反循环钻探工艺试验台的建立与测试装置的研究

简要介绍了反循环钻探工艺试验台的试验测试系统、数据采集系统、主要技术性能和技术参数、试验台主要设备、测试装置的研制情况以及计算机自动数据检测效果。     

15000Nm钻机试验台测试系统设计与应用

由于煤矿坑道钻机钻进能力的提高,原有的钻机试验台已不能满足测试转矩超过6 000 Nm钻机的需要,为此,新建了煤矿坑道钻机试验台。新系统包括硬件和软件2部分,其最大测试转矩达到15 000 Nm,最大给进力/起拔力达到300 kN;采用智能化仪器,减少了计算量,提高了工作效率;软件系统具有扩展性强、复用性高、可进行灵活控制的特点;系统具有断电保护功能。新测试台与原试验台的比对试验表明,2个试验台得出的结果一致。     

全液压钻机油路板试验台设计及应用

为保证螺纹插装式油路板加工质量的可靠性,设计油路板试验台。试验台由数据采集控制系统和液压系统两部分组成。通过研究油路板单向阀泄漏量对压力损失和马达转速的影响规律,并对液控单向阀反向泄漏量分别进行自动和手动测试,验证了试验台测试结果的有效性和准确性,这为评估全液压钻机关键零部件加工质量、优化钻机液压系统设计提供了参考依据。      

车装钻机试验台的研建

合理选择试验台的检测项目、测量参数及其范围，是试验台能否研建成功的关键。在确定试验台主要参数测量精度时，除依据产品技术条件的标准要求外，还应全面考虑检测手段的先进性和经济性。着重介绍了试验台机械加载系统和微机检测系统的基本结构、工作原理及其对钻机实际检测的效果。     

三维注浆模型试验系统研制及应用

为研究注浆扩散规律和加固机制,研制了三维注浆模型试验系统,该系统由承载试验台、伺服稳压供水单元、注浆单元、多元信息监测单元及图像采集单元组成。该系统主要功能包括不同岩体介质中参数灵活可调的多孔注浆、多序次注浆模拟试验及被注岩体内部物理场信息实时采集,其主要优势体现在：（1）试验腔设计为组合桶式结构,密封性强,拆卸方便,利于注浆加固体细部研究;（2）多腔气动联合控制水压加载方式可提供持续稳压的地下水环境;（3）多元信息并行实时监测系统可同时采集被注岩体内不同空间位置的总压力、孔隙水压力及位移等信息,实现注浆过程中物理参量时空变化规律的研究。利用该试验系统进行黏土介质单孔注浆和多孔分序次注浆模拟试验,获得注浆压力p变化特征及土体内部力学响应规律：p - t曲线呈多个波峰-波谷旋回,表征劈裂注浆为主的加固模式;注浆荷载作用下,总压力、孔隙水压力、有效应力与注浆压力基本同步变化,注浆结束点达到峰值,其后开始衰减并逐渐趋于稳定;与单孔注浆相比,多孔、多序次注浆可显著提高土体有效应力,黏土逐渐压缩固结,力学性质改善。试验表明,黏土介质以劈裂注浆为主,不同序次浆脉间接触关系复杂,可划分为剪切劈裂、原位顺层劈裂及入侵劈裂3种基本模式;采用多孔、小注浆速率试验方法,可减小围岩扰动,增大注浆量及土体压缩固结程度,提高注浆加固效果。研究成果对揭示黏土介质注浆机制具有一定的科学价值。     

新型数控岩石节理剪切渗流试验台的设计与应用

岩石节理的应力渗流耦合性质对工程结构稳定性的影响普遍存在于各种岩体工程中,而进行岩石节理的室内剪切-渗流耦合试验,是一种有效的研究手段。采用新型数控岩体节理剪切渗流耦合试验台,应用全数字伺服控制系统,实现了对试验进程的平稳控制以及试验数据的多路同步实时采集和处理;通过剪切盒的精细设计,提高了剪切盒可承受的渗透压力值,并保证试验过程密封性能良好的同时实现了柔性边界条件。在恒定渗透压力作用下,分别进行了不同边界条件下的剪切渗流耦合试验,试验结果验证了该试验装置的可靠性和实用性,将能为岩体工程的合理设计提供有效数据依据。该试验台可以应用于地下核废料储存、水利水电地下洞室、水下隧道、采矿等工程有关问题的研究中。     

深孔膨胀套管护壁技术研究

深孔膨胀套管护壁技术研究的主要创新性的成果包括：建立了膨胀套管成形力学模型和计算公式,对膨胀套管有限元仿真模拟及分析,研制了膨胀试验台架、膨胀器、膨胀套管悬挂系统、扩孔钻头,经过室内试验取得了大量数据。结合地质钻探特点,研究出经济有效的膨胀套管联接方式。将所研制的膨胀套管系统进行野外下孔试验,取得了大量试验数据。     

LSZ——Ⅰ型三联式应力——应变三轴剪切(预压)仪简介

一、仪器用途: 该仪器三只压力室与加压系统联成一组试验台,可同时进行三个试样的预压固结和应力,应变剪切试验,也可作无侧限抗压强度试验,对淤泥质粘性土作固结排水剪和测定静弹性模量试验及非线性模型试验更为适用。     

冰硬度试验台设计与试验

极地冰层硬度特性对铠装电缆电动机械取心钻具反扭装置设计和使用具有重要意义。针对冰层特殊的物理性质,结合材料硬度测试原理,设计了一套可在模拟极地冰层低温条件下测量冰硬度特性的硬度试验台。该试验台由低温冷柜、硬度测试台和数据采集及控制系统3部分组成,其中,数据采集及控制系统隔离在常温环境中,降低了元器件对环境温度的要求。利用该试验台对硬度压头压入冰层的压力和深度进行数据检测,换算得到相应的硬度值。对设计的试验台进行初步实验表明,该试验台工作状态良好,数据准确,可满足对低温材料硬度特性的检测。     

均匀设计在室内大型注浆试验研究中的应用

介绍了均匀设计试验方法的特点及优越性，利用试验点在试验范围内的均匀分布，能大大减少试验次数且获得较好的试验效果。将均匀设计方法引入到注浆试验研究中，并对试验进行了详细设计，实践表明，均匀设计试验法是一种有效、可靠的试验设计方法。     

坑道钻机性能试验台模糊控制系统的研究

论述了钻机性能参数测试台模糊控制的理论基础;介绍了坑道钻机检测检验试验台测控模糊控制系统的原理、组成、性能指标、测试参数、抗干扰设计以及运行情况;分析了钻探测控模糊控制应用技术的发展前景。     

可移式多功能微机自动控制钻进实验台的研建

在总结原有的微机自动控制实大钻实验台和微机自动控制模拟微钻实验台研建经验的基础上,运用多项先进技术和最新研究成果,成功地研建了一套“可移式多功能微机自动控制钻进实验台”。介绍了实验台的研建过程及实验效果。     

钻机性能参数测试系统的研制

简要介绍了新研制钻机性能试验装置的测试技术方法、构成,测试试验台架、加载装置、加载控制器、测试控制系统等。     

煤矿坑道钻机性能检测试验台

介绍了一种煤矿坑道钻机性能检测试验台的功能及组成,经过两年多200余台各型坑道全液压钻机的检测运行,表明这种检测试验台具有结构简单,功能多样,测试直观,数据可靠,操作方便等特点。      

多参数液动潜孔锤测试平台的研究

液动冲击回转钻进技术现已广泛应用于地质勘探领域,但在石油、地热、煤层气等其他钻井领域应用还较少。原因之一是现有的液动潜孔锤正常工作所需泵量和泵压与输出冲击功和冲击频率难以适应上述钻井领域的要求。针对这一问题,分析了冲击功与冲击力的关系,利用压电石英传感器测定液动潜孔锤的冲击功,并研制了多参数液动潜孔锤测试平台,探索液动潜孔锤结构参数对其输入、输出性能参数的影响,以适应不同领域钻井技术的要求。新研制的液动潜孔锤测试平台由数据采集和处理模块、循环动力模块和机械固定模块3个主要模块组成,实现了在尽可能不破坏液动锤结构的前提下对其输出冲击功、冲击频率及泵量、上下腔压力、背压等多个参数进行实时动态监测,进而开展液动潜孔锤理论研究,进一步提高其研究水平和适用领域。     

上海市地面沉降监测标的设计原理与施工技术

介绍上海市地面沉降监测标的设计原理、演变优化过程和施工技术特点、应用探矿工程技术将不同埋深地层的标高引至地面进行联测而设计施工的特殊钻孔结构。历经数十年的探索与实践,建立起３２座由一个基岩标和若干个分层标组成的监测站,形成上海市地面沉降监测系统,准确及及时地反映上海市软土地层的沉降状况。     

隧道衬砌渗漏水病害模型试验系统的研制及应用

随着我国隧道通车里程与运营时间的不断增长,越来越多的隧道进入病害高发期,地下水是导致隧道病害最为严重的因素之一,容易诱发衬砌发生渗漏水等病害,为研究隧道衬砌渗漏水病害发生机制,研制了三维地质力学模型试验系统,开展了不同埋深条件下隧道衬砌渗漏水病害模型试验研究。该系统由可拓展模型试验台架、地应力模拟加载装置、地下水模拟加载装置、多场信息实时监测装置和衬砌渗漏水实时量测装置等组成,利用油压千斤顶和多功能加载水泵,采用分级加载方式可对隧道不同埋深进行模拟。将该系统应用于隧道衬砌渗漏水病害模型试验研究,通过对渗漏水量、渗压和位移等信息进行分析,揭示了不同埋深条件下穿越交叉断层隧道衬砌渗漏水病害的演化规律,并对堵排结合治理方案进行了初步研究,验证了排水对降低衬砌渗漏水量的积极作用,试验结果与运营期开元隧道衬砌渗漏水病害工程实例吻合良好,证明该系统稳定可靠,其研究方法及结果可为相关工程提供一定的参考。     

The BLAST-CODE model - A Computer-Aided Bench Blast Design and Simulation System

Blast design is a critical factor dominating fragmentation and cost of actual bench blasts. However, due to the varying nature of rock properties and geology as well as free surface conditions, reliable theoretic formulae are still unavailable at present and in most cases blast design is carried out by personal experience. As an effort to find a more scientific and reliable tool for blast design, a computer-aided bench blast design and simulation system, the BLAST-CODE model, is developed for Shuichang surface mine, Mining Industry Company of the Capital Iron and Steel Corporation Beijing. The BLAST-CODE model consists of a database representing geological and topographical conditions of the mine and the modules Frag + and Disp + for blast design and prediction of resultant fragmentation and displacement of rock mass. The two modules are established in accordance with cratering theory qualitatively and modified quantitatively by regression of the data collected from 85 bench blasting practices conducted in 3 mines of the Shuichang surface mine. Blasting parameters are selected based upon quantitative and comprehensive evaluation on the effect of the factors such as rock properties, geology, free surface conditions and detonation characteristics of the explosive products in use. In order to ensure practicality and reliability of the system, the BLAST-CODE model allows automatic adjustment to the selected parameters such as burden B and spacing S as well as explosive charge amount Q of any blasthole under irregular topographic and/or varying blastability conditions of the rock mass to be blasted. Simulation of the BLAST-CODE model includes prediction of fragmentation and displacement that are demonstrated in terms of swell factor, characteristic rock size x c and size distribution coefficient n by Rossin-Ramler's equation, and 3-dimentional muck pile profile. The BLAST-CODE model also permits interactive parameter selection based on comparison of the predicted fragmentation and displacement as well as the cost for drilling, explosives, and accessories until the most effective option can be selected.