動(dòng)水高壓條件下巷道底板涌水封堵技術(shù)

為了達(dá)到最接近實(shí)際工程的試驗(yàn)效果,采用中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的"20mn伺服控制高溫高壓巖體三軸試驗(yàn)機(jī)",設(shè)計(jì)了精確的加壓和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),操作控制比較方便,測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。利用大尺寸(φ200mm×400mm)花崗巖試樣和工程鉆頭(φ30mm的pdc鉆頭),使試驗(yàn)條件更加接近實(shí)際工程情況,開(kāi)創(chuàng)了該類(lèi)大試樣試驗(yàn)的先河。通過(guò)正交試驗(yàn)研究花崗巖在高溫高壓狀態(tài)下的切削破碎規(guī)律,得出以下結(jié)論:(1)高圍壓狀態(tài)(100mpa)下,隨著溫度升高,花崗巖的可切削性逐漸增強(qiáng),在超過(guò)一定的鉆壓時(shí),切削速度隨著溫度的升高而明顯增大,在755n鉆壓下,300℃的切削速度比室溫時(shí)增大30%～50%;(2)高圍壓狀態(tài)(100mpa)下,隨著溫度升高,單位破巖能耗明顯降低,在鉆壓為755n時(shí),300℃時(shí)的單位破巖能耗比室溫時(shí)降低20%～30%;(3)在高溫高壓環(huán)境下,切削速度隨著鉆壓或轉(zhuǎn)速的增大而增大;單位破巖能耗隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大,隨著鉆壓的增大而減小,與室溫?zé)o圍壓狀態(tài)下的切削破碎規(guī)律基本一致;(4)由于花崗巖在此溫壓范圍內(nèi)屬于漸進(jìn)破壞,抗壓強(qiáng)度下降緩慢,如果鉆壓太低則切削速度和單位破巖能耗受溫度影響很小,為了在高溫下取得對(duì)花崗巖的良好切削效果,鉆壓需要超過(guò)一定的值。

針對(duì)高溫超高壓條件下三腔壓力在一個(gè)容器內(nèi)難建立、難傳遞等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一套三腔壓力分隔裝置。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用,不僅能穩(wěn)定建立三腔壓力、模擬地層結(jié)構(gòu)環(huán)境,且可實(shí)現(xiàn)圍壓和孔隙壓力間的有效傳遞。

古水11孔套管封固不良,受礦壓影響,鉆孔漏水,具有水量大、水壓高等特點(diǎn),處理難度大,充分分析鉆孔漏水原因,準(zhǔn)確運(yùn)用注漿工藝,合理選擇注漿材料,動(dòng)水條件下成功地在井下封堵了漏水鉆孔,對(duì)處理類(lèi)似鉆孔提供一定的參考。

綜述了高溫高壓條件下氫致不銹鋼損傷的研究進(jìn)展情況,重點(diǎn)介紹了不銹鋼力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的變化,并就壓力和溫度對(duì)氫損傷敏感性影響作了簡(jiǎn)單的討論。

利用中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的"20mn伺服控制高溫高壓巖體三軸試驗(yàn)機(jī)"、大尺寸(200mm×400mm)花崗巖試樣研究了花崗巖在高溫高壓狀態(tài)下的沖擊鑿巖規(guī)律。研究結(jié)果表明,隨著溫度升高鑿巖速度增大,當(dāng)溫度超過(guò)約150℃時(shí),巖石裂隙數(shù)量增多,并且呈現(xiàn)出一定的塑性變形特征,不利于沖擊能量的充分利用,沖擊鑿巖適用于鉆進(jìn)較低溫度下(不超過(guò)150℃左右)的堅(jiān)硬巖層;在高圍壓狀態(tài),沖擊鑿巖的單位破巖能耗隨著溫度升高而降低;在高溫高壓環(huán)境下,在一定鉆壓和沖擊功率范圍內(nèi),鑿巖速度隨著鉆壓或沖擊功率的增大而增大,單位破巖能耗隨著鉆壓的增大而減小。

花崗巖在高溫高壓環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生熱破裂,強(qiáng)度減小,斷裂韌度降低。研究不同溫度條件下沖擊回轉(zhuǎn)鑿巖規(guī)律具有重要意義,可以為設(shè)計(jì)地?zé)衢_(kāi)采的新型鉆探方法提供理論依據(jù)。利用中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的"20mn伺服控制高溫高壓巖體三軸試驗(yàn)機(jī)"、大尺寸(φ200mm×400mm)花崗巖試樣研究了花崗巖在高溫高壓狀態(tài)下的沖擊旋轉(zhuǎn)破巖規(guī)律。得出以下結(jié)論:①在高圍壓狀態(tài)下,隨著溫度升高,花崗巖的強(qiáng)度逐漸降低,沖擊旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)速度隨之逐漸增大;②在高圍壓狀態(tài),沖擊旋轉(zhuǎn)破巖的單位破巖能耗隨著溫度升高而降低,鑿巖效率明顯提高;③在高溫高壓環(huán)境下,在一定鉆壓和沖擊功率范圍內(nèi),鑿巖速度隨著鉆壓或沖擊功率的增大而增大,單位破巖能耗基本隨著鉆壓的增大而減小。

保證高溫高壓條件下水泥環(huán)整體性的泡沫水泥技術(shù)及其應(yīng)用

評(píng)價(jià)泡沫劑質(zhì)量的主要指標(biāo)是起泡能力和半衰期,起泡能力越強(qiáng)、半衰期越長(zhǎng),說(shuō)明泡沫劑質(zhì)量越好。利用攪拌法,對(duì)dp-4泡沫劑在高溫高壓條件下的起泡能力和半衰期進(jìn)行了室內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合泡沫體系比單一泡沫體系的起泡能力強(qiáng)、半衰期長(zhǎng);當(dāng)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的原油后,2種體系的起泡能力和半衰期均明顯降低,說(shuō)明原油對(duì)泡沫劑具有抑制起泡和消泡的作用,但添加了聚合物的復(fù)合泡沫體系比單一泡沫體系的穩(wěn)定性好,耐油性也強(qiáng)。

用auger電子能譜技術(shù)分別進(jìn)行金剛石單晶生長(zhǎng)界面的金屬膜表面及附近碳原子的精細(xì)auger譜分析、金剛石單晶附近及其表面的auger譜精細(xì)結(jié)構(gòu)分析。研究結(jié)果表明,在高溫高壓有催化劑參與下金剛石單晶生長(zhǎng)是雙界面生長(zhǎng),存在兩個(gè)主界面d—m及m—c。高溫高壓條件下石墨中碳原子經(jīng)過(guò)“過(guò)渡層”及“金屬催化劑層”才能將碳原子的電子構(gòu)形從sp2π態(tài)改變成sp3態(tài),從而以碳原子的金剛石四面體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)到金剛石表面,金剛石晶格結(jié)構(gòu)的形成是在金剛石表面層完成的。

研究目的:針對(duì)國(guó)內(nèi)某些盾構(gòu)隧道開(kāi)始出現(xiàn)內(nèi)部構(gòu)筑二次襯砌的工程實(shí)際,為探明二次襯砌與管片襯砌的相互作用機(jī)理,提出相應(yīng)分析模型,以便正確評(píng)價(jià)二次襯砌的功能以及為合理地應(yīng)用二次襯砌提供參考。研究結(jié)論:采用提出的雙層襯砌抗剪壓模型分析了三種典型工況下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力特性,結(jié)果表明:增設(shè)二次襯砌將加大管片襯砌的彎矩,減小管片襯砌的軸力,這在管片襯砌發(fā)生滲漏后更加明顯;相對(duì)管片襯砌而言,二次襯砌僅發(fā)揮了輔助性的承載作用;增設(shè)二次襯砌后,雙層襯砌的整體受力并非更加合理;理想中的雙層襯砌聯(lián)合承載作用必須在特定荷載和地層結(jié)構(gòu)參數(shù)的情況下才能發(fā)生。二次襯砌的作用主要體現(xiàn)在管片襯砌完全失效后可立刻發(fā)揮承載潛能,擔(dān)負(fù)安全儲(chǔ)備的作用。

高圍壓高水壓條件下大理巖斷口微觀機(jī)理分析與試驗(yàn)研究——為了探討高圍壓高水壓對(duì)大理巖變形、強(qiáng)度、脆–塑轉(zhuǎn)化特性及破壞斷裂損傷劣化的影響，取錦屏二級(jí)水電站引水隧洞大理巖分別進(jìn)行高水壓、高圍壓、低圍壓作用下全應(yīng)力–應(yīng)變過(guò)程三軸壓縮對(duì)比試驗(yàn)，然后，對(duì)...

復(fù)雜條件下全煤巷道錨桿支護(hù)技術(shù)——介紹了邢臺(tái)礦在沖擊性較軟煤層條件下全煤巷道錨桿支護(hù)技術(shù)及支護(hù)工藝，并對(duì)圍巖活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了觀測(cè)、分析，得出了該條件下的全煤巷錨網(wǎng)礦壓規(guī)律。

介紹了邢臺(tái)礦在沖擊性較軟煤層條件下全煤巷道錨桿支護(hù)技術(shù)及支護(hù)工藝,并對(duì)圍巖活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了觀測(cè)、分析,得出了該條件下的全煤巷錨網(wǎng)礦壓規(guī)律。

山西華潤(rùn)鴻福煤業(yè)公司8號(hào)煤層位于發(fā)育穩(wěn)定的l1灰?guī)r之下,煤層傾角達(dá)到16~25°,工作面回采巷道位于向斜構(gòu)造一翼,沿煤層走向布置。將原設(shè)計(jì)的矩形巷道在高度、寬度不變的前提下變更為側(cè)梯形斷面,既降低了掘進(jìn)支護(hù)成本,增加了工程煤量,又保留了l1灰?guī)r頂板,穩(wěn)固安全,起到了事半功倍的效果。

導(dǎo)流隧洞的封堵施工是水利樞紐工程下閘蓄水后需立即實(shí)施的最后一個(gè)關(guān)鍵施工項(xiàng)目,其封堵的成功與否及效果好壞直接關(guān)系到水電站壩前庫(kù)區(qū)的蓄水速度及廠(chǎng)房機(jī)組的發(fā)電出力大小。長(zhǎng)潭河水利水電樞紐工程導(dǎo)流隧洞永久混凝土堵頭在洞內(nèi)滲水嚴(yán)重、巖體較差等特殊地質(zhì)條件下成功實(shí)施封堵并達(dá)到了預(yù)期效果,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展,對(duì)于建筑工程施工質(zhì)量的要求逐漸提高,客觀的加大了施工難度。在某些防水工程施工的過(guò)程中,可能會(huì)遇到各種各樣的影響因素,威脅著工程整體的質(zhì)量可靠性。高水位地質(zhì)條件下施工,不僅要求施工人員具備扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),也需要他們可以采取有效的措施及時(shí)地解決施工中存在的問(wèn)題。高水位地質(zhì)條件復(fù)雜,對(duì)于相關(guān)項(xiàng)目的施工有著較大的影響。

在受到奧灰含水層威脅、薄層底板帶壓開(kāi)采條件下的水文地質(zhì)條件復(fù)雜礦井突水事故時(shí)有發(fā)生。為避免突水點(diǎn)在水流作用下持續(xù)破壞突水增大,保證礦井排水安全,不發(fā)生影響相鄰區(qū)域、淹采區(qū)、淹井事故,為創(chuàng)造突水點(diǎn)后期注漿封堵治理靜水條件,故此在動(dòng)水條件下最短時(shí)間內(nèi)水閘墻快速施工控水技術(shù)是關(guān)鍵。在突水水量較大,巷道施工困難條件下,采用不刷擴(kuò)巷道、預(yù)埋管路、波羅因材料快速成型墻體、圍巖注漿等綜合技術(shù),實(shí)現(xiàn)水閘墻快速控水。

針對(duì)常規(guī)超高壓試驗(yàn)裝置加壓及卸壓過(guò)程中無(wú)法精確控制系統(tǒng)壓力脈動(dòng)變化、能源浪費(fèi)等問(wèn)題,在確保加壓介質(zhì)體積不變的情況下,通過(guò)對(duì)增壓器位移的閉環(huán)控制,達(dá)到調(diào)整介質(zhì)體積,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力的精確調(diào)節(jié)。解決了手動(dòng)卸壓、階梯卸壓等方式帶來(lái)的壓力控制不具重復(fù)性等問(wèn)題,為新研發(fā)的儀器設(shè)備進(jìn)行更接近實(shí)際工況的模擬壓力環(huán)境波動(dòng)的耐壓性能、疲勞壽命及可靠性等模擬測(cè)試提供了測(cè)試手段。

結(jié)合工程實(shí)際,介紹了高水位場(chǎng)地條件下抗浮錨桿施工工藝流程及關(guān)鍵技術(shù)。并對(duì)錨桿施工中噴砂冒水處理及底板防水技術(shù)進(jìn)行闡述。

使用改進(jìn)氣流法,對(duì)泡排劑pp-f13在高溫高壓條件下的發(fā)泡能力、穩(wěn)定性及攜液能力開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià).結(jié)果表明,高壓有利于泡沫性能,隨著壓力的增大,泡沫穩(wěn)定性顯著提高,20mpa的泡沫半衰期較常壓增幅為199.14％,并且壓力高于10mpa后,泡沫穩(wěn)定性提高幅度不大;而隨著溫度的增加,泡沫穩(wěn)定性大幅度降低.壓力與溫度對(duì)泡沫的發(fā)泡性影響都不大.穩(wěn)泡劑能夠改善泡排劑的高溫穩(wěn)定性,其中無(wú)機(jī)穩(wěn)泡劑sio2穩(wěn)泡能力優(yōu)于有機(jī)穩(wěn)泡劑hpam及cmc,適用于高溫氣藏條件.當(dāng)壓力10mpa、溫度120℃時(shí),含sio2復(fù)合泡沫體系的泡沫半衰期是相同條件下無(wú)穩(wěn)泡劑泡沫體系的3.59倍,達(dá)到1295s.高溫高壓動(dòng)態(tài)攜液實(shí)驗(yàn)表明,氣流速度較低時(shí),sio2穩(wěn)泡劑對(duì)泡排劑攜液能力作用小,但隨著氣流速度的增大,sio2復(fù)合泡沫體系攜液能力較無(wú)穩(wěn)泡劑泡沫體系有顯著提高.

冬瓜山主井是一條深達(dá)1120m的豎井,穿過(guò)多個(gè)含水層,井筒涌水量大,隨著井筒深度的增加,地溫也隨之升高.文章在介紹井筒地質(zhì)概況的基礎(chǔ)上,闡述了解決井筒掘砌施工、治水、通風(fēng)、降溫等技術(shù)問(wèn)題的作法.

聲子晶體是一種新的吸聲材料,研究了局域共振單元包覆層模量、厚度以及橡膠基體模量對(duì)聲子晶體共振吸聲頻率、吸聲系數(shù)的影響規(guī)律。在常壓及承壓條件下,包覆層模量越高,厚度越小,共振吸聲頻率越高,其規(guī)律符合共振頻率與包覆層模量、厚度之間的關(guān)系。隨著壓力的增加,聲子晶體的共振吸聲頻率均向高頻移動(dòng)。承壓條件下,包覆層模量較低的樣品低頻吸聲系數(shù)略高。包覆層厚度為2mm的樣品,常壓及承壓條件下低頻吸聲系數(shù)數(shù)值變化較小?；w橡膠模量對(duì)聲子晶體吸聲頻率和吸聲系數(shù)未見(jiàn)明顯影響。