岩石破碎

摘要： 双轮铣槽机开挖地下连续墙碰到硬岩层时,需要借助辅助破岩施工措施,通过降低岩石强度使岩石生成裂隙,再到逐渐破碎,岩石的破碎过程持续时间很短。为了探讨不同角度裂隙对岩石体破碎的影响,使用无预制裂隙口0°、30°、45°、60°、90°共5种带有不同角度预制裂隙的青砂岩进行循环加载试验。研究结果表明:0°和30°预制裂隙的岩石单轴抗压强度和弹性模量下降最多;45°预制裂隙的岩样的单轴抗压强度和弹性模量随循环加载次数的增加,变化更为明显;45°预制裂隙岩样循环加载次数为10~50次,随着循环次数增加,单轴抗压强度不降反升,达到30次后强度趋于稳定。

摘要： 钻井液井底压力与地层孔隙压力是影响岩石破碎的重要因素,其中的影响机制涉及到地层渗透性、流体密度等一系列因素。DC指数法作为研究这一问题的重要手段,缺少受力方面的内容,无法充分揭示井底压力差与岩石破碎之间的相互关系。基于此,针对井底压力与岩石破碎之间的相互关系展开了研究,建立了影响模型并分析了改进方向,期望对相关从业人员有所帮助。

摘要： 钻探工程是地质勘查的重要手段,在地质钻探施工过程中,由于不同矿区地层的复杂情况不同,需要使用各种不同的钻探施工方法。本文结合我公司在巴西米纳斯锰矿使用小型钻机采用普钻施工工艺的工程实例,分析钻孔事故的原因,处理过程和采取措施等过程,确保施工质量和安全,与同行互勉。

摘要： 为揭示钻头旋切作用下岩石破碎机理,开展地层岩石可钻性分布识别研究。基于自制的岩石旋转切割装置,分别对花岗岩、大理岩和石灰岩的标准岩样进行不同加载压力和旋转速度下的室内岩石旋切破碎试验,通过旋转切割装置中的钻进监测系统和高速摄像机分别记录岩石旋切破碎过程中钻进参数变化(加载压力、旋转速度和旋切扭矩)和岩石旋切破碎表象特征,并统计不同钻进条件下的破碎岩屑质量和尺寸分布等参数分析岩石旋切破碎控制因素。试验结果表明:岩石旋切破碎过程中,钻头在贯入和切割共同作用下呈螺旋线型侵入岩石内部并导致岩石分别发生贯入破碎、剪切破碎和拉伸破碎,其中部分大尺寸岩屑因吸收的切割破碎能较大而发生崩裂,但大部分破碎岩屑堆积在钻头切割路径内,增加了切割摩擦能;加载压力是岩石旋切破碎程度的主要影响因素,在相同加载压力下,破碎岩屑质量和尺寸分布分别受岩石抗压强度和抗拉强度影响;旋切扭矩与加载压力呈正线性关系,且岩石耐磨性和切割比能越高,该线性斜率也越高,而钻头旋转速度不影响该线性斜率变化。据此提出了不受钻进条件影响且仅与岩体固有属性(岩石固有切割比能和岩石摩擦因数)相关的岩石可钻性理论评价模型,并通过已有文献原位钻进数据验证了该岩石可钻性评价模型在实际工程中的有效性。

摘要： 采用高压水射流技术可以改善掘进机切割坚硬岩石的性能。水射流喷嘴的最佳位置和旋转刀盘的启动压力尚未确定,因此,对喷水喷嘴位置和压力对切割的影响进行研究探讨。实验结果表明,高压水射流技术是可行的,喷水有助于降低切割扭矩和推力;喷嘴位于镐的中心时,岩石破碎性能最好;对于压力为40 MPa的中心定位构型,三种岩石的比能量分别降低了41.3%、28.3%和20.1%;经检验喷嘴位置和喷水压力对粉尘抑制系数达到70%以上。

摘要： 二氧化碳爆破是一种污染小、振动小、效率高的物理破岩技术,在人员及建筑物密集的施工环境下填补了炸药爆破应用受限的空缺,应用于煤体增透、岩石破碎、矿山开采及管道疏通等方面。通过对现有研究成果的调研分析,在二氧化碳爆破理论研究、设备研发、工程应用及数值分析方面阐述了学者们的一些研究进展,总结了二氧化碳爆破的能量分析方法,探讨了二氧化碳相变爆破技术当前存在的问题,展望了该技术未来的研究方向,以期为未来二氧化碳相变爆破技术的研究提供参考。

摘要： 针对硬岩地质条件下传统滚刀破岩出现贯入度低、磨损严重和破岩效率低等问题,许多新型辅助破岩方法被提出,如通过激光、水射流等非接触式破岩方法在岩石上制造预切缝来辅助滚刀破岩。为了明晰预切缝条件下滚刀破岩机理,采用颗粒离散元方法建立预切缝在滚刀侧面(侧置式)和滚刀前面(前置式)两种辅助破岩仿真模型,探究了预切缝深度和间距对滚刀破岩裂纹拓展的影响规律。研究结果表明:1)侧置式辅助破岩模型中,预切缝主要影响裂纹的拓展,诱导破岩过程中侧向裂纹向预切缝底端扩展;前置式辅助破岩模型中,预切缝主要影响裂纹的萌生起裂,在贯入初期只产生侧向裂纹,并促使侧向裂纹向两侧扩展。2)滚刀垂直力和裂纹数量均随着预切缝深度的增加而减小,但滚刀垂直力随着刀间距的增大而增大,裂纹数量则随着刀间距的增加先增大后减小。3)同等条件下,侧置式辅助破岩模型的破岩效率要高于前置式辅助破岩模型,但前置式辅助破岩模型中滚刀的垂直力要远小于侧置式辅助破岩模型中的滚刀垂直力,可通过进一步增加前置式辅助破岩模型中滚刀贯入度来充分利用预切缝辅助破岩。4)滚刀贯入度一定时,侧置式辅助破岩模型适用于预切缝深度大于滚刀贯入度的情况,而前置式辅助破岩模型适用于预切缝深度小于滚刀贯入度的情况。

摘要： 针对硬岩隧道掏槽块度大、抛渣效率低的问题,以百龙滩2号隧道为工程背景,运用动力分析软件LSDYNA建立复式楔形掏槽模型,分析不同中间孔深度及延迟时间条件下复式楔形掏槽的爆破效果。研究结果表明:布置中间孔能明显降低岩石大块率,提高岩石的破碎效果。当中间孔与掏槽孔垂深比值a为0.7时,岩石破碎效果最好,随着a的增加,岩石破碎效果逐渐降低。当中间孔与斜孔同时起爆时,岩石的破碎效果最佳,斜孔延时起爆对岩石的破碎效果影响不大,但会提高抛渣效率。该研究成果在隧道爆破中有效地提高了岩体的破碎程度,保证了现场的施工进度。

摘要： 冀东油田深部地层岩性复杂,具有硬度高、研磨性强,极不均质等特点,导致PDC钻头的平均进尺和使用寿命均较短,严重制约着钻井效率。文章针对此问题,开展该地区岩石的XRD实验,获取了岩石矿物组分,结合地展硬度、塑性系数和PDC钻头的可钻性测试结果,建立了深部地层抗钻特性剖面;建立岩石破碎条件下的地层—PDC钻头系统力学模型,分析单齿复合片破岩时的受力状态:随着后倾角的增大,轴向力先增大后平稳,侧向力则出现拐点。综合室内抗钻特性测试和数值模拟结果得到最优后倾角为15°、最优喷嘴组合为两个直径16 mm的中心喷嘴+5个直径14 mm的外围喷嘴时钻头有利于破碎致密泥岩、硬夹层,机械钻速提高明显,这对冀东油田持续提速降本具有重要意义。

摘要： 为研究与炮孔平行的软弱夹层对岩石爆破裂纹扩展的影响,通过钢制模具浇筑长宽高为40 cm×40 cm×36 cm、含不同软弱夹层(泥土和石子、泥土、水)的水泥砂浆试块进行爆破模拟实验。试块浇筑过程中,沿软弱夹层中垂线方向、距炮孔8 cm、12 cm、18 cm处对称预埋6个深度为10cm的径向应变砖,用于超动态应变仪监测试块爆破过程中内部的应变变化;同时,采用高速摄影仪观测试块爆破裂纹扩展过程。对比分析同一试块炮孔两侧(软弱夹层侧和完整侧)和不同试块之间软弱夹层侧的裂纹扩展结果和应变差异,结果表明:同一试块,靠近软弱夹层侧的炮孔裂纹扩展速度比完整侧更快;不同试块之间,随着软弱夹层强度的降低,靠近软弱夹层侧的炮孔裂纹扩展速度越快、裂纹扩展越充分。软弱夹层具有阻止裂纹扩展的效果,软弱夹层强度越低止裂效果越明显;软弱夹层两端生成翼裂纹,且软弱夹层强度越低,翼裂纹扩展速度越快。试块各测点的峰值应变值在0.0178~0.0640之间,对应的峰值应力为49.9~179.2 MPa,且随着距离的增大,应力波衰减速度在一定范围内呈先大后小再由小到大的趋势;软弱夹层强度越低,爆炸应力波衰减越快。

摘要： 为探求岩石加载方式与能量演化之间存在的规律,对岩石的破裂过程进行模拟研究,通过提出一种量化岩石能量损伤的新参数———岩石能量损伤参数D,利用FLAC3D的二次开发,对岩石破碎过程中各部分可释放弹性能、耗散能和总能量进行分析.研究表明,岩样破裂所需能量随着围压的增大成上凹增长曲线;岩石能量损伤参数D达到阈值时,岩石开始发生破坏,该阈值与围压的大小没有相关性.研究成果对进一步分析能量与岩石破坏强度的关系具有参考意义.

摘要： 在逐排或齐发爆破情况下,一般没有考虑岩石在单个炮孔爆破后产生的空间破碎形态问题.岩石在爆炸作用下产生的空间破碎形态主要受岩石性质,自由面状况、炸药性能等因素影响.逐孔起爆改变了岩石的自由面状况,进而对爆破效果产生了较大的影响.根据露天台阶爆破逐孔起爆条件下岩石动态破碎特征,提出了露天台阶爆破岩石破碎楔块理论,分析了逐孔起爆条件下,体积公式计算炮孔装药量的局限.采用有限元软件ABAQUS/EXPLICT中的CEL方式加载爆炸载荷,并结合混凝土塑性损伤本构(CDP)建立了双坡面三维台阶爆破模型,得到了不同时刻岩体内应力分布云图和裂纹扩展以及损伤演化情况.模拟结果表明:岩石爆破破碎楔块理论更加接近逐孔起爆条件岩石破碎状况,并有利于炮孔装药量计算.

摘要： 等离子钻井是近年来一种新发展的钻井技术,该技术和传统机械加工方法相比较,加工过程无害、能量可调,且钻井过程中岩石的破碎与岩石的硬度无关.为了明确工作电流、击穿电压、脉冲宽度、电极直径、电极极性和电解质溶液的浓度等加工因素对岩石破碎的影响,采用环状电板结合实验室自主研发的电源在无围压的条件下进行了室内实验研究. 实验结果表明,工作电流、击穿电压、脉冲宽度和脉冲间隔对岩石破碎的效果有明显的影响.随着工作电流、击穿电压和脉冲宽度的增加,岩石破碎的效率逐渐增加,而岩石破碎的效率随脉冲间隔、电极直径的增加而减少.当内电极与电源的阴极相连时,岩石破碎的效果更好.实验结果同时表明,随着电解质溶液的浓度的增加,岩石破碎的效率先增加后减小.

摘要： 笔者在钻井工程领域主要研究两个方面:一个是岩石的破碎,申请的是国家青年基金;一个是井壁稳定,申请的是面上基金.把最近这段时间在岩石破碎方面取得的一些成果给大家作一个分享.可钻性是个很小的题目,可能大家关注的不是很多,但是在钻井工程中,可钻性非常重要,换一个词,可钻性研究的是岩石破碎问题.

摘要： 本研究基于中国黄土高原风成黄土堆积，验证铀同位素破碎年代学并发展其应用方法。相较传统的地球化学方法，234U/238U比值变化与原始岩石的成分无关，而受控于岩石破碎时间，因此能有效反映颗粒的地表过程。不同的搬运路径和不同的颗粒破碎机制可能对应不同的颗粒破碎时间，使得铀同位素破碎年代学具有解决黄土高原黄土粉沙颗粒的破碎机制与传播路径、解析黄土高原侵蚀机制、定量流域剥蚀速度以及阶地定年等众多应用潜力。

摘要： 竖井作为地下工程施工中的重要组成部分,由于其难度大,不可预见的影响因素多,其安全、保质保量的施工是地下工程的一大难点.本文就作者在胡家峪矿四期管理部对胡家峪四期工程竖井掘砌过程中所遇到的岩石破碎、井壁透水、井壁混凝土坍塌等常见问题的处理方法和采取的措施进行探讨,以期为类似工程问题提供参考.

摘要： 硬岩钻进存在钻速低,钻头寿命短,钻进效率低,钻井成本高等问题,严重影响资源勘探的效果和成本.超声波高频振动钻进作为一种新型高效的钻进方法,主要被应用于太空取样钻探中,本文设想将超声波高频振动应用于硬岩钻进,通过有限元模拟,对硬岩岩样进行模态分析,得到硬岩的固有频率和振型,发现硬岩的一阶固有频率在20kHz的超声波频率范围,可在超声波激励下达到共振破碎,并通过超声波振动实验验证,得到超声波高频振动能够降低硬岩的抗压强度,对硬岩的破碎具有促进作用的结论,为提高硬岩钻进效率展开新思路,为高频振动碎岩机理的研究提供理论指导.

摘要： 本文研究高精度雷管取代普通毫秒雷管实行毫秒级精确延时逐孔起爆,及其对控制爆破振动、改善爆破质量等方面所带来的影响.采用理论研究、模型试验和工程实践研究相结合的手段,对精确延时条件下控制爆破作用进行了分析,得出合理设定毫秒延时间隔时间不仅有利于爆破振动控制,同时可改善岩石破碎效果.进一步现场工程实践表明:合理的毫秒延时间隔时间设定可以使爆破产生的地震频率宽度增加,改善频带能量的分布范围,有利于降低爆破振动效应;同时精确延时起爆方式的改变,还有利于改善爆堆形态,提高生产效率.

摘要： 我国这十几年为了钻井提速发展了很多新技术，主要有气体钻井、扭冲提速、轴冲提速、复合冲击、热力破岩、冷脆破岩，一类是冲击，一类是热。这几类新技术目前来说效果还比较好，但是，新技术的应用也就5%左右，这就引出了一个新问题。本报告的主题是基于岩石塑-脆性破碎转变的钻井提速方法，主要用于常规钻井。

摘要： 我国这十几年为了钻井提速发展了很多新技术，主要有气体钻井、扭冲提速、轴冲提速、复合冲击、热力破岩、冷脆破岩，一类是冲击，一类是热。这几类新技术目前来说效果还比较好，但是，新技术的应用也就5%左右，这就引出了一个新问题。本报告的主题是基于岩石塑-脆性破碎转变的钻井提速方法，主要用于常规钻井。

摘要： 本发明涉及智慧矿山领域，尤其涉及一种岩石二次破碎作业中岩石作业面与作业点的确定方法，旨在解决在岩石二次破碎作业中，作业面与作业点智能化选取问题。本发明包括以下步骤：将彩色相机和三维点云获取设备进行多传感器融合；获取目标区域图像信息；将所述目标区域图像信息输入到岩石检测网络检测目标岩石；对所述目标岩石进行点云提取获得目标岩石点云；将所述目标岩石点云进行平面分割得到拟合平面；对所述拟合平面进行离群点剔除得到候选作业面；对所述候选作业面进行表面积估算；判断所述候选作业面是否满足作业条件并确定作业面；根据所述作业面确定作业点。本发明提供的方法实现了岩石二次破碎作业面与作业点的高精度、智能化确定。

摘要： 本发明公开了一种破碎性地层岩石模拟试样制备方法及岩石模拟试样，制备方法包括以下步骤：采集待模拟地层岩石的裂缝信息，确定破碎模式、定量裂缝展布特征；根据待模拟地层岩石的破碎模式、裂缝展布特征和模拟试样尺寸的大小，确定模拟岩样的标准尺寸、数量；将模拟岩样按照破碎模式堆置于模拟试样模具中，模拟岩样的接触面间放置水溶纸；水溶纸厚度与裂缝宽度相当；采用类岩石材料对设置在模拟试样模具中的模拟岩样浇筑成型，养护脱模制得破碎性地层岩石模拟试样。该方法适用性和可操作性强，可实现对破碎性地层岩样的裂缝数密度、形态和胶结强度的精确控制，为开展破碎性地层大型井壁稳定物理模拟实验提供基础保证。

摘要： 本发明公开了一种火烧水激辅助破碎岩石的全断面岩石隧道掘进机刀盘，包括岩石隧道掘进机刀盘主体，刀盘主体上设置有边滚刀、中心刀、正滚刀、出碴口和刮碴铲斗；刀盘主体端面上均匀的布置有若干个高温火焰喷嘴和低温水喷嘴，且高温火焰喷嘴和低温水喷嘴的布置高度低于正滚刀的包络面高度；其中高温火焰喷嘴连通可燃气管道和氧气管道，低温水喷嘴连通供水管道。解决了现有技术中岩石隧道掘进机破碎硬岩的过程中破岩掘进效率低以及滚刀磨损严重的问题，本发明利用岩石热胀冷缩和热力劈裂的原理，促进岩石内部裂纹的萌生和扩展，从而使岩石易于破碎，提高了滚刀破岩效率、降低了滚刀的磨损，降低了施工成本。

摘要： 一种岩石破碎用岩石臂，包括挖掘机本体，挖掘机本体自身的大臂、小臂、大臂油缸、小臂油缸和挖斗取下不用，还具有支撑大臂油缸、破石前臂油缸、支撑大臂、破石前臂、金刚石刀头，支撑大臂油缸、破石前臂油缸、支撑大臂、破石前臂之间通过销轴连接，金刚石刀头安装在破石前臂下端。本发明采用现有挖掘机作为载体，投资低，工作可靠，使用方便。使用时，操作人员控制破石前臂下端的金刚石刀头从高处快速落下作用于岩石，即可达到破石效果；由于，破石前臂重量大，作业中，在破石前臂自身重量、破石前臂向下运动势能的作用下，以及金刚石刀头的双重作用力下，岩石能有效被解体破碎。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

摘要： 本发明涉及岩石破碎机和监测岩石破碎机的设备和方法。液压岩石破碎机和用于监测该液压岩石破碎机的操作的设备和方法。该设备包括用于监测所述破碎机(10)的内部空间的至少一个气动传感器(S)和配置用以接收和处理气动感测数据的至少一个控制单元(CU)。

摘要： 一种岩石破碎用岩石臂，包括挖掘机本体，挖掘机本体自身的大臂、小臂、大臂油缸、小臂油缸和挖斗取下不用，还具有支撑大臂油缸、破石前臂油缸、支撑大臂、破石前臂、金刚石刀头，支撑大臂油缸、破石前臂油缸、支撑大臂、破石前臂之间通过销轴连接，金刚石刀头安装在破石前臂下端。本发明采用现有挖掘机作为载体，投资低，工作可靠，使用方便。使用时，操作人员控制破石前臂下端的金刚石刀头从高处快速落下作用于岩石，即可达到破石效果；由于，破石前臂重量大，作业中，在破石前臂自身重量、破石前臂向下运动势能的作用下，以及金刚石刀头的双重作用力下，岩石能有效被解体破碎。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

摘要： 本实用新型公开了一种用于地质岩石检测的岩石破碎机，涉及岩石破碎机技术领域，包括防护板，所述防护板的正面开设有防尘窗，所述防护板的底部固定安装有机器底座，所述防护板的内侧固定安装有破碎机主体，所述破碎机主体的内部设置有破碎机构，所述防护板的侧面固定安装有除尘装置，所述破碎机构包括有破碎电机、破碎辊和破碎齿轮。本实用新型通过设置抽风装置配合下尘漏斗将破碎时的灰尘进行抽取至除尘箱体的内部，然后通过利用水箱和压力泵之间的配合，将水源进行传输，并利用输水管传输至喷淋组件的内部，利用喷头进行喷洒，降低抑尘率，然后通过设置除尘板和过滤板对灰尘进行过滤，从而提高了破碎机的使用效率。

摘要： 本实用新型提供了一种岩石试样制备装置及岩石破碎试样生产线，涉及标准试样制备设备技术领域。岩石试样制备装置包括模型缸筒、盖板、加载装置和控制装置。模型缸筒的内部具有用于装载破碎岩石混合料的腔室，盖板可拆卸地设置于模型缸筒且能够封闭腔室，加载装置设置于盖板的远离腔室的一侧，控制装置能够控制加载装置工作并使盖板沿着模型缸筒的轴线方向均匀移动。岩石破碎试样生产线包括动力装置和岩石试样制备装置，动力装置用于驱动加载装置。岩石试样制备装置及岩石破碎试样生产线使得最终制备出来的用于破碎岩石强度试验的标准试样，无需二次切割加工，保障试验结果可靠性。

摘要： 本实用新型公开了一种破碎效果好的岩石破碎机，包括装置本体，所述装置本体内部顶端设有破碎辊，其中一个所述破碎辊一侧设有主动轮，所述主动轮一侧设有第一电机，另一个所述破碎辊一侧设有从动轮，所述装置本体内部底端两侧均设有转动轴，所述转动轴外侧设有粉碎滚筒，所述装置本体外壁底端设有第二电机。本实用新型通过破碎辊和粉碎滚筒的设置，在对岩石进行破碎时，第一电机工作可以带动破碎辊进行转动，使得破碎辊可以对岩石进行初步的破碎工作，进而通过第二电机工作带动粉碎滚筒进行转动，进而可以对岩石进行进一步的破碎工作，使得岩石破碎得更加彻底，进而可以提高岩石破碎得效率。

摘要： 本实用新型提供了一种用于岩石破碎的破碎机，包括有破碎机主体，所述破碎机主体的破碎腔内设有动鄂板，所述动鄂板的一侧设有固定鄂板，所述固定鄂板的一侧设有抗压装置，所述抗压装置包括有上安装座，所述上安装座的底部滑动连接有第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆远离所述上安装座的一端滑动连接有下安装座，所述下安装座的一侧焊接有多个纵向抗压梁，多个所述纵向抗压梁的一端均等距贯穿设有两个横向抗压梁，所述固定鄂板的一侧焊接有加强板，所述加强板的一侧等距焊接有多个第一锯型齿。本实用新型通过抗压装置和抗压梁吸收了大部分撞击力，减少了固定颚板的磨损，通过第一锯型齿提高了岩石破碎效果。