高放废物处置坑小直径盲井掘进机预选刀具破岩性能对比分析

1

作者 王鹏超 殷丽君 +2 位作者 龚秋明 马洪素 马函 《世界核地质科学》 CAS 2024年第4期792-804,共13页

盲井掘进机是处置坑开挖的常用设备,刀具的合理设计与布置是其高效掘进的关键。北京工业大学TBM与盾构课题组针对北山高放废物处置坑小直径盲井掘进机预选了11英寸(279 mm)双排锥齿滚刀和双排镐齿滚刀两种刀型。本研究应用两种预选刀型... 盲井掘进机是处置坑开挖的常用设备,刀具的合理设计与布置是其高效掘进的关键。北京工业大学TBM与盾构课题组针对北山高放废物处置坑小直径盲井掘进机预选了11英寸(279 mm)双排锥齿滚刀和双排镐齿滚刀两种刀型。本研究应用两种预选刀型对北山花岗岩试样进行线性切割破岩试验,对比分析两种刀型的滚刀力、破岩比能、岩片分布、振动特征和岩下损伤特性等指标。试验结果表明:锥齿滚刀在相同贯入度下的破岩法向力和振动强度小于镐齿滚刀,锥齿滚刀破岩效率整体上更高,并且锥齿滚刀破岩产生的贯通裂纹发育也更为显著。综合比较分析认为锥齿滚刀破岩性能更优,推荐采用预选的双排锥齿滚刀进行北山处置坑小直径盲井掘进机刀盘布置。本研究还可为盲井掘进机刀盘与推进系统设计及施工运行参数优化提供参考。 展开更多

关键词 锥齿滚刀 镐齿滚刀 小直径盲井掘进机 处置坑 北山花岗岩

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磷矿通风井反井施工技术研究及应用 被引量：1

2

作者 李俊峰 《建井技术》 2024年第1期10-14,共5页

贵州福麟矿业有限公司新桥磷矿山二号井回风竖井工程采用了反井钻机钻井法施工,反井钻机一次扩孔成井直径为3.5 m。通过对矿方提供的地质检查孔岩心资料进行分析,研究计算了在该地层条件下反井钻机扩孔拉力和扭矩等工作参数,并最终选择... 贵州福麟矿业有限公司新桥磷矿山二号井回风竖井工程采用了反井钻机钻井法施工,反井钻机一次扩孔成井直径为3.5 m。通过对矿方提供的地质检查孔岩心资料进行分析,研究计算了在该地层条件下反井钻机扩孔拉力和扭矩等工作参数,并最终选择了TSJ-2000型水源钻机与BMC400型反井钻机结合的技术方案来进行导孔和一次扩孔成井。在施工过程中克服了缺乏类似项目经验以及缺少岩层发育资料等实际困难,确保顺利完成了井筒贯通,使得井筒偏斜率控制在0.3%以内。实践证明,在该磷矿回风竖井工程中采用反井钻机施工大直径竖井开挖是可行的,并为此类大直径竖井开挖项目提供了宝贵经验。 展开更多

关键词 磷矿 大直径 竖井施工 反井钻机 一次成井

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基于重力排渣的大直径井筒钻掘技术与工艺体系研究 被引量：9

3

作者 刘志强 宋朝阳 +4 位作者 程守业 荆国业 赵钧羡 陈云 赵立克 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期272-282,共11页

井筒是井工法矿物开采和地下空间开发利用的关键工程,对于拟建井筒下部具备生产系统的有利条件,采用重力排渣的大直径井筒钻掘技术是重要的发展方向之一。针对吊桶式上排渣技术存在的排渣不连续、掘进效率低,且难以与破岩工序协同作业... 井筒是井工法矿物开采和地下空间开发利用的关键工程,对于拟建井筒下部具备生产系统的有利条件,采用重力排渣的大直径井筒钻掘技术是重要的发展方向之一。针对吊桶式上排渣技术存在的排渣不连续、掘进效率低,且难以与破岩工序协同作业等难题,探索改变凿井工作面的排渣方式,采用重力排渣工艺可提高凿井效率,即通过预先建立连接拟建井筒上下水平的小直径导井,或上水平施工条件不具备时在井筒下水平直接上向钻进导井,破碎岩渣在重力作用下直接掉落至下水平,再利用装载和运输设备进行装运排渣。首先论述了机械破岩钻井流体正循环和反循环上排渣技术工艺的适用性和局限性,提出了基于依靠岩渣自重进行重力排渣的工艺,分析了大直径井筒反井钻井、直接上向反井钻井、导井式竖井掘进机等机械破岩重力排渣技术的发展现状,凝练了基于重力排渣的机械破岩钻井技术现阶段面临的硬岩破碎、钻具稳定可靠、钻井偏斜控制、智能钻进等难题,系统梳理了导孔钻进、导井钻进、钻爆扩大、反井正钻扩大、反井钻机一次扩大和导井式井筒掘进机扩大等技术工艺及装备,构建了不同工序组合的综合成井工艺体系。基于重力排渣的机械破岩凿井技术,将继续在煤矿、金属矿山、水电、交通等领域大直径井筒建设中发挥重要作用,并为无人化、机械化和智能化井筒建设技术发展提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 井筒 机械破岩 重力排渣 反井钻机 井筒掘进机 大直径井筒

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复合地层小直径隧道掘进机掘进速度区间预测 被引量：1

4

作者 杨耀红 韩兴忠 +2 位作者 张智晓 刘德福 孙小虎 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第34期14638-14650,共13页

合理准确预测隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)的掘进速度是实现TBM智能化控制的关键问题之一,复合地层小直径TBM施工的不确定性较常规地质条件更强,而传统预测方法对施工过程的不确定性考虑不足。在此通过引入区间预测方法,提出... 合理准确预测隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)的掘进速度是实现TBM智能化控制的关键问题之一,复合地层小直径TBM施工的不确定性较常规地质条件更强,而传统预测方法对施工过程的不确定性考虑不足。在此通过引入区间预测方法,提出基于4种不同Bootstrap方法结合KELM-ANN模型的TBM掘进速度区间预测模型,并以南水北调安阳输水隧洞工程为例,选取142组工程实测数据验证区间预测模型的有效性。研究结果表明:基于Rademacher分布建立的模型预测结果优于其他3种方法,不仅可以得到较好的点预测结果,还可以构造出较为清晰可靠的区间将掘进速度实测值完全包络在内;随着置信水平的提高,区间可容纳的不确定性和风险也逐渐上升,通过变化区间宽度,能较好地量化和解释TBM施工过程中的不确定性因素对掘进速度的影响。研究结果可为TBM掘进性能预测和掘进参数优化提供参考。 展开更多

关键词 复合地层 小直径隧道掘进机(tunnel boring machine TBM) 掘进速度 区间预测 BOOTSTRAP方法 核极限学习机(kernel based extreme learning machine KELM) 神经网络

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大直径大坡度连续超小半径转弯TBM关键技术研究及应用 被引量：2

5

作者 王鹏星 贺飞 +1 位作者 宁向可 僧雄飞 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第9期1614-1622,共9页

为解决抽水蓄能电站交通洞、通风洞开挖断面大、水平转弯半径小、纵坡坡度大且变化频繁,常规TBM无法施工的难题,以抚宁抽水蓄能电站交通洞和通风洞为背景,分析大直径、超小半径转弯、大坡度隧洞采用TBM施工的重难点,从整机方案选型、关... 为解决抽水蓄能电站交通洞、通风洞开挖断面大、水平转弯半径小、纵坡坡度大且变化频繁,常规TBM无法施工的难题,以抚宁抽水蓄能电站交通洞和通风洞为背景,分析大直径、超小半径转弯、大坡度隧洞采用TBM施工的重难点,从整机方案选型、关键部件设计、出渣方式创新等方面入手,设计一种大直径大坡度超小半径转弯TBM。实践证明:1)在抽水蓄能电站进厂交通洞和通风洞采用大直径超小半径转弯TBM施工切实可行,且具有施工效率高、环境破坏小、绿色低碳等优点;2)采用双护盾主机并结合锚喷支护形式创新集成设计的TBM能够适应大直径超小半径转弯工况;3)在双护盾TBM的支撑盾上集成设计钢筋排存储系统方案可行;4)“旋转栈台+胶轮自卸车”的出渣运输体系能够解决大坡度、连续多次超小半径转弯工况下TBM出渣及物料运输难题,且施工成本相对较低,故障率相对较少,但其影响TBM掘进速度,出渣时阻碍物料运输及人员通行,不利于文明施工;5)在连续超小半径转弯、大坡度工况下采用组合式皮带机出渣的方案是可行的,且组合式皮带机出渣方案在提高TBM掘进速度方面具有突出的优势,但其皮带跑偏调整技术和“多级控制、顺序启停”的控制系统有待进一步研究。 展开更多

关键词 大直径TBM 大坡度 超小半径转弯 抽水蓄能电站 出渣运输 “组合式”皮带机

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超大直径全断面竖井掘进机分级开挖刀盘结构设计及应用 被引量：1

6

作者 刘在政 柯威 +3 位作者 姚满 暨智勇 文中保 阳旭 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第6期1057-1064,共8页

为了匹配掘进机驱动系统的国产化、通用化,降低制作难度,缩短生产工期,开发出一种采用常规动力系统且能满足驱动要求的超大直径全断面竖井掘进机分级开挖刀盘。依托国内某竖井项目工程,基于分级开挖的设计方法,研制出一种采用5.3 m主轴... 为了匹配掘进机驱动系统的国产化、通用化,降低制作难度,缩短生产工期,开发出一种采用常规动力系统且能满足驱动要求的超大直径全断面竖井掘进机分级开挖刀盘。依托国内某竖井项目工程,基于分级开挖的设计方法,研制出一种采用5.3 m主轴承驱动、直径21.85 m内嵌滑动刀箱的分级开挖刀盘。该分级开挖刀盘通过滑动刀箱上下伸缩控制滚刀位置高度的变化,使每一次破岩只有部分滚刀参与,达到降低刀盘掘进时所需的转矩和功率的目的。在实际工程应用中,刀盘掘进转矩小于17000 k N·m,最大日进尺为1.8 m,平均日进尺约为1 m,刀盘应用效果较好。最后,根据实际应用效果指出分级刀盘设计存在的不足和需要改进的地方。 展开更多

关键词 超大直径竖井掘进机 全断面开挖 分级开挖刀盘 结构设计

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李家壕煤矿大直径反井钻井施工工艺研究 被引量：1

7

作者 周明 马灵姬 《建井技术》 2023年第5期23-26,共4页

根据李家壕煤矿的地质水文特点,采用大直径反井钻井施工工艺对李家壕煤矿大直径立井进行了施工,钻井设备选用北京中煤矿山工程有限公司研制的BMC600型反井钻机。从李家壕煤矿井筒、巷道、硐室的具体情况出发,选择反井钻机的配套设施,针... 根据李家壕煤矿的地质水文特点,采用大直径反井钻井施工工艺对李家壕煤矿大直径立井进行了施工,钻井设备选用北京中煤矿山工程有限公司研制的BMC600型反井钻机。从李家壕煤矿井筒、巷道、硐室的具体情况出发,选择反井钻机的配套设施,针对井下施工的难点,提出大直径反井钻井施工工艺相应的解决办法,探索出一条适用于李家壕煤矿大直径反井钻井施工的工艺路线。 展开更多

关键词 大直径立井 反井钻井施工 BMC600型反井钻机 井下施工

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煤矿大直径风井反井钻井法施工技术 被引量：10

8

作者 汪船 《煤炭工程》 北大核心 2010年第10期25-27,共3页

为了实现王台铺煤矿1#辅助回风立井的安全、快捷、经济施工,根据该立井的地质结构特点,采用反井钻井法施工技术,研究了反井钻井法的施工方法、施工工艺。实践表明,利用新型反井钻机施工煤矿大直径风井的成功经验值得借鉴。

关键词 大直径风井 反井钻井法 施工技术

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大直径反井钻机及反井钻进技术 被引量：51

9

作者 刘志强 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2008年第11期1-3,共3页

为了满足煤矿快速建设采区风井需要,大直径反井钻机研制和反井钻井施工技术需进一步发展。针对大直径反井钻机技术关键,对大直径反井钻机技术参数、主机系统和钻具系统进行分析说明。介绍了国内大直径反井钻机开发研制情况,并给出工程... 为了满足煤矿快速建设采区风井需要,大直径反井钻机研制和反井钻井施工技术需进一步发展。针对大直径反井钻机技术关键,对大直径反井钻机技术参数、主机系统和钻具系统进行分析说明。介绍了国内大直径反井钻机开发研制情况,并给出工程实例。 展开更多

关键词 反井钻机 反井钻进 风井 大直径井

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大直径深反井施工新技术 被引量：34

10

作者 荆国业 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第8期66-68,共3页

介绍了新型反井施工的详细工艺,在介绍各工序时引入定向钻进、新型反井钻机、竖井掘进机、滑模等与反井施工相关的新技术,最后介绍了这些新技术在煤矿井筒施工的应用实例,为大直径深井筒施工方案选择提供参考。

关键词 反井钻机 大直径深井 新技术 定向钻进 竖井掘进机

原文传递

超大直径竖井全断面掘进机施工地层扰动规律 被引量：2

11

作者 冯东林 刘飞香 +2 位作者 吴怀娜 刘在政 姚满 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第8期42-49,共8页

超大直径全断面竖井掘进机施工过程中刀盘推力会使围岩受到剧烈扰动。针对竖井掘进机施工过程进行数值模拟,探明不同围岩条件下的机—岩相互作用,围岩应力、位移场及塑性区的分布及演化规律。结果表明:围岩应力受开挖深度、围岩条件和... 超大直径全断面竖井掘进机施工过程中刀盘推力会使围岩受到剧烈扰动。针对竖井掘进机施工过程进行数值模拟,探明不同围岩条件下的机—岩相互作用,围岩应力、位移场及塑性区的分布及演化规律。结果表明:围岩应力受开挖深度、围岩条件和离刀盘开挖面的距离影响,刀盘盾体与井筒结构交界处、刀盘开挖面边缘及刀盘内圈会出现应力集中现象;强风化围岩条件下围岩径向变形最大值为7.33 mm,距离竖井1D(D为竖井直径)掘进施工扰动影响可忽略;围岩塑性区范围随着围岩条件的劣化和开挖深度的增长呈扩张趋势;先导掘进装置盾体对开挖面内圈岩体形成约束,刀盘切削挤压岩体时被约束的岩体应力集中,导致内圈刀盘磨损及所需切削扭矩和推力比其他部位更大。 展开更多

关键词 竖井掘进机 大直径竖井 数值模拟 围岩变形 塑性区

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我国大直径井筒机械破岩钻井技术与装备新进展 被引量：31

12

作者 刘志强 宋朝阳 《建井技术》 2022年第1期1-9,共9页

目前以钻孔爆破破岩为主的地下工程井筒施工,形成了伞形钻架钻孔、人工装药、抓岩机装岩、吊桶提升、整体模板砌壁的短段掘砌的普通凿井方法,然而爆破破岩凿井法存在作业工序不连续、作业人员多、职业伤害严重等问题,普通凿井法工序繁杂... 目前以钻孔爆破破岩为主的地下工程井筒施工,形成了伞形钻架钻孔、人工装药、抓岩机装岩、吊桶提升、整体模板砌壁的短段掘砌的普通凿井方法,然而爆破破岩凿井法存在作业工序不连续、作业人员多、职业伤害严重等问题,普通凿井法工序繁杂,难以向无人化和智能化方向发展,亟需突破由不连续的爆破破岩向连续的机械破岩技术转变,实现以机械破岩为基础的安全、高效、绿色、智能化凿井。首先梳理了地下矿物资源开发与地下工程中井筒建设现状,阐述了直径8.5 m竖井钻机钻井、坚硬岩石地层直径4.5 m和软岩地层直径6.0 m的反井钻机钻井、直径5.8 m导井式下排渣竖井掘进机钻井、直径7.83 m机械式上排渣竖井掘进机钻井、直径12.8 m沉井式竖井掘进机钻井和斜井硬岩全断面掘进机钻井等机械破岩装备钻井技术发展与工程实践,提出了机械破岩凿井存在的问题及未来发展方向。 展开更多

关键词 建井技术 机械破岩 竖井钻机钻井 反井钻机钻井 竖井掘进机凿井

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磷矿大直径暗立井反井施工技术 被引量：10

13

作者 高峰 荆国业 《建井技术》 2018年第1期6-10,共5页

贵州开阳磷业有限公司沙坝土矿南翼回风暗立井工程,采用BMC600型反井钻机施工,5m直径一次成井。该工程为国内首次井下采用反井钻机直接扩刷5m直径井筒,也是国内非煤矿山领域首次进行直径5m的反井施工;施工中克服了狭小巷道内的设备运输... 贵州开阳磷业有限公司沙坝土矿南翼回风暗立井工程,采用BMC600型反井钻机施工,5m直径一次成井。该工程为国内首次井下采用反井钻机直接扩刷5m直径井筒,也是国内非煤矿山领域首次进行直径5m的反井施工;施工中克服了狭小巷道内的设备运输和安装、5m大直径扩孔钻头井下组装、磷矿地层钻具适用性以及电气控制系统改造等多项技术难题,保证了工程顺利施工。工程施工效率高,最终成井效果良好,为我国非煤矿山领域大直径反井施工提供了经验。 展开更多

关键词 磷矿 暗立井 反井施工 大直径反井钻机

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煤矿暗立井反井钻机一次成井和钢板-混凝土支护技术

14

作者 周水生 程守业 +1 位作者 朱翔 马奕博 《建井技术》 2018年第4期1-4,共4页

反井钻机钻井法已成为我国立井施工中的主要工法之一,广泛应用于地下工程建设领域,具有机械化破岩、效率高、质量好的特点。内钢板-素混凝土井壁,可充分发挥2种材料的强度,达到提高结构整体支护能力的目的。内钢板-素混凝土井壁支护方... 反井钻机钻井法已成为我国立井施工中的主要工法之一,广泛应用于地下工程建设领域,具有机械化破岩、效率高、质量好的特点。内钢板-素混凝土井壁,可充分发挥2种材料的强度,达到提高结构整体支护能力的目的。内钢板-素混凝土井壁支护方法结合反井钻机施工,可实现井下无人作业,施工安全;且具有装配式施工、机械化施工等优点,使机械化施工程度更高,进一步丰富了反井钻井施工工艺。该项技术已在安徽淮南张集煤矿得到成功应用,取得了良好的效果。 展开更多

关键词 暗立井 反井钻机 一次成井 单内钢板素混凝土复合井壁

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水电工程大直径反井钻机一次扩孔成型施工技术的应用 被引量：6

15

作者 汤正 于见水 许峰 《建井技术》 2022年第3期34-38,共5页

云南以礼河四级电站复建工程2#引水竖井采用大直径反井钻机一次扩孔成型施工技术,成功钻进直径4.5 m井筒,改变了水电工程以往开挖大直径井筒使用反井钻机先钻小井,再由上向下刷大井筒的模式。实践证明,该施工技术安全、可靠、效率高、... 云南以礼河四级电站复建工程2#引水竖井采用大直径反井钻机一次扩孔成型施工技术,成功钻进直径4.5 m井筒,改变了水电工程以往开挖大直径井筒使用反井钻机先钻小井,再由上向下刷大井筒的模式。实践证明,该施工技术安全、可靠、效率高、经济性好,对大直径反井钻机一次扩孔成型施工技术在水电行业中的推广应用具有指导性的意义,为以后水电站竖井设计和施工提供了新的思路。 展开更多

关键词 引水竖井 大直径 反井钻机 一次扩孔成型

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反井钻机表土层小井灌浆施工技术的研究

16

作者 范新民 《中国煤炭》 北大核心 2009年第8期67-68,80,共3页

介绍了西山矿区反井钻机的应用现状及工程地质概况,阐述了马兰煤矿反井钻机表土层小井灌浆的施工技术方案及其工艺,结果表明,用人工小井开挖表土层灌浆固结护壁法,成功解决了反井钻机施工表土层、砾石层的技术难题。

关键词 反井钻机 小井灌浆施工技术 马兰煤矿

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反井钻机在通风行人井掘进中的应用

17

作者 孙杰 《黄金》 CAS 2021年第12期42-45,共4页

反井钻机具有对围岩破坏小、安全高效、劳动强度低等优点,被广泛应用于高度大于60 m的天井掘进中。针对苏尼特金曦矿业公司毕力赫矿提升和运输系统具备运输大直径刀盘的条件,采用反井钻机施工通风行人井。详细介绍了钻机的选型和施工工... 反井钻机具有对围岩破坏小、安全高效、劳动强度低等优点,被广泛应用于高度大于60 m的天井掘进中。针对苏尼特金曦矿业公司毕力赫矿提升和运输系统具备运输大直径刀盘的条件,采用反井钻机施工通风行人井。详细介绍了钻机的选型和施工工艺过程。工程应用表明:采用反井钻机施工高度超过60 m,直径大于2.0 m的通风行人井具有快速高效、安全可靠等优点,降低了劳动强度,且对围岩影响较小。施工效果较好,可在同类型矿山竖井掘进中推广应用。 展开更多

关键词 大直径 反井钻机 通风行人井 设备选型 施工工艺

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