗透系数计算结果中,煤矿顶部的渗透系数在0.000 430 8～0.000 687 4 m/d,说明测试段的透水性极弱,而隔水性较强,保证了煤矿生产的安全。     

张双楼燥矿新副井筒水文地质特征及水害防治

根据张双楼煤矿井田水文地质条件分析了新副井筒施工的水文地质特征：张双楼煤矿井田水文地质条件具有“平面分区性”,新副井筒位于复杂水文地质条件背景下的简单区；新副井筒浅部含水层及断层破碎带的富水性较强,中深部含水层的富水性弱,表现为井筒水文地质条件的“垂向分带性”。提出了有针对性的防治水对策：松散层段地面冷冻止水；基岩风氧化带及含(导)水断层带地面预注浆止水；中深部含水层进行先探后掘或边探边注。     

混联二自由度机械臂的运动学研究

提出了一种混联机械臂,该机械臂是串并联混合机构,具有串联机构工作空间大和并联机构承载能力高的优点,可以实现较大活动空间内对重物的搬运仓储。对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为2,具有平面内的一个移动和一个转动自由度。基于几何解析法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

煤中镜质组反射率的测定

介绍了煤中镜质组反射率的测定原理及在测定过程中应注重的问题,从镜质组富集程度的差异性、样品处理、镜质组颗粒鉴别、测试条件和技术方法等方面探讨了其反射率测定的影响因素,并概括论述了煤中镜质组反射率在生产实践中的确定煤级、指导炼焦配煤等实际应用。     

某高速公路岩石单轴抗压强度结果的不确定度评定

依据JTG E41—2005《公路工程岩石试验规程》,结合工程项目实例,对岩石单轴抗压强度进行了试验,对试验结果采用JJF 1059—2012《测量不确定度评定与表示》进行分析与评定,了解测试中造成误差的因素,结果显示影响该项目单轴抗压强度试验的主要因素来源于样品的不均匀性和压力试验机的测量。     

磨机筒体螺栓孔漏料问题分析

对球（棒）磨机筒体衬板螺栓孔漏料、螺栓易松动及断裂原因进行了深入分析,找出了问题的根本所在,提出了处理措施,并给出了全新的结构方案。     

复杂管类零件空间尺寸加工误差分析

介绍某柴油机排气过渡管的加工工艺,分析空间尺寸较多的复杂管类零件的加工工艺及角度误差对空间尺寸的影响。通过角度在公差范围内的微量调整,解决了排气过渡管由于毛坯铸造及加工时找正存在的误差而造成气口处壁厚不均的问题。     

影响横轴式掘进机截割机构振动特性的因素分析

在横轴式掘进机截割机构横向截割的刚体动力学模型基础上,利用计算机模拟方法获得其在不同参数下的振动特性曲线,并分析了截割头质量、悬臂质量、液压系统刚度及阻尼变化对掘进机截割机构振动特性的影响,为研究横轴式掘进机的振动特性,改进机器设计创造了条件.     

煤矿提升机齿轮箱振动分析

提升机作为煤矿中的重要设备,其故障率对于煤炭的安全高效生产有着极为重要的作用。在详细分析了煤矿提升机工作环境和工作特性的基础上,建立了提升机齿轮箱振动的数学模型,分析了速度和载荷变化情况下的提升机齿轮箱振动的特点,分析了变工况条件下齿轮箱故障信号的分布特征,为变工况条件下提升机齿轮箱的故障诊断提供了一定的理论基础。     

矿柱流变对采空区顶板稳定性的影响

为研究岩石流变特性对采空区长期稳定的影响,基于Reissner厚板和流变力学理论构建了矿柱-顶板流变力学模型,并推导出顶板沉降位移关于流变时间的关系式;依据不同边界条件将顶板破坏过程划分为固支、固支-简支、简支和内部破坏四个阶段。研究结果表明:所建立的流变力学模型可用于对采空区稳定时间的预测,并为采空区及时处理提供参考。