深部岩石破碎方法
坚硬岩层中深基坑开挖静力破碎施工方法
坚硬岩层中深基坑开挖静力破碎施工方法深基坑开挖是城市建设中常见的一项工程，然而，对于坚硬岩层中的深基坑开挖来说，由于其材料的特殊性，传统的开挖方法存在着一定的困难，因此需要采用一种特殊的施工方法，即静力破碎施工方法。
静力破碎施工方法主要适用于爆破影响范围较小、周围环境要求较高、基坑深度大、岩层硬度高的情况下。
该方法主要是通过超高压水流对岩层进行破碎，从而达到开挖的目的。
首先，进行深基坑静力破碎施工前，需要进行详细的岩土勘察和基坑设计，以确定岩层性质和岩层厚度。
根据这些信息，确定施工方案，包括超高压水流的喷射方向、角度和位置等。
接下来，进行静力破碎施工时，首先需要挖掘基坑上部的土体，露出岩层。
然后，利用钻机对岩层进行定位打孔，孔距和孔径要按实际情况合理设置。
打孔完成后，需要进行清孔，将孔内的碎岩清除干净，以防止堵塞。
之后，将超高压水射入孔洞中进行破碎。
由于岩层的硬度较高，压力要超过岩石的抗压强度才能实现破碎。
在施工中，需根据岩层的硬度和厚度来调整水压的大小，以保证破碎效果。
静力破碎施工过程中需要确保施工现场的安全。
在进行超高压水射入前，需要对基坑四周进行边坡支护，以防止岩层的坠落。
在施工过程中，必须戴好安全帽，并确保施工区域无人停留。
当出现异常情况时，需要立即停工，并采取相应的安全措施。
静力破碎施工完成后，需对开挖段进行检查与评估，确定是否满足规范的要求。
在满足要求的情况下，可以进行下一步的开挖工作。
在深基坑开挖结束后，需要进行基坑沉降观测，以确保周围环境的稳定和安全。
总结来说，“坚硬岩层中深基坑开挖静力破碎施工方法”是一种针对坚硬岩层的特殊施工方法。
通过超高压水流的破碎作用，实现坚硬岩层的开挖。
然而，在实施施工前，需要进行详细的勘察和设计，同时在施工过程中要注意安全措施的落实。
只有这样，才能确保深基坑开挖的顺利进行，并达到预期的效果。
山体岩石破除施工方案
山体岩石破除施工方案随着城市化进程的加快，越来越多的城市需要进行基础设施建设和城市改造。
而山体地形是城市建设中不可避免的难题之一。
在山体地形中，常常会存在着岩石、土石方等障碍物，这些障碍物会在建设过程中成为阻碍。
因此，山体岩石破除施工方案的制定显得尤为重要。
破除方法在实践中，可以采用如下几种方法破除山体岩石。
机械破除机械破除是最为常见的一种方式，主要通过使用挖掘机等重型机械设备进行破除。
这种方法可以快速高效地将大块的岩石破碎掉，以便进行后续的工程建设。
但是，机械破除可能会对周围环境造成一定的影响，需要谨慎使用。
气压破除气压破除是利用气体高压形成的冲击波对岩石进行破坏的方法。
这种方式相对机械破除而言比较节约能源，对环境的影响也比较小。
但是，气压破除需要精确控制操作，否则可能会对周围的建筑、道路等设施产生影响。
爆破破除是一种使用爆炸物产生爆破能量来破坏岩石的方法。
这种方式能够快速、高效地破除大块岩石，但是使用爆炸物需要格外谨慎。
爆炸产生的冲击波会对周围建筑和人员造成影响，需要进行严格的安全管控。
技术路线下面是一个常见的山体岩石破除施工技术路线：1.对山体岩石进行勘查，了解具体破除难度。
2.根据实际情况选用机械破除、气压破除、爆破破除等破除方法。
3.制定详细的施工方案，明确破坏范围、工期等关键信息。
4.开始破除工程，同时对周围环境、施工现场等进行安全管控。
5.在破除过程中不断进行现场监测，确保施工过程中不发生意外情况。
6.完成破除后进行清理工作，恢复周围环境，确保施工不对生态环境产生不良影响。
在进行山体岩石破除之前，必须要牢记安全第一。
以下几点是需要特别注意的安全措施：1.确定破坏范围，对周围环境进行合理划分，以免破坏了周围的建筑、道路等。
2.严格按照操作规程进行施工，不得随意修改工艺流程。
3.破除之前对施工现场进行详细检查，确保没有人员、设备等危险物品。
4.在施工过程中设置必要的警示标识，并对周围的行人和交通车辆进行及时引导。
岩石破碎施工方案
岩石破碎施工方案岩石破碎施工方案一、前期准备工作：1. 制定施工方案：根据岩石的性质、密度、硬度等情况，制定具体的岩石破碎施工方案，包括使用的破碎设备、施工工艺和安全措施等。
2. 检查周围环境：检查周围环境，确保无潜在的安全隐患，如建筑物、管道等，确保施工过程中不会对周围环境造成影响。
3. 准备破碎设备：准备好必要的破碎设备，如破碎机、钻孔机、钻头等，确保设备齐全且良好运行。
二、岩石钻孔：1. 确定钻孔点位：根据施工方案和场地情况，确定钻孔点位，并在预定的位置进行标注。
2. 钻孔机操作：使用钻孔机进行钻孔，根据岩石的硬度和密度等情况，选择合适的钻头仔细操作，并及时清理钻孔孔底的碎石。
三、装载炸药：1. 确定药包量及布置：根据岩石的性质和厚度，合理确定药包量，并按照规定的布置方式将炸药包装入岩石钻孔中。
2. 安全措施：在安装炸药的过程中，必须严格遵守安全操作规程，穿戴防护装备，确保安全生产。
四、引爆炸药：1. 布线连接：将炸药按照规定的方法进行布线连接，确保引爆的可靠性和准确性。
2. 安全警示：在进行引爆前，必须向周围人员做好安全警示，确保无人员靠近爆破现场。
3. 引爆炸药：通过电火花或其他合理方法引爆炸药，确保爆破的顺利进行。
五、岩石破碎与清理：1. 爆破后清理：在岩石破碎后，进行现场清理，清除岩石碎块，确保施工场地的通畅。
2. 碎石运输：将岩石碎块运送至指定的地点，如破碎机或填埋场等。
3. 破碎细化：如有需要，对较大的岩石碎块进行二次破碎，以适应后续使用。
六、施工安全措施：1. 安全警示标识：在施工现场周围设置明显的安全警示标识，限制非施工人员进入施工区域。
2. 防护措施：施工人员必须穿戴好安全帽、安全鞋等防护装备，确保施工人员的人身安全。
3. 灭火设备：现场必须配备灭火器等灭火设备，应急时能够及时有效地处理事故。
总结：岩石破碎施工方案是针对不同的岩石性质和具体施工情况而制定的，通过科学的施工工艺和安全措施，确保施工过程的顺利进行和人员的安全。
建筑基坑破岩方案
建筑基坑破岩方案建筑基坑破岩方案主要介绍在土木工程建设中，遇到岩石破岩难题时的解决方案。
本文将详细描述基坑破岩的步骤和技术，包括前期准备工作、破岩方案的选择、破岩施工过程的安排等等。
在进行建筑基坑开挖时，常常会遇到岩石层，这时就需要采取适当的措施进行破岩。
破岩可以手工破岩、机械破岩、爆破等多种方法，根据具体情况选择合适的方案。
首先是前期准备工作，包括对现场进行勘察和测量，了解基坑的大小、形状和深度等参数。
针对不同的破岩方案，可能还需要专业的工程技术人员进行现场勘察和分析，确保破岩施工的安全性和有效性。
其次是选择合适的破岩方案。
根据岩石的硬度、坚固程度和基坑的特殊形状等因素，可以选择不同的方案。
常见的破岩方法有钢锤破岩、钻孔破岩、液压破岩等。
根据具体情况，可以结合使用不同的方法，提高破岩效果。
在进行破岩施工时，需要做好严密的安全措施。
包括设置合理的警示标志，并保证施工人员的安全。
特别是在进行爆破作业时，严格遵守相关爆破安全规范，确保安全操作。
针对不同的岩石质量和基坑施工的要求，可以采用不同的破岩工艺。
例如，在硬岩地层中，可以采用水压破岩技术。
水压破岩使用高压水射流，通过对岩石施加高压力，使其破裂和松动，从而便于后期的挖掘和开挖。
这种方法具有环保、无噪音、安全性高等优点。
另一种常用的破岩方法是液压破岩。
利用液压设备对岩石施加压力，使其破裂和松动。
液压破岩具有作业方便、效率高等优点，尤其适用于混凝土岩石等较硬的地质条件。
除了机械破岩，还可以通过爆破技术进行岩石破碎。
爆破是一种常见的破岩方法，利用爆炸能量对坚硬的岩石进行破碎，从而便于后期的挖掘和开挖工作。
但是，在进行爆破作业时，需要严格遵守爆破安全规范，确保施工的安全性。
总而言之，建筑基坑破岩是土木工程建设中常见的难题，但通过合适的破岩方案和技术，可以有效解决这一问题。
在选择破岩方案时，需要根据具体情况进行分析和评估，确保破岩施工的安全性和高效性。
通过科学合理的破岩施工，可以顺利完成建筑基坑开挖工作，为后续施工提供良好的条件。
挖机破碎岩石操作方法
挖机破碎岩石操作方法
挖机破碎岩石的操作方法如下：
1. 确定要破碎的岩石的位置和大小，并确保周围没有人员或物体。
2. 检查挖机的破碎设备是否完好，并确保所有连接部件牢固可靠。
3. 将挖机移动到距离岩石适当的位置，并确保挖机稳固停放。
4. 调整挖机的臂部和斗杆的位置，以使破碎装置与岩石接触。
5. 开始操作前，确保挖机稳定，防止破碎时挖机晃动或下滑。
6. 通常使用液压破碎器进行破碎作业。
将破碎器的刀具部分对准岩石，并使其与岩石充分接触。
7. 运行挖机的液压系统，提供足够的压力来启动液压破碎器。
可以使用脚踏开关或遥控装置来控制破碎操作。
8. 缓慢地按下液压控制杆，逐渐增加破碎器的冲击力，直到岩石开始破碎。
9. 当岩石开始破裂时，继续逐渐增加破碎器的压力，直到岩石彻底破碎。
10. 在破碎过程中，要密切观察岩石的破裂情况，确保不发生意外事故。
11. 当岩石破碎结束后，停止液压破碎器的运行，并将其移离岩石。
12. 关闭挖机的液压系统，将破碎器复位，并将挖机移开，以便进行后续作业。
13. 破碎结束后，将岩石碎片和碎石清理干净，确保现场安全整洁。
请注意，以上操作方法仅供参考，具体操作应根据实际情况和挖机的操作说明书进行。
在操作前，请确保熟悉挖机和破碎设备的使用方法，并采取必要的安全措施。
土石方工程破碎最佳方案
土石方工程破碎最佳方案一、土石方工程破碎的基本原理土石方工程破碎是通过机械力对坚硬的岩石和土壤进行破碎，将其变成可挖掘和运输的碎石料。
常见的破碎设备包括挖掘机、破碎机、爆破器等。
破碎的原理主要取决于施工现场的情况，通常有以下几种方式：1. 机械破碎：通过使用挖掘机或破碎机等机械设备，对岩石和土壤进行冲击和挤压，将其破碎成碎石料。
这种方法适用于破碎面积较小、破碎深度较浅的情况。
2. 爆破破碎：通过使用爆破器等爆破设备，对岩石进行定向爆破，将其破碎成碎石料。
这种方法适用于破碎面积较大、破碎深度较深的情况。
3. 组合破碎：结合机械破碎和爆破破碎的方法，对岩石和土壤进行全面破碎，提高破碎效率和质量。
综上所述，选择合适的土石方工程破碎方案需要综合考虑施工现场的地质条件、破碎对象的硬度和密度、施工进度和成本等因素，以达到最佳的破碎效果。
二、土石方工程破碎的技术要求1. 破碎效果：破碎后的碎石料应符合工程设计要求的颗粒分布和质量要求，以便于后续的挖掘、填筑和平整。
2. 施工进度：破碎施工的进度应与整体工程进度相匹配，以确保各项工作顺利进行。
3. 安全要求：破碎施工过程中应严格遵守安全操作规程，确保施工人员和设备的安全。
4. 环境保护：破碎施工过程中应防止对周围环境造成污染和破坏，做好施工现场的环保工作。
5. 成本控制：选择合适的破碎方案，合理配置施工资源，控制施工成本，提高施工效益。
综上所述，土石方工程破碎的技术要求既包括破碎效果和质量的要求，也包括施工进度、安全、环保和经济成本等多方面的考虑，需要结合实际情况进行综合考虑和把握。
三、土石方工程破碎的最佳方案选择在选择土石方工程破碎方案时，需要根据具体的工程情况和要求，综合考虑破碎对象的性质、施工进度和成本等因素，选择最佳的破碎方案。
以下是一些常见的破碎方案选择的原则和方法：1. 地质勘察：在进行土石方工程破碎方案选择前，需要对施工现场进行地质勘察，了解破碎对象的岩土性质、层位分布、厚度和坚硬程度等情况，为选择破碎方案提供可靠的数据支持。
深圳岩石破碎顶管施工方案
深圳岩石破碎顶管施工方案1. 引言岩石破碎顶管施工是一种常见的基础工程施工方式，可以广泛应用于深圳以及其他城市的地下管道施工中。
本文将介绍深圳岩石破碎顶管施工方案的具体步骤、施工工艺以及质量控制措施。
2. 施工步骤2.1 前期准备在进行岩石破碎顶管施工前，首先需要进行充分的前期准备工作，包括但不限于以下内容： - 编制详细的施工方案和施工组织设计； - 调查勘察，确定管道布置和地质情况； - 聘请具备相关资质和经验的施工单位； - 安排专业技术人员进行现场勘探和实地测试，确保施工的可行性。
2.2 设备准备岩石破碎顶管施工需要准备以下设备： - 顶管机具和配套设备 - 岩石破碎装置 - 运输车辆及设备 - 施工控制和监测设备 - 安全保护设备2.3 施工工艺岩石破碎顶管施工的具体工艺如下： 1. 在顶管中线定义和标注施工点位。
2.使用堆高机将建筑材料和设备运输到施工现场，搭建施工临时设施。
3. 依据设计深度，在施工点位开始进行顶管切割。
4. 使用顶管机具将管体推进到预定位置，并进行破碎顶管作业。
5. 如果在顶管过程中遇到坚硬的岩石或障碍物，使用岩石破碎装置进行破碎处理，确保顶管能够顺利进行。
6. 完成顶管过程后，进行管道安装和连接，并进行必要的检测和测试。
7. 断开挖掘机和顶管机具的连接，进行设备的清理和保养。
8. 清理施工现场，恢复原貌并进行必要的环保工作。
3. 工程质量控制3.1 施工管理•施工前进行全面的技术交底和安全交底，确保施工人员了解工艺要求和安全操作规程。
•设立专门的质量管理团队，负责施工过程的质量控制和质量验收工作。
•严格按照施工方案进行施工，确保施工质量符合设计要求。
•配备合适的工程监测设备，对施工过程进行实时监控，及时发现并解决问题。
•根据相关法律法规和标准，制定相关的安全管理制度和操作规程，并在施工现场进行宣传和培训。
•设立安全监督员，对施工现场进行定期巡查和安全检查。
工程施工破碎基岩(3篇)
第1篇在工程建设过程中，破碎基岩是一项常见的施工技术。
基岩是指地下深处的岩石层，由于其坚硬、抗拉强度高，因此在工程建设中常常需要进行破碎处理。
本文将介绍工程施工破碎基岩的方法和注意事项。
一、破碎基岩的方法1. 钻孔爆破法钻孔爆破法是破碎基岩最常用的方法。
该方法通过在基岩中钻孔，并在孔内装入炸药，利用炸药爆炸产生的冲击波和压缩波来破碎岩石。
钻孔爆破法具有施工速度快、成本低等优点，但需注意安全措施。
2. 水力破碎法水力破碎法是利用高压水流对基岩进行冲击，使其破碎。
该方法适用于破碎较软的基岩，如泥岩、砂岩等。
水力破碎法具有施工速度快、对环境无污染等优点，但需注意水压控制。
3. 钻孔冲击法钻孔冲击法是通过钻孔中的冲击器对基岩进行冲击，使其破碎。
该方法适用于破碎坚硬的基岩，如花岗岩、玄武岩等。
钻孔冲击法具有施工效率高、设备简单等优点，但需注意冲击器功率和钻孔深度。
4. 激光破碎法激光破碎法是利用激光束对基岩进行切割、破碎。
该方法具有精度高、速度快、对环境无污染等优点，但设备成本较高，适用于精密破碎工程。
二、破碎基岩的注意事项1. 安全措施在破碎基岩过程中，应严格遵守安全操作规程，确保施工人员的安全。
爆破作业需设置安全警戒区域，禁止无关人员进入；水力破碎法需确保水压稳定，防止喷溅伤人；钻孔冲击法需注意冲击器功率和钻孔深度，防止设备损坏。
2. 环境保护破碎基岩过程中，会产生大量粉尘、噪音等污染，应采取相应的环保措施。
如使用雾炮机、喷淋系统等降低粉尘污染；设置隔音屏障、隔音设施等降低噪音污染。
3. 施工组织破碎基岩工程需制定详细的施工组织方案，明确各工序的施工顺序、施工时间、人员安排等。
同时，要加强施工过程中的协调与沟通，确保工程顺利进行。
4. 质量控制破碎基岩工程的质量直接关系到工程的安全和使用寿命。
在施工过程中，应严格控制破碎效果，确保基岩破碎均匀、无残留。
同时，对破碎后的岩石进行分类、堆放，便于后续工程使用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收稿日期:2005-05-27基金项目:国家自然科学基金重大项目(50490272,50490274),国家自然科学基金项目(10472134)作者简介:周子龙(1979)),博士,主要从事岩土工程灾害与控制研究。
文章编号:1003-5923(2005)03-0063-03深部岩石破碎方法周子龙,李夕兵,刘希灵(中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083)摘 要:深部开采给岩石破碎理论与方法赋予了新的使命和内涵,探索适合深部特殊环境的岩石破碎技术对于安全、高效回收深部资源有着重要意义。
综观目前国内外各类破岩方法的基础上,针对深部岩石的特点,指出了水介质破岩在深部开采中的优势,并分析了几种水介质破岩技术的现状和应用前景。
关键词:深部;岩石破碎;水介质中图分类号:T D825 文献标识码:B1 引言据不完全统计,目前国内外开采深度超过1000m 的矿山就金属矿山而言已有100多座,并以每年8~12m 的速度向下延伸。
随着矿山进入深部开采状态,/三高一扰动0的灾害环境大大增添了开采的难度与复杂性。
如何低成本、高效、安全地回采深部资源成了深部开采的关键,也是当前国内外研究的焦点[1-4]。
矿产开采首当其冲的问题就是岩石破碎,传统破岩方式是否仍适应深部特殊环境下岩石的开采,新的破岩方法是否更适应于深部开采?一系列新问题都有待研究。
2 岩石破碎方法现状社会的进步,科技的发展,推动着破岩技术不断发展。
破岩技术经历了一个简单、低效到复杂、高效、安全的发展过程。
从传统的机械冲击、常规爆破法发展到现在的水射流法、电子束法、激光法、超声波法、微波法、等离子体法、红外线法、射弹法以及静态破碎法在内的20余种方法[5,6]。
20世纪60年代末开始,美国国家科学基金会发起了探寻高效破岩新方法的庞大研究计划,曾对电子束、激光、水射流等25种破岩方法进行对比研究。
在中等强度的岩石上进行切割实验,得出高压水射流、激光、电子束、等离子体4种典型破岩方法所消耗的能量范围分别为:250~500、1000~2000、3000~6000、50000~100000J/cm 2,意味着高压水射流法和激光法破岩最易于实现且效率最高。
当然,任何方法都有它的利弊,随着科技的进步都有可能得到工业性的应用。
传统爆破法曾与机械冲击钻孔相结合在国内外矿山得到广泛应用,但由于其不可控与环境负面影响大而越来越受到人们的批评;水射流破岩方法得到飞速发展,目前已得到普遍工业应用,其与机械刀具辅助使用也取得了良好的应用效果;激光钻井法在20世纪70年代刚提出时并不被认为是可用技术,但经过美国天然气研究所不懈的努力,终于在砂页岩中实现了137.2m/h 的钻进速度,显示了其潜在的优势;微波破岩因为微波技术的发展也被开发应用到岩石破碎中来,美国矿山局研究发现微波辅助机械凿岩可使岩石侵入率较纯机械凿岩提高约3倍;射弹破岩以其损伤简便在二次破碎方面得到了应用;无声破碎剂和等离子法更以其破碎扰动小、无噪声、无飞石等特点在一些精确破碎领域得到很好应用[6]。
3 深部岩石特性随着国内外矿山开采与油气开发的深部化,深部岩石的力学特性与工程响应正得到广大研究者的认识与研究[3,4]。
其中有如下特性:3.1 高应力、高温、高渗透水压埋藏环境根据南非典型深井开采矿山的监测结果,在地下4000m 左右,地应力水平可达100MPa 以上,水压可达20~30M Pa,地温则局部可达80e 甚至更高。
岩石性质将随应力、温度等因素的改变而改变,在深部条件下,传统岩石力学及施工技术在深部环境下部分或完全失效,在深部问题的研究上从#63#矿山压力与顶板管理 2005.l 3实验到理论都刚起步。
3.2 力学特性的复杂性高应力下岩石力学特性问题,可借鉴岩石不同围压下力学特性研究的成果。
Parter son 、Singh 、陈黄庭芳等,发现低围压下表现出脆性的岩石在高围压下会表现出延性破坏。
M alan 、Basson 、Kw on等研究发现岩石在高应力下表现出明显的流变与蠕变特性。
这些对深井巷道大变形提供了很好的解释,然而,金属矿山深部开采中的岩爆等岩石脆断行为又使我们对已有的研究结果持怀疑态度(图1),抑或深部岩石有实验室条件无法想到或实现的因素?目前仍无统一定论。
图1 深部岩石脆延转变的复杂性(a)深部岩石的蠕变大变形; (b)深部岩石的脆性岩爆3.3 扰动响应的突发性深部岩石受扰动下并不像浅部岩石一样按一定的规律渐进演化,而往往是一个突发的、无前兆的突变过程,同时伴随着强烈的能量释放。
就深部常见的岩爆而言,开采扰动下可使岩体突然失稳,引发局部岩爆,并在数小时内大范围漫延;同时岩块弹射速度也会随工程扰动的剧烈程度成正比加强,有时可达10m/s,实验室中各类模拟实验也证实了这一点[7]。
4 深部破岩方法)水介质主导破岩4.1 水介质破岩的优势鉴于深部岩石特点,综合分析岩石破碎的各类方法,不难发现水介质破岩方法在深井环境中有着独特的优势:固有的高压水头)在千米深井工作面,自然水头压力可达数十兆帕,充分利用这种水力能量,再借助适当的增压设备,则可实现足以破岩的水压,这方面已有不少油气行业研究者进行了相关研究,并取得了突破性的进展。
天然的降温剂)通过工作面水介质的循环,可带走高温原岩所释放出来的大量热量,对降低工作面温度有着积极的作用。
柔性撞击、减小扰动)用水介质破岩如水射流方法破岩,岩石在液滴的冲蚀作用下产生裂纹,出现颗粒剥离。
同时水体的楔入胀裂更进一步促进了微裂纹的萌生、扩展,加速了破岩效率。
4.2 超高压射流与磨料射流[8,9]水介质破岩的众多优势掀起了国内外各类射流研究的热潮,并不断提高射流破岩效率,提高射流压力和磨料射流是两个发展前景较好的方面。
20世纪70年代,国外便开始超高压钻井破岩的研究,主要经历了地面全增压、地面部分增压和井下泵增压三个发展阶段。
上世纪70年代初,美国M aurer 等人率先开展了超高压射流试验,曾利用地面增压器把泥浆压力提高到70~110MPa,地面水功率高达11000kW;而后美国瑞德公司进行了系列研究,于70年代末在井深3000m 实现了138M Pa 的工作泵压;1985年Flow Industries 公司投资1700万美元进行超高压专项研究,将泵压提高到245M Pa 。
超高压技术大大提高了破岩效率,然而它对系统设备的承压能力的要求也相应提高,如何低成本地获得耐高压系统材料是关键。
磨料射流技术是在克服纯水射流切割仅适用于软质材料及超高压成本问题而发展起来的另一个分支,在世界上第一台纯水射流切割机(1971年)问世后的1982年,美国首先设计制造了磨料水射流切割机(AWJC),可用于玻璃、岩石等几乎所有的材料,随后英国及意大利等国也相继制造了磨料水射流切割机,并逐渐应用于岩石破碎中。
磨料水射流利用硬质磨料与柔性水滴结合,刚柔相济,侵蚀、冲击被切割件,达到切凿、破碎的效果。
4.3 水射流辅助机械破岩[9]水射流技术的兴起,使水射流与机械破岩方法#64# 2005.l 3 矿山压力与顶板管理的结合成为可能,美国能源部与Alpine 装备公司达成的水射流辅助机割技术的合作协议是这一技术研究的开端。
在不断研制和改进各类PDC 钻头的同时,充分利用水射流技术的发展成果,使破岩方法在继承中得到发展,实验与工程应用都表明这种结合是有效的,并表明水射流辅助机械破岩,刀具寿命可提高2~3倍,可减少粉尘量80%以上,同时对于减少火花和降低刀头温度十分有利。
4.4 激光辅助水射流破岩[10]激光是60年代迅速发展起来的一项新兴技术,在工业、国防等领域日益得到应用。
1997年初,B.Richer zhag ch 博士领导的小组开展了一项激光与水射流同时切割的实验研究,同时瑞士Prejet Rreoiso n 技术公司得到了这一新的加工技术,从此激光辅助水射流切割工艺得到不断改进和完善,并被引进到硬岩破碎中来。
破岩过程中,激光脉冲可在数m s 时间里使几L m 厚的岩层汽化,产生的膨胀气体掺和水射流液滴冲击岩面,产生瞬时高压,通过控制激光脉冲的交变频率,则可实现每秒达上千次的拉压交变载荷,使岩石强度大幅下降,大大增强水射流破岩效率。
5 结语岩石破碎作为资源开采的重要部分,直接影响着开采效率与采矿方法选择等一系列问题。
深部灾害环境又对岩石破碎方法提出了新的要求,在目前大力开展深部岩体力学基础研究的同时进行岩石破碎方法研究,寻找适合深部特殊环境的破岩方法,不仅对认识深部岩石力学特性有积极作用,且对高效、安全回收深部资源有着重要意义。
参考文献:[1] 古德生.金属矿床深部开采中的科学问题[A].科学前沿与未来[C].北京:中国环境科学出版社,2002.192-201.[2] 钱七虎.深部岩体工程响应的特征科学现象及/深部0的界定[J].东华理工学院学报,2004,27(1):1-5.[3] 何满潮.深部岩体力学研究进展[R].长沙:中南大学资源与安全工程学院,2004.[4] 李夕兵,古德生.深井坚硬矿岩开采中高应力的灾害控制与碎裂诱变[A].科学前沿与未来[C].北京:中国环境科学出版社,2002.101-108.[5] 吴立,张时忠,林峰.现代破岩方法综述[J ].探矿工程,2000,(2):49-51.[6] 张科专.静态破碎技术在开挖坚硬岩石中的应用[J].爆破,2003,20(4):96-97.[7] 左宇军.动静组合加载下岩石破坏特性的研究[D].长沙:中南大学,2004.[8] 王瑞和,倪红坚,周卫东.破岩钻井方法及高压水射流破岩机理研究[J].石油钻探技术,2003,31(5):7-10.[9] 廖华林,李根生,熊伟.超高压水射流辅助破岩钻孔研究进展[J].岩石力学与工程学报,2002,21(增2):2583-2587.[10] 熊继有,钱声华,严仁俊,等.钻井高效破岩新进展[J].天然气工业,2004,24(4):27-29.(上接第67页)图2 典型测试曲线(a)16通道数据采集仪输出图; (b)劈裂测试图岩体抗劈裂试验资料。
长江科学院于2004年11月~2005年2月间承担了该工程的地应力和岩体抗劈裂测试。
重新设计的水压劈裂测试设备已在此工程中运用,取得了较好的效益。
典型水压致裂和劈裂测试曲线见图2。
4 结论(1)该水压劈裂法设备硬件、测试数据记录与传感元件的性能与精度达到国内外地应力测试技术规范的要求;(2)该系统在国外水电工程的地应力测试实践中得到了检验,并能满足水压劈裂等测试要求,且得到国际同行专家的认可。
(3)水压劈裂测试的压力与流量数据的数字式采集系统,达到实时跟踪和监控测试过程的目标,形成易于处理的数据文件与测试曲线。