周油坊铁矿1~#措施井快速冻结施工分析与研究

针对周油坊铁矿1#措施井的工程特点,结合该地区冻结井筒的施工经验和教训,设计出了周油坊铁矿1#措施井施工的最佳冻结方案,在冻结过程中对开机制冷、盐水泵压和流量以及冻结效果进行了论述,井筒掘砌期间加强施工过程监测、分析与控制,使建井时间大大缩短,提高了社会经济效益。为今后冻结井筒的设计与快速冻结施工提供了安全可靠、经济合理的参考方案。     

防护网与液氮冻土墙复合基坑支护技术研究

结合一个具体的工程算例,对一种防护网与液氮冻土墙复合基坑的支护结构进行了温度场、位移场和应力场的数值分析,比较了低温盐水冻结和液氮冻结两种情况下温度场演变规律的差异,同时判断了该新型支护结构的安全性,主要得出:液氮冻结形成所需冻土帷幕的时间要比盐水冻结早许多;液氮冻结的冻结效果优于盐水冻结,所形成的冻土帷幕强度比盐水冻结大;计算出来的位移场值均很小;其主应力最小值也都很小,最大值为0.92 MPa;最大剪应力为0.17 Mpa;计算得出拉、压、剪应力值的安全系数均远大于2.由此最终得出的结论为:该工法安全可靠,可为今后类似工程提供重要的参考依据.     

浅谈谢桥矿二副井冻结法凿井信息化

谢桥矿新建立井二副井在安徽理工大学冻土研究所的指导下将冻结温度的实时监测、冻结壁和井壁安全的监测监控、冷冻站设备运行状态监视、盐水箱水位监测报警和盐水流量的监测控制、冻结壁内部冻胀应力和孔隙水压力监测等子系统集成一个平台,实现了二副井冻结法凿井安全监测及信息动态管理的集中可视化、网络化,为冻结法凿井的安全管理和高效决策,提供科学的指导,具有很好的实用价值。     

冻结站节能新途径探讨

为有效降低矿井冻结法凿井冻结站的电能损耗,可以根据实际工况对盐水泵进行转速和流量的配合调节,采用电动机Y/△转换方式在变负荷状态下达到节能目的;同时,在矿井冻结站制冷系统的设计、设备选型和运行过程中,要充分考虑节能理念,及时调整运行工况。     

地铁隧道水平冻结法施工冻结壁温度场影响参数分析

以地铁隧道水平冻结法施工中最常见的粉质粘土为例,应用大型数值分析软件ANSYS系统研究冻结管直径、冻结管间距、盐水温度、土层含水量4大因素对冻结法施工中温度场的影响,提出各因素对冻结壁厚度和冻结时间的灵敏度公式;在各影响因素下通过灵敏度对比分析,得出各因素对冻结壁厚度灵敏度影响规律,该影响规律由大到小依次为:盐水温度、冻结管间距、冻结管直径、土层含水量.     

不同因素影响下联络通道温度场的规律

以内蒙古呼和浩特市地铁2号线1号联络通道为工程背景,利用有限元软件建立三维瞬态温度场模型,对联络通道的温度场变化进行了数值模拟分析,并对比了实际测量温度,分析了不同因素对冻结温度场的影响规律.结果显示:实际测量温度与数值模拟温度的变化趋势一致,数值模拟得到的瞬态温度场可以较为真实地反映工程实际情况;冻结管排布越密集,形成冻结壁的时间就越短,冻结壁的厚度也就越大;在冻结40 d时,联络通道两侧为危险部位,故在开挖时要注意联络通道两侧的土体温度;导热系数和盐水流量的变化对冻结温度场的变化有较大的影响,且两者越大,形成冻结帷幕的速度就越快;比热容和潜热对温度场的影响较小,在实际工程中应主要考虑导热系数和盐水流量对温度场的影响.     

变管径冻结管对地铁联络通道冻结温度场的影响分析

在地铁联络通道的冻结法的设计与施工中,冻结管通常为倾斜放射布置。这导致联络通道不同横截面冻结管间距不同,最终引起冻结温度场的不均匀发展。以郑州地铁5号线联络通道为背景,在冻结管内盐水流量不变的情况下,对现行冻结管的尺寸做出调整,通过改变冻结管尺寸来改变管内的盐水在不同位置的流速,从而改变冻结管不同截面的对流换热系数,使联络通道的冻结温度场得到均匀发展。利用ADINA数值分析软件对联络通道冻结法设计建立三维模型,分析改变管径后,整个冻结过程中联络通道各个截面温度场的发展情况。结果表明,在同一冻结工程中,联络通道各个截面的冻结壁厚度及冻结平均温度趋于一致,且冻土交圈完成的时间得到了缩短,这表明通过改变冻结管的尺寸能够显著改善冻结温度场的不均匀发展问题。     

水泥预加固-人工冻结联合工法加固地层冻胀特性

为研究采用联合工法施工,能够有效控制土体冻胀位移的施工参数,本文以广州地铁十四号线某联络通道冻结工程为背景,通过有限元软件建立联络通道冻胀位移场三维数值模型,研究了盐水温度和水泥掺量对土体冻胀位移的影响,并计算不同冻结壁厚度下地表冻胀位移量以及联络通道开挖土体的塑性区域,在满足施工安全的前提下,进一步对冻结壁设计参数进行优化,以减小土体冻胀位移。结果表明：采用水泥预加固-人工冻结联合工法施工,当水泥掺量设定为12%,盐水温度控制在-25℃~-31 ℃时,积极冻结末期,地表冻胀位移能够满足工程监测要求;水泥掺量设定为12%,冻结壁厚度设定在1.8m,盐水温度控制在-31 ℃。可见相对于原施工方案,采用联合工法施工,积极冻结末期地表冻胀量减小了73%。     

富水砂砾地层水平杯型冻结温度场变化规律分析

针对富水砂砾地层饱和度高、渗透性强和施工风险高等问题,盾构端头采用水平杯型冻结加固法,可有效防止涌水涌砂,保证施工安全.本文以昆明地铁5号线盾构始发端头的冻结作业为依托,对水平杯型多圈冻结帷幕各圈层的地层温度进行了现场监测,明确其温度场的变化规律、阶段特点及冻结效果.研究结果表明:温度场发展可划分为4个阶段,且与盐水降温的两期计划有很好的协调性.多圈冻结外圈与中圈之间冻结速度最快,外圈外侧最慢,发展速率之比可达1.00:0.53,符合实际工程需要.杯型冻结杯底加固区降温速率均高于杯身加固区,平均交圈时间快5 d左右,最终形成冻结帷幕的平均温度也更低.     

地铁换乘站水平冻结压力的监测与分析

以在建上海地铁工程实际为例，通过有说服力的现场实测数据，总结分析了由冻结施工引起的冻结压力的变化规律，从而为上海地铁工程水平冻结设计、施工和检验提供了参考依据。     

含硼资源开发的有关相化学研究进展

相平衡与相图是盐湖卤水资源开发利用的理论依据，本文重点归纳总结了含硼资源开发的有关相化学研究进展，内容主要包括硼酸和硼酸盐体系的稳定相平衡、硼酸盐体系的介稳相平衡及含硼水盐体系溶解度理论计算的研究现状，重点总结了我国卤水中硼资源和硼矿资源开发利用的有关相平衡研究现状，指出了存在的主要问题和发展方向。     

澳大利亚某硫酸盐型盐湖卤水综合利用途径的研究

该文介绍了对澳大利亚北部Curt spring B盐湖卤水综合利用途径进行的研究。通过兑卤调节卤水原状态点,改变其结晶路线,提供了有效的利用该卤水生产软钾镁矾的工艺技术路线,并考证了盐湖卤水蒸发结晶过程中溴的富集规律,为此类盐湖卤水综合利用提供了一条有效的工艺技术路线。     

江苏油田卤水输送管道中硫酸钙结垢趋势预测

采用Oddo-Tomson饱和指数法考察含硫酸盐的卤水输送管道的硫酸钙结垢趋势,并确定判断方法;根据江苏油田输卤管道的结垢样品分析结果和输卤的温度、压力等条件,确定江苏油田淮安首站输卤管道卤水中硫酸钙的结垢趋势的应用方程,并对其硫酸钙的结垢趋势进行预测。预测结果与现场采集的结垢样品的分析结果基本一致。     

Stable isotope fractionation of chlorine during evaporation of brine from a saline lake

Brine from the saline Qarhan Lake was evaporated at 28±2°C in a clean environment.Two groups of experiments were conducted;one with complete separation of precipitate and brine at different stages of evaporation,and the other with continuous precipitation during the evaporation.Seventy-nine precipitate and brine samples were collected during the experiments,and the δ37 Cl values were determined using an improved thermal ionization mass spectrometry procedure for precise measurement of chlorine isotopes based on Cs2Cl+ ions.Based on the concentrations of Na+,K+,and Mg2+,evaporation was divided into three main precipitation stages as follows:halite dominant,carnallite dominant,and bischofite dominant.The δ37 Clsolid and δ37 Clliquid values of the precipitate and coexisting brine samples at different stages showed the following characteristics.The precipitates were enriched with 37 Cl relative to the coexisting brine samples,and the δ37 Cl of both the precipitate and brine samples decreased gradually during evaporation.The fractionation factors(αh) between halite and brine were the highest,followed by that(αc) between carnallite and brine,and then that(αb) between bischofite and brine.The αc and αb values of less than one,which indicate the precipitate is enriched in 35 Cl,were found when the evaporation process entered a new stage.However,the δ37 Cl values of carnallite,bischofite,and the coexisting brine samples decreased during evaporation.The residual brine is a 35 Cl reservoir.The experimental phenomena were consistent with the δ37 Cl values in saline deposits in the literature.δ37 Cl can be used as an indicator of brine evaporation processes,which is important in the exploration of sylvinite deposits.     

超临界CO_2强化深层卤水开采的井群布设方法

超临界CO_2强化深层卤水开采可显著地提高卤水的开采效率,同时增强CO_2的封存安全也是一种实现卤水高效开发和减缓温室效应的双赢选择.本文通过数值模拟的方法对比研究了不同井群布设方法下超临界CO_2强化深层卤水开采的效果,得到的结论如下:无论是矩形井网法还是三角形井网法,超临界CO_2强化深层卤水开采的效果都是非常显著的.基于提出的4种布井方法,从卤水开采总量、卤水越流风险、CO_2注入总量、CO_2泄漏比和区域压力调控这几个方面对比分析:7B6C与9B4C相当、6B7C次之、4B9C效果略差,整体上集中式的三角形井网法略优于矩形井网法,但这两种布井方法没有明显的优势差别.因此,在实际的超临界CO_2强化卤水开采项目中,可根据现场地形和工程条件选择比较合适的布井方法.     

海水淡化剩余浓盐水灌注太阳池研究

研究了利用海水淡化剩余的浓盐水经过进一步晒制浓缩来灌注太阳池的相关问题.通过不同浓度盐水蒸发量的实验,结合当地的气象条件,利用彭曼-蒙特斯经验公式,拟合出适合不同浓度盐水的蒸发量模型,进而计算出浓缩不同盐度溶液所需海水淡化剩余浓盐水用量及时间.提出应根据升温热稳定性要求采取多次补水的方法完成太阳池灌注,提高了太阳池的蓄热性能.     

潍坊市沿海地区卤水资源的开发利用与管理

针对卤水资源在开发利用和管理中存在的区域性降落漏斗、淡咸水分界线南移、卤水质量浓度下降等问题,在分析研究区水文地质条件的基础上,运用非稳定流法和地下水数值模拟方法,进行卤水开采优化布局,提出3.56×108m3/a的开采规模及7.5年开采年限,为实现卤水资源的合理开发利用提供理论依据。     

吸附法脱除卤水中SO_4~(2-)的试验研究

由于SO2 -4对ZrⅣ 具有强烈的亲合性 ,因而可利用ZrO(OH) 2 在酸性条件下从卤水中选择性地吸附并脱除SO2 -4。考察了 pH值、吸附时间、卤水浓度、吸附剂质量和吸附温度等因素对卤水中SO2 -4吸附效果的影响。试验结果表明 ,在一定 pH值范围内 ,其值越小 ,吸附效果越好 ;延长吸附时间 ,吸附率几乎没有变化 ,这说明吸附速率较快 ;卤水浓度减小或吸附剂ZrO(OH) 2 质量增加 ,吸附率升高 ,但吸附量降低 ;卤水温度每升高 10℃ ,吸附率仅略有增加。因此 ,pH值、卤水浓度和吸附剂ZrO(OH) 2 质量对吸附反应影响较大 ,而吸附时间和温度对其影响相对较小 ,吸附剂ZrO(OH) 2 对SO2 -4的一次性吸附率可达 95 %以上     

青海尕斯库勒盐湖水体的化学组分存在形式及饱和指数研究

 以青海西部尕斯库勒盐湖不同水体为研究对象,通过PHREEQC软件计算了水体的化学组分存在形式及饱和指数,探讨了该盐湖水文地质补给顺序,建立了水文地质概念模型。研究表明,水体中所有元素Na、K、Ca、Mg、C（4）、Cl和S（6）主要以自由离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-和HCO₄^2-形式存在,只有少量Mg、C（4）和S（6）与其他离子形成络合物。该盐湖水文地质概念模型为：大气降水和冰雪融水形成的河流水大部分补给至含砂泥岩层形成承压水;大部分承压水补给至潜水,最终汇入湖内形成湖水;在冷干条件下,湖水经过强烈蒸发和浓缩作用形成湖表卤水和晶间卤水;氯化钙型深部水通过湖表卤水区东部隐伏断裂持续补给至湖表卤水,而氯化钙型盐溶水通过盐溶通道长期补给晶间卤水;湖表卤水与晶间卤水间存在水体交换。该研究为青藏高原盐湖水文地质演化过程提供一些基础资料。     

离子种类和质量浓度对不同温度稠油油水界面张力影响的实验研究

为了研究在不同温度下离子种类和质量浓度对稠油油水界面张力的影响,分别配制了含不同质量浓度Na+、Ca2+、Mg2+的盐水溶液,应用旋转油滴法测量了不同温度时稠油与盐水的界面张力,分析了温度、离子种类与质量浓度对界面张力的影响规律.实验结果表明:①盐水成分为Na+和Mg2+时,随离子质量浓度的增大,界面张力先减小后增大,存在极小值;成分为Ca2+时,界面张力先增大后稳定再增大.②随温度升高,在Na+和Ca2+作用下界面张力明显减小,在Mg2+作用下先减小后稳定.③温度和离子质量浓度均影响界面张力;离子质量浓度低时界面张力主要受温度影响;离子质量浓度高时在Na+作用下界面张力受温度影响较大,在Ca2+作用下界面张力受温度的影响减弱;在Mg2+作用下界面张力受离子质量浓度的影响较大.